Химия, 9 клас

Молекули и изомери

Как се сглобява органична молекула и защо една формула може да е няколко различни вещества? Прочети, после провери сам в симулацията.

Колко „ръце“ има всеки атом

Валентността показва колко връзки образува атомът. Въглеродът е четиривалентен, кислородът – двувалентен, водородът – едновалентен. Двойната връзка се брои за две, тройната – за три.

C – 4 връзки · O – 2 връзки · H – 1 връзка

Затова при въглерода сборът от кратностите на връзките винаги е точно 4.

Въглеродни вериги

Въглеродните атоми се свързват помежду си във вериги. Веригата е права (неразклонена), когато всеки въглерод е свързан с най-много два други въглерода, и разклонена, когато някой въглерод е свързан с три или четири въглерода. Огъната рисунка не прави веригата разклонена.

Алкани, алкени, алкини

Хомоложни редове на въглеводородите
Ред	Връзки между C	Обща формула	Пример
алкани	само прости	CₙH₂ₙ₊₂	етан C₂H₆
алкени	една двойна	CₙH₂ₙ	етен C₂H₄
алкини	една тройна	CₙH₂ₙ₋₂	етин C₂H₂

Всеки следващ член на реда има още една група CH₂: от CH₄ към C₂H₆, C₃H₈… Затова n въглерода побират най-много 2n + 2 водорода и въглеводород C₃H₉ не съществува.

Изомери

Изомерите са вещества с една и съща молекулна формула и различен строеж. C₅H₁₂ има точно три изомера и те са различни вещества:

Изомерите на C₅H₁₂ (температура на кипене)
пентан	36,0 °C	течност при 20 °C
2-метилбутан	27,7 °C	течност при 20 °C
2,2-диметилпропан	9,5 °C	газ при 20 °C

Верижни изомери имат различен въглероден скелет: бутан и 2-метилпропан.
Позиционни изомери имат същата верига, но двойната или тройната връзка (или групата) е на друго място: 1-бутен и 2-бутен.

Завъртяна, огъната или обърната рисунка НЕ е нов изомер: важно е кой атом с кой е свързан.

Еднаквата маса не прави изомери: бутанът C₄H₁₀ и пропанонът C₃H₆O имат Mr = 58, но формулите им са различни.

Как се образува името

Намери най-дългата въглеродна верига, както и да е нарисувана. Тя дава корена: пропан, бутан, пентан.
Номерирай веригата от края, който е по-близо до разклонението или до сложната връзка.
Пред корена пиши номерата и разклоненията: 2-метилбутан, 2,2-диметилпропан, 1-бутен.

„3-метилбутан“ е грешно име: преброено от другия край, това е 2-метилбутан. „2-етилпропан“ също е грешно – най-дългата верига има четири въглерода, а веществото е 2-метилбутан.

Кислородсъдържащи вещества

Класът се разпознава по функционалната група:

алкохоли – група –OH: метанол, етанол, глицерол (пропан-1,2,3-триол);
алдехиди – група –CHO: метанал (формалдехид), етанал;
кетони – група C=O между два въглерода: пропанон (ацетон);
карбоксилни киселини – група –COOH: етанова (оцетна) киселина.

Извън програмата: етанолът (кипи при 78 °C) и диметиловият етер (≈ −24 °C) имат една и съща формула C₂H₆O – това е друг вид изомерия.

Безопасност

Тук има само модели на молекули. Метанолът е отровен и не се различава от етанола по вид и мирис. Метанът, пропанът, бутанът и етинът са запалими газове: с тях се работи по правилата за безопасност.