סדרה הומולוגית

בכימיה, ישנם קבוצות של חומרים אורגניים, המאופיינת תכונות דומות מאוחדות הנוסחא הכללית, אשר מתארת את הדפוס של ההבדלים המבניים בין כל החבר הבא של הקבוצה הקודמת. לדוגמא, סדרה הומולוגית של אלקאנים, אלקנים, alkynes , או קבוצות אחרות. מינוח זה הוא בעל חשיבות רבה ללימוד או תרגול של חיזוי. לקבלת חומרים אורגניים בתוך הקבוצה, יש שינויים קבועים תכונות כימיות ופיסיקליות, וכולם מתואמים עם שינוי משקל מולקולרי.

לא פחות חשוב הם הכללים המתארים כיצד תכונות חומרים במעבר מקבוצה אחת לאחרת. כדי להבין מה היא סדרה הומולוגית, כדאי לשקול דוגמאות ספציפיות. עבור כל קבוצה של תרכובות מגדילים את טמפרטורת המאפיין של המסה (התגבשות), רותחים (התעבות) וצפיפות עם הגדלת משקל מולקולרי ואת המספר האטום פחמן במולקולה.

פחמימנים רוויים נקראים פרפין או רווי; הם מייצגים אציקליות (ללא מחזורים) ישר למתחם או מבנים מסועפים, האטומים במולקולות אשר מצטרפים אג"ח אחת. הנוסחא הכוללת היא CnH2n + 2 ומתארת שורה הומולוגית של אלקאנים. כל מולקולה מגדיל חבר עוקב לעומת האטום אחד C הקודם ואת שני האטומים עד H. רווי פחמימנים כוללים:

• מתאן;
• אתאן;
• פרופאן, וכן הלאה.

עבור פחמימנים רוויים כוללים גם cycloparaffins. זוהי קבוצה גדולה של תרכובות אורגניות שמולקולות הן טבעות סגורות. סדרה הומולוגית מהם יש את הנוסחא CnH2n, מתחילה עם כימי לשלושה אטומי פחמן. דוגמאות cycloparaffins:

• ציקלופרופאן;
• cyclobutane;
• ציקלופנטאן, וכו '

פחמימנים רוויים או בלתי רוויים הם גם אציקליות. אלה כוללים חומרים של מבנה ISO נורמלי. סדרה הומולוגית של אלקנים הנוסחא הכללית CnH2n. תרכובות אלו מאופיינות על ידי הנוכחות של אג"ח אחד כפול בין שני אטומי פחמן. אם השורה הקודמת מתחיל עם פחמימן עם (מתאן) אטום הפחמן, שמתחיל עם חומרים של מולקולה אחת מהן מכילה שני אטומי פחמן. דוגמאות של אלקנים:

• ethene;
• propyl;
• Butene, וכן הלאה.

הידרוקרבונים האטומים במולקולת שני פחמן מחובר באמצעות אג"ח משולש יותר בלתי רוויים, אחר המכונים אצטילן. הם מאוחדים על ידי שורה הומולוגית של alkynes. זה מתואר על ידי הנוסחה CnH2n-2 ומתחיל עם אצטילן בנוסחה של שמורכבת משני אטומי ג דוגמאות alkynes:

• ethyne;
• propyne;
• butyn-1 וכן הלאה.

פחמימנים אציקליות רוויים בהם מולקולה יש שני קשרים כפולים נקראים diene. יש להם את הנוסחה הכללית CnH2n-2. הסדרה ההומולוגית שלהם מתחילה עם פחמימן עם שלושה אטומי פחמן במולקולה. הקשרים הכפולים ניתן מצומדות (מופרדי אג"ח אחת) מצטבר (הממוקם על אטומים סמוכים) או מבודד (מופרד אג"ח יחיד מרובה). דוגמאות Dienes:

• 1,2-propadiene;
• 1,3-סטירן;
• isoprene, וכו '

קבוצה מיוחדת נוצרת על ידי כימיקלי מבנה מחזורי במולקולה בעלת טבעת בנזן. סדרה הומולוגית של ארומטיות חלקית מתחילה עם התרכובת עם שש אטומים פחמן - בנזן. תנאיהם של הסדרה הזו נוצרים על ידי החלפה אטומה מימן אחד או יותר קשור לטבעת הבנזן רדיקלים. לפיכך, מספר חומרים: בנזן, טולואן, קסילן. יש אם המולקולה שניים או יותר מתמירים המעידים על נוכחות של איזומרים של חומרים אלה. סדרה הומולוגית אחרת של צמחים הארומטיים הם יצרו מן הנפטלין, anthracene, וחומרים אחרים.

אם המולקולה פחמימנים יש קבוצה פונקציונלית, כימיקלים כגון מהווים גם סדרה הומולוגית.

• כהלים כמה מאופיינים שיש במולקולת קבוצה הידרוקסיל (-OH). עבור monoalcohols אטום מימן אחד בתוך פחמימנים אציקליות יוחלפו ע"י קבוצת הידרוקסיל; הנוסחה שלהם: CnH2n + 1OH. ישנן גם סדרות של polyols.
• פנולים כמה מאופיין בנוכחות של מולקולה וקבוצת הידרוקסיל (-OH), אבל הוא מחליף מימן על טבעת בנזן.
• מאופיין במספר של אלדהידים לכל מולקולה של התרכובת הכימית של קבוצת קרבוניל (> C = O); אלדהידים של הנוסחה הכללית: R-CH = O.
• מספר קטונים נבדלים גם על ידי הנוכחות של קבוצת קרבוניל (> C = O), אבל אם הוא מחובר עם אלדהידים קיצוניים, אז שתיים קטונים פחמימנים רדיקליים. הנוסחה קטונים: R1-CO-R2.
• מספר חומצות קרבוקסיליות שונה מקבוצה carboxyl כימיקלים אחרים, משלב הקבוצות קרבוניל הידרוקסיל. פורמולה - RCOOH.

עבור כל שורה, אם אלדהידים סדרה הומולוגיים, פחמתית (אורגניות) חומצות, כהלים או חומרים אחרים, המאפיינים שלהם יהיו תלויים במידה רבה בסוג של קבוצה פונקציונלית להשתנות באופן טבעי מספר עם הגדלת חומרי משקל מולקולריים. הסיווג הזה הוא מעמד רחב של תרכובות כימיות עוזר להבין את הטבע ויחקור את תכונותיהם.