Węglowodory nasycone - alkany

Szereg homologiczny alkanów

Węglowodorami nazywane są związki organiczne, których cząsteczki zbudowane są wyłącznie z atomów węgla i wodoru. Możemy je dodatkowo podzielić na następujące klasy:

Alkany można opisać ogólnym wzorem C_nH_2n+2

Oprócz czterech pierwszych węglowodorów, które noszą nazwy historyczne, nazwy dla pozostałych powstają ze złożenia liczebnika greckiego (łacińskiego) określającego liczbę atomów węgla i przyrostka -an.

Kolejny węglowodór różni się od swego poprzednika jednym atomem węgla i dwoma atomami wodoru, mówimy że różnią się grupą CH₂ (metylenową). Związki różniące się tylko wielokrotnością grupy CH₂ tworzą rodzinę zwaną szeregiem homologicznym.

Związki należące do tego samego szeregu homologicznego mają bardzo podobne właściwości chemiczne. Wystarczy poznać właściwości chemiczne kilku przedstawicieli z danego szeregu homologicznego, aby móc przewidzieć właściwości chemiczne dla pozostałych związków danego szeregu.

Tak jak w sposób stopniowy zmieniają się właściwości pierwiastków w układzie okresowym, tak samo zmieniają się właściwości fizyczne związków należących do tego samego szeregu homologicznego, czyli zmieniają się w sposób stopniowy przy przejściu do kolejnego związku w szeregu. Jednakże, o ile właściwości chemiczne zależą od obecności grup funkcyjnych a te są identyczne w każdym członie szeregu, to na właściwości fizyczne ma również wpływ kształt cząsteczki. Alkany podane w tabeli mają łańcuch prosty, nierozgałęziony. Szkielet takiego łańcucha możemy narysować bez odrywania ołówka od kartki papieru: . Szkielet tego typu nazywamy normalnym. W przeciwnym przypadku, gdy do głównego szkieletu dołączone są dodatkowe, boczne rozgałęzienia, to taki szkielet nosi nazwę rozgałęzionego. Obecność łańcucha prostego (normalnego) w nazwie lub wzorze cząsteczkowym oznaczamy literką n-.

Pojęcie szeregu homologicznego ma jednak o wiele większe znaczenie. Przyjrzyjmy się temperaturom wrzenia n-alkanów, gdzie n- oznacza łańcuch normalny, nierozgałęziony, oraz kilku innym związkom należącym do innych szeregów homologicznych:

Alkany

Chloroalkany

Alkohole

Widzimy wyraźnie, że w szeregu homologicznym temperatura wrzenia zmienia się o wartość 20-30^oC przy przejściu do następnego członu szeregu.