Gomologik seriyalar - Homologous series

Organik kimyoda a gomologik qator a ketma-ketlik Bir xil funktsional guruhga ega bo'lgan va shu kabi kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lgan birikmalar, ular qatori a'zolari tarvaqaylab yoki tarvaqaylab ketishi yoki -CH2 bilan farq qilishi mumkin.[1] Bu $ a $ uzunligi bo'lishi mumkin uglerod zanjiri,[1] masalan, to'g'ridan-to'g'ri zanjirband etilganlarda alkanlar (parafinlar), yoki ularning soni bo'lishi mumkin monomerlar a gomopolimer kabi amiloza.[2]

Gomologik qator tarkibidagi birikmalar odatda sobit to'plamga ega funktsional guruhlar ularga o'xshash kimyoviy va fizik xususiyatlarni beradi. (Masalan, birlamchi to'g'ri zanjirli spirtli ichimliklar qatori a ga ega gidroksil Ushbu xususiyatlar odatda ketma-ket asta-sekin o'zgarib turadi va o'zgarishlarni ko'pincha molekulyar kattalik va massadagi farqlar bilan izohlash mumkin. "Gomologik qator" nomi ham ko'pincha har qanday birikmalar to'plami uchun ishlatiladi. o'xshash tuzilmalarga ega yoki bir xil narsalarni o'z ichiga oladi funktsional guruh, masalan, general alkanlar (to'g'ri va tarvaqaylab ketgan), the alkenlar (olefinlar), uglevodlar Va hokazo. Ammo, agar a'zolarni bitta parametr bo'yicha chiziqli tartibda joylashtirish mumkin bo'lmasa, to'plam "ketma-ketlik" dan ko'ra "kimyoviy oila" yoki "gomologik birikmalar sinfi" deb nomlanishi mumkin.

Gomologik qator tushunchasi 1843 yilda frantsuz kimyogari tomonidan taklif qilingan Charlz Gerxardt.[3] A homologatsiya reaktsiyasi a kimyoviy jarayon gomologik qatorning bitta a'zosini keyingi a'zosiga o'zgartiradigan.

Misollar

To'g'ri zanjirli alkanlarning gomologik seriyasi boshlanadi metan (CH4), etan (C2H6), propan (C3H8), butan (C4H10) va pentan (C5H12). Ushbu ketma-ketlikda ketma-ket a'zolar qo'shimcha ravishda massasi bilan farq qiladi metilen ko'prigi (-CH2- birlik) zanjirga kiritilgan. Shunday qilib molekulyar massa har bir a'zo 14 bilan farq qiladi atom massasi birliklar. Metan va etan kabi ketma-ket qo'shni a'zolar "qo'shni gomologlar" sifatida tanilgan.[4]

Alkanlarning qaynash nuqtalari va uglerod atomlari soniga nisbatan
To'g'ri zanjirli alkanlarning normal qaynash temperaturalari

Ushbu qator ichida ko'plab jismoniy xususiyatlar, masalan qaynash harorati ortib borayotgan massa bilan asta-sekin o'zgarib turadi. Masalan, etan (C2H6), metanga qaraganda yuqori qaynash haroratiga ega (CH4). Buning sababi Londonning tarqalish kuchlari etan molekulalari orasidagi metan molekulalari orasidagi darajadan yuqori bo'lib, natijada molekulalararo tortishish kuchlari kuchayadi va qaynash nuqtasi ko'tariladi.

Organik molekulalarning ba'zi muhim sinflari hosilalar birlamchi kabi alkanlar spirtli ichimliklar, aldegidlar va (mono)karbon kislotalari alkanlarga o'xshash qator hosil qiladi. Birlamchi to'g'ri zanjirli mos keladigan gomologik qator spirtli ichimliklar tarkibiga kiradi metanol (CH4O), etanol (C2H6O), 1-propanol (C3H8O), 1-butanol, va hokazo. Bitta halqa sikloalkanlar bilan boshlanadigan yana bir shunday seriyani hosil qiling siklopropan.

Gomologik seriyalarUmumiy formulaTakroriy birlikFunktsional guruh (lar)
To'g'ri zanjir alkanlarCnH2n + 2 (n ≥ 1)−CH2−H3C− ... −CH3
To'g'ri zanjir perfloroalkanlarCnF2n + 2 (n ≥ 1)FCF2−F3C− ... −CF3
To'g'ri zanjir alkilCnH2n + 1 (n ≥ 1)−CH2−H3C− ... −CH2−
To'g'ri zanjir 1-alkenlarCnH2n (n ≥ 2)−CH2−H2C = C− ... −CH3
SikloalkanlarCnH2n (n ≥ 2)−CH2−Yagona bog'langan uzuk
To'g'ri zanjir 1-alkinlarCnH2n − 2 (n ≥ 2)−CH2−HC≡ C− ... −CH3
poliatsetilenlarC2nH2n + 2 (n ≥ 2)−CH = CH−H3C− ... −CH3
To'g'ri zanjirli birlamchi spirtli ichimliklarCnH2n + 1OH (n ≥ 1)−CH2−H3C− ... −OH
To'g'ri zanjirli birlamchi monokarbon kislotalariCnH2n + 1COOH (n ≥ 0)−CH2−H3C− ... −COOH
To'g'ri zanjir azanlarNnHn + 2 (n ≥ 1)−NH−H2N− ... −NH2

Biopolimerlar gomologik qatorlarni hosil qiladi, masalan, ning polimerlari glyukoza kabi tsellyuloza oligomerlar[5] bilan boshlangan selobiyoz, yoki qatori amiloza bilan boshlangan oligomerlar maltoza ba'zan ularni maltooligomerlar deb atashadi.[6] Gomooligopeptidlar, oligopeptidlar faqat bitta aminokislotaning takrorlanishidan iborat bo'lib, gomologik qator sifatida ham o'rganilishi mumkin.[7]

Anorganik gomologik qator

Gomologik seriyalar o'ziga xos emas organik kimyo. Titan, vanadiy va molibden oksidlar barchasi gomologik qatorni hosil qiladi (masalan, VnO2n − 1 2 n <10), silanlar singari SinH2n + 2 (bilan n alkanlarga o'xshash bo'lgan 8 ga qadar)nH2n + 2.

Adabiyotlar

  1. ^ a b 1928-, Braun, (Teodor L. (Teodor Lourens) (1991). Kimyo: markaziy fan. LeMay, H. Evgen (Garold Eugene), 1940-, Bursten, Bryus Edvard. (5-nashr). Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. pp.940. ISBN  978-0-13-126202-7. OCLC  21973767.CS1 maint: raqamli ismlar: mualliflar ro'yxati (havola)
  2. ^ Saarela, K. (2013-10-22). Makromolekulyar kimyo - 8: Finlyandiyaning Xelsinki shahrida bo'lib o'tgan Makromolekulalar bo'yicha Xalqaro Simpoziumda ma'ruza qilingan asosiy va asosiy ma'ruzalar, 2-7 iyul.. Elsevier. p. 88. ISBN  978-1-4832-8025-7.
  3. ^ Charlz Gerxardt (1843) "Sur la classification chimique des moddalar organiques" (Organik moddalarning kimyoviy tasnifi to'g'risida), Revue Scientificifique and industrielle, 14 : 580–609. Kimdan sahifa 588: "17. Nous apellyatsiyalari moddalar gomologlari celles qui jouissent des même propriétés chimiques et dont la tarkibi offre certaines analogies dans les пропорция qarindoshlari des éléments."(17. Biz qo'ng'iroq qilamiz gomologik moddalar bir xil kimyoviy xususiyatlarga ega va ularning tarkibi elementlarning nisbiy nisbatlarida ma'lum o'xshashliklarni taklif qiladiganlar.)
  4. ^ Qarang Qaytadan Henze, 181 F.2d 196, 201 (CCPA 1950), unda sud "Haqiqatan ham, gomologlarning tabiati va ketma-ket bitta a'zoning fizikaviy va kimyoviy xususiyatlarining qo'shni a'zolar bilan yaqin aloqasi patentga layoqatsizlik prezumptsiyasi qo'shni gomologi san'atda eskirgan materiyaning tarkibiga qaratilgan da'voga qarshi chiqadi. "
  5. ^ Rojas, Orlando J. (2016-02-25). Tsellyuloza kimyosi va xususiyatlari: tolalar, nanoSellulozalar va qo'shimcha materiallar. Springer. ISBN  978-3-319-26015-0.
  6. ^ Uglevodlar kimyosi va biokimyo fanining yutuqlari. Akademik matbuot. 1981-06-19. ISBN  978-0-08-056297-1.
  7. ^ Giddings, J. Kalvin (1982-08-25). Xromatografiyaning yutuqlari. CRC Press. ISBN  978-0-8247-1868-8.