Хомологични серии от химични съединения
В тази статия читателят ще намери информация за хомоложни съединения, научи какви са те. Ще бъдат разгледани общите свойства, формулата на веществата и техните наименования, характеристики. Освен това ще бъде засегнато не само химическото разбиране на хомолозите, но и биологичното.
Какво е хомоложна серия
Хомоложна серия са химични съединения, които имат подобен структурен тип, но се различават по броя на повторенията на елементарни единици на веществото. Разликата в структурните компоненти, а именно идентични единици, се нарича хомологична разлика. Хомолозите се отнасят до вещества, които са в една и съща хомоложна серия.
Пример за хомолози са алкохоли, алкани, алкини, кетони. Ако разглеждаме хомоложните серии на примера на алканите - най-простите представители (характеристична формула: C n H 2 n + 2 ), виждаме прилики в структурата на редица представители на този вид вещества: метан СН4, етан С2Н6, пропан С3Н8 и т.н .; CH2 метиленовите единици са хомоложна разлика в редица от тези вещества.
Общи идеи за структурата и хомологията на съединенията
Идеята за хомологията на веществата в органичната химия се основава на разбирането, че както физичните, така и химическите качествени характеристики на веществата могат да се определят от молекулната структура. Свойствата на хомоложни съединения могат да зависят от структурата на въглеродния скелет и функционалната група на определено съединение.
Възможно е да се определят химичните свойства и, следователно, хомологът, принадлежащ на специфичен клас, чрез неговата функционална група. Като пример, можете да обърнете внимание на карбоксилната група, която е отговорна за проявлението на киселинните свойства и веществото, принадлежащо към карбоксилни киселини. Възможно е обаче да се определи нивото на проявление на химични или физически качества, изучавайки не само функционалната група, но и въглеродния молекулен скелет.
Има съединения, в които въглеродните скелети са подобни, с други думи, в тях няма изомеризъм. Такива хомолози са написани, както следва: X - (CH 2 ) n - Y. Броят на метиленовите n-единици е хомоложен и принадлежи към класа на съединенията от един тип. Подобни типове хомолози са най-близки.
Хомоложна серия от вещества носи някои общи модели на промяна в свойствата от по-младите представители към по-старите. Такова явление може да бъде нарушено, което е свързано с образуването на водородни връзки в присъствието на група, която може да ги образува.
Алдехидна хомология
Алдехиди - ред органични съединения тип, съдържащ алдехидна група - COH. При вещества от този тип карбоксилната група е свързана с водородния атом и една радикална група.
Хомоложната серия от алдехиди има общата формула R-COH. Един от елементарните представители е формалдехид (Н - СОН), в него алдехидната група е свързана с Н. В други, ограничаващи представители на тази серия от съединения, водородният атом е заменен с алкин. Обща формула: CnC2n + 1- COH.
Алдехидите се разглеждат като вещества, които се получават в резултат на заместването в парафинов въглеводороден атом Н за алдехидна група. За такива химични съединения изомерията и хомологията са подобни на други производни на монозаместени наситени въглеводороди.
Наименованието на алдехидите се съставя в зависимост от наименованието на киселината със същия брой въглеродни атоми в молекулата, например: СН3 - СНО - оцетен алдехид, СН3СН2 - СНО - пропионов алдехид, (СН3) 2СН - СНО - изобутиралдехид и др.
Алкин хомология
Алкините са въглеводородни химични съединения, които носят тройни връзки между С-атомите и образуват поредица от хомолози с характерната формула CnH2n -2 . Обща черта на позицията на въглероден атом с троен брой връзки е състояние на хибридизация на sp.
Хомоложни серии от алкини: етин (С2Н2), пропин (СЗН4), бутин (С4Н6), пентин (С5Н8), хексин (С6Н10), хептин (С7Н12), октин (С8Н14), неин (С9Н16), децин (С10Н18).
Физичните свойства на алкините се определят по подобен начин с алкени. Например, точките на кипене и топене постепенно се увеличават с увеличаване на дължината на доминиращата въглеродна верига и молекулното тегло. Химичните свойства включват халогениране, хидрохалогениране, хидратация, полимеризация. За алкините са характерни и субституционални реакции.
Хомология в биологията
Хомоложните серии се използват в биологията, но имат малко по-различен характер. Н. И. Вавилов открива закона, според който произходът на видовете и дори родовете на растенията, подобни една на друга, води до поток на вариабилност по паралелни пътища. Родовете и видовете, характеризиращи се с генетично сходни наследствени промени, могат да послужат като начин за определяне на промените в проявата на черти за други, свързани с тях видове. Както и в химическата таблица на Д. И. Менделеев, хомологичният закон дава възможност да се определи и предвиди съществуването на неизвестни таксономични единици на растенията със селективни характеристики, които са ценни. Този закон е формулиран чрез изучаването на паралелизмите, проявени в наследствена вариабилност поколения.
заключение
Хомоложна серия от вещества, характеризиращи се с обща формула, но различаваща се по хомоложна разлика, позволи на човек да увеличи химическия потенциал на веществата, да открие и получи много нови съединения, използвани във всички сфери на живота. За по-добро разбиране на фундаменталното явление, че физичните и химическите качествени характеристики могат да бъдат определени от молекулната структура на съединението.