При изучении органической химии, отличающейся сложностью своих закономерностей, первое и основное, что следует понять - свойства и законы гомологических рядов.

Гомология, гомологи, гомологический ряд - определения и примеры

Гомология - химическое явление, при котором соединения отличаются друг от друга на определённое количество групп, обладают сходной характеристикой и проявляют похожие свойства.

Гомологический ряд

Гомологический ряд - последовательность однотипных органических соединений, каждое из последующих имеет с предыдущим определённую гомологическую разность. При этом свойства веществ, состоящих в рядах, то есть гомологов, изменяются с определённой закономерностью.

Например, если говорить о гомологическом ряде алкинов, он состоит из следующих гомологов:

  • этин — C2H2;

  • пропин — C3H4;

  • бутин — C4H6;

  • пентин — C5H8 и т. д.

Гомологический ряд алканов в таблице

Алканы - ациклические предельные углеводороды:

  • всеобщая формула алканов — СnH2n+2;

  • названия веществ имеют суффикс -ан-.

Название алканов и алкильных заместителей

Алканы обладают следующими свойствами:

  • в последовательности гомологического ряда происходят изменения агрегатных состояний веществ с газообразного на жидкое и на твёрдое;

  • нерастворимы в воде, но могут растворяться в неполярных растворителях;

  • используются в промышленности (метан - топливо, пропан - автомобильное топливо, бутан - сырье для производства каучука, пропан и бутан - балонные газы).

Метан

СН4

Этан

С2Н6

Пропан

С3Н8

Бутан

С4Н10

Пентан

С5Н12

Гексан

С6Н14

При изучении алканов стоит обращать внимание на их изомеры. Например, структурным изомером бутана является метилпропан, а пентана - метилбутан.

Алканы могут вступать в следующие реакции:

  1. Горение в кислороде: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.

  2. Замещение с галогенами: CH4 + Cl2 = CH3Cl + HСl.

  3. Разложение при высокой температуре: СН4 = C + 2H2.

Гомологический ряд алкенов в таблице

Алкены - углеводороды, имеющие ациклический непредельный характер. 

Гомологический ряд алкенов

Краткая характеристика:

  • общая формула — CnH2n;

  • имеют суффикс -ен-.

Алкены обладают следующими свойствами:

  • не способны растворяться в воде, но полностью растворяются при взаимодействии с органическими растворителями;

  • имеют очень высокую температуру плавления и кипения;

  • применяются в промышленности для синтеза таких важных соединений, как фенола, полипропилена, стирола, ацетона, глицерина и других.

Этилен

C2H4

Пропен

C3H6

Бутен

C4H8

Пентен

C5H10

Гексен

C6H12

Алкены участвуют в следующих химических реакциях:

  1. Горение в кислороде: C2H4 + 3O2 = 2CO2 + H2O.

  2. Галогенирование (присоединение к галогенам): CH2=CH2 + Cl2 = Cl-CH2-CH2-Cl.

  3. Присоединение к водороду (гидрирование): CH2=CH-CH3 + H2 = CH3-CH2-CH3.

  4. Гидратация (присоединение к воде): CH2=CH2 + H2O = CH3-CH2OH.

  5. Полимеризация: nCH2=CH2 = (-CH2-CH2-) * n.

Гомологический ряд альдегидов

Альдегиды - органические вещества, имеющие в своём составе группу -CHO.

Гомологический ряд альдегидов

Делятся на насыщенные и алифатические насыщенные, общая молекулярная формула первых - СnH2nO, вторых - СnH2n+1CHO соответственно.

Названия составляются с помощью суффикса -аль-.

К примерам альдегидов относятся метаналь, этаналь, пропаналь, бутаналь, пентаналь, гексаналь и так далее.

Альдегиды принимают участие в следующих реакциях:

  1. Присоединение воды: R-CH = O + H2O = R-CH(OH)-OH.

  2. Присоединение спиртов: CH3-CH = O + C2H5OH = CH3-CH(OH)-O-C2H5.

  3. Присоединение аминов: C6H5CH = O + H2NC6H5 = C6H5CH = NC6H5 + H2O.

  4. Восстановление водородом: R-CH = O + H2 = R—CH2-OH.

Альдегиды обладают следующими свойствами:

  • низшие представители класса имеют резкий запах;

  • в гомологическом ряду происходит изменение агрегатных состояний от жидкого до твёрдого;

  • используются в лекарственной промышленности, парфюмерии и т. д.

Хоть органическая химия и требует внимательного изучения, совсем необязательно полностью зазубривать все классы веществ. Намного проще для понимания и качественного запоминания обращать внимание именно на закономерности изменения свойств и характеристик ближайших соединений, следуя плану.