핵심 개념
이 튜토리얼에서는 탄화수소, 구조 및 유기 화학 반응에 대해 배우게됩니다.
탄화수소 란 무엇입니까?
탄화수소는 탄소 및 수소 원자만을 함유하는 한 유형의 화합물입니다. 이러한 단순성에도 불구하고 탄화수소는 엄청나게 다양한 화합물 그룹입니다. 탄화수소에는 세 가지 유형의 탄화수소가 있으며 각각 고유하고 공유 된 특성이 있습니다. 이들은 알칸, 알켄 및 알키네입니다.
이름 지정 탄화수소
세 가지 유형의 탄화수소는 모두 동일한 명명 체계를 갖습니다. 탄화수소 이름의 접두사는 단일 사슬에있는 가장 많은 수의 탄소 원자에서 비롯됩니다. 이름의 두 번째 부분은 화합물에 어떤 유형의 결합이 있는지에 따라 다릅니다. 단일 본드 만있는 경우 이름에는 -ane 접미사가 있습니다. 이중 채권이 있으면 이름에는 -ene 접미사가 있습니다. 트리플 본드로 이름에는 -yne 접미사가 있습니다.
접두사
다음은 일반적인 탄화수소 접두사 중 일부입니다.
| 탄소 수 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 접두사 | Meth | eth | prop | 하지만 | 펜트 | hex | hept | OCT |
탄화수소의 가지
더 긴 탄화수소 체인에 더 짧은 탄화수소 사슬을 알킬기, 가지 또는 치환기라고합니다. 탄화수소의 이름을 지정할 때, 지부의 탄소는 주요 체인의 탄소가 부착되어 있으며 탄소 수에 해당하는 접두사를 가져옵니다.
동일한 치환기가 여러 번 나타나면, 원금 체인의 각 위치는 숫자를 수신하고, 다른 횟수를 나타내는 다른 접두사가 추가됩니다.
탄화수소 분자의 입체 화학
R 및 S 구성
입체 화학을 결정하는 것은 탄화수소를 분류하고 명명하는 데 중요한 부분입니다. 탄소에 4 개의 다른 그룹이 부착 된 경우 입체 중심이라고합니다. 입체 중심자는 주변 그룹의 위치에 따라 R 또는 S 레이블을받습니다. R 또는 S 구성을 결정하는 첫 번째 단계는 우선 순위 순서대로 그룹에 레이블링하는 것입니다. 탄화수소의 경우, Stereocenter의 그룹은 크기에 따라 1에서 4까지의 숫자를받습니다. 더 큰 그룹은 더 적은 수를 받고 수소는 항상 1을받습니다.
최저 우선 순위 그룹은 뒤로 마주 치는 채권에 있어야합니다. 그런 다음 그룹 1에서 시작하여 그룹 3에서 끝나는 입체 중심 주위에 원형 화살표를 그려야합니다. 화살표가 시계 방향으로 이동하면 스테레오 센터는 R 구성을 갖습니다. 시계 반대 방향으로 이동하면 STEREOCENTER에는 S 구성이 있습니다. r 또는 s는 나머지 화합물 이름 앞에서 괄호 안에 들어갑니다.
두 그룹의 탄소 수가 같지만 그룹 중 하나가 이중 또는 트리플 본드를 가지고 있다면 더 많은 채권을 가진 그룹은 우선 순위를받습니다.
알켄 입체 화학
알켄은 또한 이름 지정에서 입체 화학적 고려 사항을 가지고 있습니다. 내부 알켄은 z 또는 e 구성에있을 수 있습니다. 알켄이 e 또는 z인지 여부를 결정하기 위해, 알켄 결합의 방향으로 연장되는 선을 상상하는 것이 도움이된다. 우선 순위 그룹 이이 라인의 동일한쪽에 있으면 Alkene은 Z입니다. 우선 순위 그룹이 라인의 반대편에있을 때, 알켄은 e.
입니다.
Alkene에서 우선 순위 그룹은 주요 체인을 구성하는 두 그룹입니다.
주기적 탄화수소
주기적 탄화수소는 나머지 이름보다 먼저 "사이클로"를받습니다.
탄화수소 분자 및 이름의 예
탄화수소 특성
방대한 수의 탄화수소에도 불구하고 그들은 모두 많은 속성을 공유합니다. 그것들은 극성이 부족하기 때문에, 탄화수소가 경험하는 유일한 분자간 힘은 런던 분산 힘입니다.
또한 탄화수소의 끓는 지점 및 용융점은 탄수화 수에 따라 증가합니다. 분기는 포장 효율을 줄임으로써 동결 및 비등점을 감소시킵니다. 이것은 영역 내에서 화합물이 얼마나 단단히 포장되는지를 나타냅니다. 2,3- 디메틸 헥산 및 옥탄은 동일한 수의 탄소 및 수소 원자를 가지지 만 옥탄은 방해받지 않으므로 끓는점이 더 높습니다.
모든 탄화수소는 가연성입니다. 그들은 산소와의 연소 반응을 수행하여 이산화탄소, 수증기 및 열을 생성합니다.
가장 작은 탄화수소 인 메탄은 온실 가스입니다. 이것은 대기 중 대기에서 수집하면 태양으로부터 열 에너지로 가득 차 있음을 의미합니다.
탄화수소의 사용
모든 유형의 탄화수소는 산업 및 일상적인 사용에서 다양한 기능을 수행합니다. 이러한 용도 중 다수는 화석 연료 산업의 일부 또는 직접적인 성장입니다.
연료
자동차, 트럭 및 비행기와 같은 내연 기관이있는 차량은 탄화수소를 연료로 사용합니다. 이러한 연료는 일반적으로 단일 화합물이 아니라 유사한 크기의 탄화수소 혼합물입니다. 더 큰 차량은 더 큰 연료를 사용하는 경향이 있습니다.
체인 길이 18 ~ 50 개의 탄화수소가있는 탄화수소는 모터 오일로 사용되며 엔진을 윤활하고 원활하게 작동 할 수 있습니다.
플라스틱
모든 플라스틱이 탄화수소 인 것은 아니지만 많은 일반적인 플라스틱이 있습니다. 일반적으로 스티로폼으로 알려진 폴리스티렌은 긴 사슬에 중합 된 스티렌으로 구성됩니다. 프로필렌 및 폴리에틸렌의 중합은 또한 포장에 사용되는 플라스틱을 산출한다.
용매
전 세계의 실험실에서 화학자들은 탄화수소를 비극성 용매로 사용합니다. 헥산과 톨루엔은 유기 실험실에서 두 가지 일반적인 용매입니다. 과거의 화학자들은 종종 벤젠을 용매로 사용했지만 현재는 대량으로 사용하기에는 너무 발암 물질로 간주됩니다.
반응
알칸
알칸은 가장 적은 유형의 반응에 참여합니다. 산소에 노출되면 알칸은 연소되어 Co 2 를 생성 할 수 있습니다. , 수증기 및 열. 또한, 알칸은 할로겐화 반응을 겪을 수 있습니다. 이들은 수소 원자를 할로겐으로 대체하는 것을 포함한다. 알칸은 또한 금속 촉매의 도움으로 분해되어 부착 할 수 있습니다.
알켄
알켄은 반응과 관련하여 더 많은 기능을 가지고 있습니다. 할라이드 분자 및 수소 할라이드는 이중 결합을 가로 질러 알킬 할라이드를 형성 할 수있다. 유사하게, 수소 분자는 금속 촉매의 도움으로 이중 결합을 수화시킬 수있다.
산이있을 때 물이나 알코올을 첨가하면 각각 알켄에 -OH 그룹 또는 에테르가 추가됩니다.
일반적으로 이러한 추가 사항은 Markovnikov의 규칙을 따릅니다. 이것은 수소가 알켄의 덜 치환 된쪽에 추가 될 것임을 의미합니다. Borane 및 미묘한 용매를 사용하여 염기, 물 및 과산화수소를 사용하여 -oh 그룹이 수소 대신 덜 치환 된쪽에 추가 할 수 있습니다.
오존에 이어 환원제는 이중 결합에서 알켄을 분리시킨다. 알켄이 터미널 인 경우, 이것은 두 개의 알데히드를 만듭니다. 알켄이 내부라면, 이것은 두 개의 케톤을 만듭니다. 오존에 이어 산화제가 이어지면 결과는 두 가지 산입니다.
알키네스
알킨은 알켄과 유사하게 반응합니다. 둘 사이의 주요 차이점은 알켄에 첨가가 알칸을 생성하는 곳에서 알키네에 추가 된 것이 알켄을 만듭니다.
