Гомологи в химии - общие структурные формулы, признаки и примеры

Определение и группы

Общая структурная формула гомолога X-(CH₂)n-Y. Это вещества, которые входят в один класс органических соединений, называемый гомологическим рядом. Для каждого класса органических соединений его можно продолжить, добавляя к соединению еще одно звено -CHn, это называется «гомологическая разность».

Все вещества имеют разную молярную массу и структуру молекулы, следовательно, их физические свойства, такие как температуры изменения агрегатного состояния, плотность, прочность и т. д. будут различаться. Наиболее похожими будут свойства ближайших друг к другу веществ.

Свойства изменяются от начальных веществ к высшим, это можно увидеть на примере гомологического ряда алканов:

1. С первого по четвертый (C1-C4) представляют собой газы.
2. Вещества по ряду от C5 до C15 жидкости.
3. От C16 твердые соединения.

Есть определенные правила, по которым проходит систематизация органических соединений.

Номенклатура углеводородов

Согласно ИЮПАК (Международного союза теоретической и прикладной химии), первые четыре углеводорода имеют стандартные, сложившиеся с годами приставки: мет-, эт-, проп, — бут-. В зависимости от гомологического ряда (алканы, алкены, алкины и т. д. ), к этой приставке добавляется суффикс. Начиная с пятого наименование основано на греческих цифрах, соответствующих числу атомов углерода. Для углеводородов с разветвлённой структурной формулы существует определенная система наименования:

1. В основу названия идёт название углеводорода главной цепи (самой длинной), если таких цепей несколько, то главной является та, в которой больше всего ответвлений.
2. После этого нумеруют атомы с того конца цепи, к которой примыкает алкил. Если несколько алкилов находятся на равном удалении друг от друга в цепи, то нумерацию начинают с того, к которому примыкает радикал с меньшим числом атомов.

Называя соединение, для начала нужно перечислить в алфавитном порядке радикалы, перед названием которых ставится цифра, соответствующая номеру главного атома углеродной цепи, где этот заместитель расположен. Далее указывают главный углеводород. Следует помнить, что слова от цифр отделяют дефисом. Например: 3-метилпентанол, 2,3-диметилпентадиол и т. д.

Следует помнить, что существует еще один вид химических соединений, противоположный гомологам.

Изомерия вещества

Изомеры, в отличие от гомологов, имеют одинаковую структурную формулу и молярную массу.

Отличие состоит в строении или расположении самого атома в пространстве, вследствие чего различаются и свойства. Так, различают структурную и стереоизомерию.

Первый вид соединений отличается по химическому строению:

• Изомерия углеродного скелета, отличающаяся порядком связи атомов.
• Валентная, осуществляемая перераспределением связей соединения.
• Структурная, где при одинаковом строении различается расположение связей или кратных групп.

При стереоизомерии различия возникают в пространственной конфигурации молекулы.

Эти соединения составляют очень большой перечень неорганических веществ. У многих из них существует два, или более изомеров. Подсчитать же точное количество подобных веществ в органической химии не представляется возможным, поскольку даже в одном гомологическом ряду может существовать несколько миллионов изомеров без учета стереоизомерии.