Ugljikovodici ili karbohidrogeni su organski spojevi ugljika i vodika, što im i samo ime govori.
Kako smo već rekli, atomi ugljika se mogu vezati u lance ili prstenove, koji čine „kostur“ ugljikovodika.
Prema obliku „kostura“ ugljikovodike možemo podijeliti na:
• Aciklični (alifatski) – kostur je u obliku dugih ili razgranatih lanaca
• Ciklični (aromatski) – kostur je u obliku zatvorenih lanaca,tj. prstenova
Prema vrsti veza među atomima ugljika, ugljikovodike dijelimo na:
• Zasićene (sa svim jednostrukim vezama)
• Nezasićene ( sadrže i dvostruke ili trostruke veze)
ALKANI (CnH2n+2)
Alkani su zasićeni ugljikovodici koji imaju sve jednostruke veze.
Opšta formula homolognog niza alkana je CnH2n+2. Homologni niz je niz organskih spojeva koji se razlikuju od prethodnog za jedan atom ugljika više.
U svom nazivu alkani imaju nastavak -an iza korijena riječi.
Pored molekulskih, alkane češće prikazujemo strukturnim formulama iz kojih se vide veze među atomima.
Veliki je broj različitih pisanja formula u organskoj hemiji, ali za početak ćemo se držati strukturnih formula u koje su ucrtane sve veze, da bismo lakše shvatili gradivo.
Homologni niz alkana prikazujemo u tabeli ispod:
Primjer strukturne formule heksana:
OSOBINE ALKANA:
Zavise od broja atoma ugljika.
Alkani koji imaju 1-4 atoma ugljika su u gasovitom agregatnom stanju.
Alkani koji imaju 5-17 atoma ugljika su u tečnom agregatnom stanju.
Alkani koji imaju više od 17 atoma ugljika su u čvrstom agregatnom stanju.
Kao i većina drugih organskih jedinjenja, alkani se ne rastvaraju u vodi.
Gorenjem na zraku daju ugljični-dioksid i vodu.
Daju reakciju supstitucije sa halogenim elementima uz prisustvo svjetlosti.
SUPSTITUCIJA je reakcija zamjene atoma vodika sa nekim drugim atomima, u ovom slučaju halogenim elementima.
Primjer:
CH4 + Br2 → CH3Br + HBr
Nastaje odgovarajući halogenvodik, u ovom slučaju HBr.
Oduzimanjem jednog atoma vodika iz alkana nastaju alkil-grupe koje nazive dobijaju pisanjem nastavka -il umjesto -an u osnovnom imenu alkana. Ove grupe se mogu vezati na osnovni lanac alkana, pri čemu nastaju razgranate strukture.
Strukturna izomerija alkana:
Strukturna izomerija je pojava da dva ili više spoja imaju istu molekulsku formulu, a različitu strukturnu. Tj. razlikuju se po rasporedu atoma, a samim tim i po osobinama.
Ovakvi spojevi nazivaju se strukturnim izomerima.
Kao primjer uzimamo pentan koji ima tri strukturna izomera:
Nomenklatura alkana:
Nomenklatura organskih spojeva se malo teže objašnjava, ali jednom kad se nauče pravila veoma lako se primjenjuju i na najsloženije organske spojeve.
Konkretna pravila koja se primjenjuju na alkane su:
1. odredi se najduži niz atoma ugljika i odredi njegov naziv
2. ako su za osnovni niz vezane alkil-grupe, njihovi nazivi pišu se ispred naziva osnovnog niza, po abecednom redu
3. ugljikovi atomi se numerišu s one strane, kojoj su vezane alkil-grupe bliže
4. ako se u molekuli nalazi više istih alkil-grupa, onda se ispred njihovog naziva stavljaju prefiksi di, tri, tetra, itd, u zavisnosti koliko grupa ima
5. ispred alkil-grupa piše se broj atoma ugljika za koji je grupa vezana
VJEŽBAMO Primjer:
Napisati nazive sljedećih spojeva:
a)
OBJAŠNJENJE:
Najduži niz atoma ugljika u ovom spoju je 6. Atome ugljika označavamo s one strane kojoj je bliže alkil-grupa, u ovom slučaju sa lijeve strane. -CH3 grupa, koja se naziva metil-grupa, vezana je na 3. atomu ugljika. Znajući sve ove podatke, imenujemo spoj.
3 – metilheksan
b)
OBJAŠNJENJE:
Najduži niz atoma ugljika je 6, bilo da krenemo od atoma koji je označen brojem 1 ili atoma koji je označen zelenom bojom za koji su vezana tri H atoma. U oba slučaja ćemo dobiti isto rješenje.
Kad posmatramo osnovni niz, s koje god strane da krenemo vezane alkil-grupe nalaze se na trećem atomu. Međutim, prednost ima treći atom s lijeve strane jer je na njemu vezana veća alkil-grupa. Dakle, atome numerišemo s lijeve strane. Na 4. atomu ugljika vezana je metil-grupa, a na trećem etil-grupa. Pišemo ih po abecednom redu, pa će naziv spoja biti:
3-etil-4-metilheksan
