Homoloë reeks

Reeks stowwe wat vergelykbare strukture het en 'n sistematiese verskil vertoon

'n Homoloë reeks op die gebied van organiese chemie is 'n reeks verbindings met dieselfde funksionele groep en soortgelyke chemiese eienskappe waarin die lede van die reeks vertakte of onvertakte kan wees.[1] Dit kan die lengte van 'n koolstofketting wees[1] (byvoorbeeld in die reguitketting-alkane), of dit kan die aantal monomere in 'n homopolimeer soos amilose wees.[2]

Verbindings in 'n homoloë reeks het tipies 'n vaste stel funksionele groepe wat aan hulle soortgelyke chemiese en fisiese eienskappe gee. Hierdie eienskappe verander gewoonlik geleidelik deur die reeks, en die veranderinge kan dikwels verklaar word blote deur verskille in molekulêre grootte en massa. Die naam "homoloë reeks" word ook gereeld gebruik vir enige versameling verbindings wat soortgelyke strukture het of dieselfde funksionele groep bevat, soos die algemene alkane (reguit en vertak), die alkene, die koolhidrate, ens. As die lede egter nie volgens 'n enkele parameter in 'n lineêre volgorde gerangskik kan word nie, kan die versameling beter 'n "chemiese familie" of "klas van homoloë verbindings" genoem word eerder as 'n "reeks".

Die konsep van homoloë reekse is in 1843 deur die Franse chemikus Charles Gerhardt voorgestel.[3] 'n Homologasie-reaksie is 'n chemiese proses wat die een lid van 'n homoloë reeks na die volgende lid omskakel.

'n Homoloë reeks buite die organiese chemie kan ook verwys na byvoorbeeld elemente in 'n groep op die periodieke tabel wat eienskappe het wat geleidelik deur die reeks verander. Die sure HF, HCl, HBr en HI kan almal as HX geskryf word, waar X 'n element uit groep 18 is van die periodes 2, 3, 4 en 5. Ook hierdie reeks kan homoloog genoem word.[4]

VoorbeeldWysig

 
Die kookpunte (bo) en smeltpunte (onder) in die homoloë reeks CnH2n+2 (alkane) vir n=1 tot 14

'n Homoloë reeks kan ook gedefinieer word as 'n reeks stowwe wat vergelykbare strukture het wat stelselmatig verander met 'n parameter n = 1, 2, 3, 4, ens.

In die organiese chemie is die parameter gewoonlik die aantal koolstofatome in die molekuul se koolstofketting. 'n Goeie voorbeeld is die alkane, waar die chemiese formule vir geskry kan word as CnH2n+2 en dus: n=1 is metaan (CH4); n=2 is etaan (C2H6); n=3 is propaan (C3H8); n=4 is butaan (C4H10); ens.

Homoloë reeks word dikwels gebruik om die effekte van ketenlengte op fisiese eienskappe te ondersoek. So neem die kook- en die smeltpunte toe in hierdie homoloë reeks, maar nie op dieselfde manier nie. Die kookpunte styg monotoon, terwyl die smeltpunte 'n wisselpatroon vertoon omdat die verandering tussen smeltpunte van verbindings met ewe waardes van n verskil van dié verbindings met onewe waardes van n.

Die wisselende smeltpunte kan verduidelik word in terme van beide die Van der Waals-kragte tussen die molekules en die dipoolmomente. Molekules deel die elektrone in hul bindings, wat lei tot nie-polêre bindings wanneer die binding tussen identiese fragmente is (die C-C-binding in etaan is nie-polêre [H3C-CH3]) of polêre bindings (soos in H-Cl). In meer komplekse molekules lei die kombinasie van polêre en nie-polêre bindings tot tydelike polariteit van die hele molekule, afhangende van die konfigurasie van die dele van die molekule. Hierdie tydelike polariteit word die dipoolmoment genoem.

In molekules met ewe waardes van n, is die molekules simmetries en is die dipoolmoment nul. In molekules waar n onewe is, is die molekule nie simmetries nie en het dit 'n dipoolmoment. Die dipoolmoment van elke molekule is in wisselwerking met die nabygeleë dipoolmomente van ander molekules, wat lei tot 'n afstootlike Van der Waals-krag tussen die molekules, 'n verswakking van die struktuur en vandaar die effens laer smeltpunt.

Nog homoloë reekseWysig

Homoloë reeks Algemene formule Herhalende eenheid Funksionele groep(e)
Reguit-ketting-alkane CnH2n + 2 (n ≥ 1) −CH2 H3C− ... −CH3
Reguit-ketting-perfluoroalkane CnF2n + 2 (n ≥ 1) −CF2 F3C− ... −CF3
Reguit-ketting-alkiele CnH2n + 1 (n ≥ 1) −CH2 H3C− ... −CH2
Reguit-ketting-1-alkene CnH2n (n ≥ 2) −CH2 H2C=C− ... −CH3
Sikloalkane CnH2n (n ≥ 2) −CH2 Enkel-verbinde ring
Reguit-ketting-1-alkyne CnH2n − 2 (n ≥ 2) −CH2 HC≡C− ... −CH3
Poliasetielene C2nH2n + 2 (n ≥ 2) −CH=CH− H3C− ... −CH3
Reguit-ketting-primere alkohol CnH2n + 1OH (n ≥ 1) −CH2 H3C− ... −OH
Reguit-ketting-primere monokarboksielsuur CnH2n + 1COOH (n ≥ 0) −CH2 H3C− ... −COOH
Reguit-ketting-azane NnHn + 2 (n ≥ 1) −NH− H2N− ... −NH2

VerwysingsWysig

  1. 1,0 1,1 Brown, Theodore L.; LeMay, H. Eugene; Bursten, Bruce E. (1991). Chemie: Die sentrale wetenskap (in Engels) (5de uitg.). Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. p. 940. ISBN 978-0-13-126202-7. OCLC 21973767.
  2. Saarela, K. (22 Oktober 2013). Makromolekulêre chemie — 8: Plenêre en hooflesings aangebied tydens die Internasionale Simposium oor Makromolekules gehou in Helsinki, Finland, 2–7 Julie 1972 (in Engels). Elsevier. p. 88. ISBN 978-1-4832-8025-7.
  3. "Sur la classification chimique des substances organiques". Revue scientifique et industrielle. Revue scientifique et industrielle (in Frans). 1843. p. 588-609. Besoek op 9 Januarie 2020. Nous appelons substances homologues celles qui jouissent des même propriétés chimiques et dont la composition offre certaines analogies dans les proportions relatives des éléments. (Ons noem homoloë stowwe dié wat dieselfde chemiese eienskappe het en waarvan die samestelling sekere analogieë in die relatiewe verhoudings van elemente bied.)
  4. sien byvoorbeeld: Lucchese, R.R. (2004). “Mikrogolfspektrum van Ne:HBr: strukturele perspektiewe op Rg:HX, Rg = Ne, Ar, Kr; X = F, Cl, Br, I” (in Engels). Chemical Physics Letters 398 (4-6): 544–552. doi:10.1016/j.cplett.2004.08.145.