- Struktur alkana linier
- Grup
- Panjang rantai mereka
- Konformasi
- Linear
- Digulung atau dilipat
- Campuran
- Properti
- Fisik
- Interaksi
- Stabilitas
- Tata nama
- Contoh
- Referensi
The linear alkana jenuh hidrokarbon yang rumus kimia umum adalah n-C n H 2n + 2 . Karena mereka adalah hidrokarbon jenuh, semua ikatannya sederhana (CH) dan hanya terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Mereka juga disebut parafin, membedakannya dari alkana bercabang, yang disebut isoparaffin.
Hidrokarbon ini kekurangan cabang dan cincin. Lebih dari sekedar garis, keluarga senyawa organik ini lebih mirip dengan rantai (Alkana rantai lurus); atau dari sudut kuliner, hingga spageti (mentah dan dimasak).
Jika spageti mentah kurang rapuh, mereka akan memiliki kemiripan yang lebih dekat dengan alkana linier. Sumber: Pixabay.
Spageti mentah hadir untuk mewakili keadaan ideal dan terisolasi dari alkana linier, meskipun dengan kecenderungan yang jelas untuk pecah; sementara yang dimasak, terlepas dari apakah itu al dente atau tidak, mendekati keadaan alami dan sinergisnya: beberapa berinteraksi dengan orang lain secara keseluruhan (hidangan pasta, misalnya).
Jenis hidrokarbon ini ditemukan secara alami di ladang gas alam dan minyak. Yang paling ringan memiliki karakteristik pelumas, sedangkan yang berat berperilaku seperti aspal yang tidak diinginkan; larut, bagaimanapun, dalam parafin. Mereka melayani dengan sangat baik sebagai pelarut, pelumas, bahan bakar, dan aspal.
Struktur alkana linier
Grup
Disebutkan bahwa rumus umum untuk alkana tersebut adalah C n H 2n + 2 . Rumus ini sebenarnya sama untuk semua alkana, baik yang linier maupun yang bercabang. Perbedaannya kemudian pada n- yang mendahului rumus alkana, yang denotasinya berarti "normal".
Nanti akan terlihat bahwa n- ini tidak diperlukan untuk alkana dengan bilangan karbon sama dengan atau kurang dari empat (n ≤ 4).
Garis atau rantai tidak dapat terdiri dari satu atom karbon, jadi metana (CH 4 , n = 1) dikesampingkan untuk penjelasan . Jika n = 2, kita memiliki etana, CH 3 -CH 3 . Perhatikan bahwa alkana ini terdiri dari dua gugus metil, CH 3 , yang dihubungkan bersama.
Meningkatkan jumlah karbon, n = 3, menghasilkan alkana propana, CH 3 -CH 2 -CH 3 . Sekarang grup baru muncul, CH 2 , yang disebut metilen. Tidak peduli seberapa besar alkana liniernya, ia hanya akan selalu memiliki dua kelompok: CH 3 dan CH 2 .
Panjang rantai mereka
Ketika jumlah karbon dalam alkana linier meningkat, semua struktur yang dihasilkan memiliki konstanta: jumlah gugus metilen meningkat. Misalnya, anggaplah alkana linier dengan n = 4, 5 dan 6:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n- butana)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n- pentana)
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 (n- heksana)
Rantai menjadi lebih panjang karena mereka menambahkan gugus CH 2 ke strukturnya . Jadi, alkana linier panjang atau pendek berbeda dalam banyaknya CH 2 yang memisahkan dua gugus terminal CH 3 . Semua alkana ini hanya memiliki dua CH 3 ini : di awal rantai dan di ujungnya. Jika saya memiliki lebih banyak, itu menyiratkan adanya cabang.
Demikian juga, ketiadaan total gugus CH dapat dilihat, hanya ada di cabang atau bila ada gugus substituen yang terikat pada salah satu karbon rantai.
Rumus struktur dapat diringkas sebagai berikut: CH 3 (CH 2 ) n-2 CH 3 . Coba terapkan dan ilustrasikan.
Konformasi
Konformasi struktural alkana linier. Sumber: Gabriel Bolívar.
Beberapa alkana linier bisa lebih panjang atau lebih pendek dari yang lain. Jadi, n dapat memiliki nilai 2 a ∞; yaitu, rantai terdiri dari terbatas CH 2 kelompok dan dua terminal CH 3 kelompok (dalam teori itu mungkin). Namun, tidak semua string "diatur" dengan cara yang sama di ruang angkasa.
Di sinilah konformasi struktural alkana muncul. Apa hutang mereka? Untuk rotabilitas ikatan CH dan fleksibilitasnya. Ketika tautan ini berputar atau berputar di sekitar sumbu internuklir, rantai mulai melenturkan, melipat, atau menggulung menjauh dari karakteristik linier aslinya.
Linear
Pada gambar atas, misalnya, rantai tiga belas karbon ditampilkan di bagian atas yang tetap linier atau diperpanjang. Konformasi ini ideal, karena diasumsikan bahwa lingkungan molekul secara minimal mempengaruhi pengaturan spasial atom dalam rantai. Tidak ada yang mengganggunya dan dia tidak perlu membungkuk.
Digulung atau dilipat
Di tengah gambar, dua puluh tujuh rantai karbon mengalami gangguan eksternal. Strukturnya, agar lebih "nyaman", memutar tautannya sedemikian rupa sehingga melipat dirinya sendiri; seperti spageti panjang.
Studi komputasi telah menunjukkan bahwa jumlah maksimum karbon yang dapat dimiliki rantai linier adalah n = 17. Dari n = 18, tidak mungkin ia tidak mulai membengkok atau memelintir.
Campuran
Jika rantai sangat panjang, mungkin ada bagian yang tetap linier sementara yang lain bengkok atau tergulung. Dari semuanya, ini mungkin yang paling dekat dengan konformasi realitas.
Properti
Fisik
Karena mereka adalah hidrokarbon, mereka pada dasarnya adalah apolar, dan karenanya hidrofobik. Artinya, mereka tidak bisa bercampur dengan air. Mereka tidak terlalu padat karena rantainya meninggalkan terlalu banyak ruang kosong di antara mereka.
Demikian juga, keadaan fisiknya berkisar dari gas (untuk n <5), cair (untuk n <13) atau padat (untuk n ≥ 14), dan bergantung pada panjang rantai.
Interaksi
Molekul alkana linier adalah apolar, dan oleh karena itu gaya antarmolekulnya adalah tipe hamburan London. Rantai (mungkin mengadopsi konformasi campuran), kemudian tertarik oleh aksi massa molekul dan dipol yang diinduksi seketika dari atom hidrogen dan karbonnya.
Karena alasan inilah ketika rantai menjadi lebih panjang, dan karena itu lebih berat, titik didih dan lelehnya meningkat dengan cara yang sama.
Stabilitas
Semakin panjang rantainya, semakin tidak stabil. Mereka umumnya memutuskan mata rantai untuk membuat rantai yang lebih kecil dari yang besar. Faktanya, proses ini dikenal sebagai cracking, yang banyak digunakan dalam penyulingan minyak.
Tata nama
Untuk menamai alkana linier cukup dengan menambahkan indikator n- sebelum namanya. Jika n = 3, seperti propana, tidak mungkin alkana ini menampilkan percabangan apa pun:
CH 3 -CH 2 -CH 3
Yang tidak terjadi setelah n = 4, yaitu dengan n-butana dan alkana lainnya:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3
ATAU
(CH 3 ) 2 CH-CH 3
Struktur kedua sesuai dengan isobutane, yang terdiri dari isomer struktural butana. Untuk membedakan satu dari yang lain, indikator n berperan. Jadi, n-butana hanya mengacu pada isomer linier, tanpa cabang.
Semakin tinggi n, semakin besar jumlah isomer struktural dan semakin penting penggunaan n- untuk merujuk pada isomer linier.
Misalnya, oktan, C 8 H 18 (C 8 H 8 × 2 + 2 ), memiliki hingga tiga belas isomer struktural, karena banyak cabang yang memungkinkan. Isomer linier, bagaimanapun, dinamai: n-oktan, dan strukturnya adalah:
CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3
Contoh
Mereka disebutkan di bawah ini dan untuk menyelesaikan beberapa alkana linier:
-Ethane (C 2 H 6 ): CH 3 CH 3
-Propana (C 3 H 8 ): CH 3 CH 2 CH 3
- n- Heptana (C 7 H 16 ): CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 .
- n-Dekana (C 10 H 22 ): CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 .
- n- Hexadecane (C 16 H 34 ): CH 3 (CH 2 ) 14 CH 3 .
- n-Nonadekana (C 19 H 40 ): CH 3 (CH 2 ) 17 CH 3 .
- n -Eikosana (C 20 H 42 ): CH 3 (CH 2 ) 18 CH 3 .
- n -Hektan (C 100 H 202 ): CH 3 (CH 2 ) 98 CH 3 .
Referensi
- Carey F. (2008). Kimia organik. (Edisi keenam). Mc Graw Hill.
- Morrison, RT dan Boyd, R, N. (1987). Kimia organik. (Edisi ke-5). Editorial Addison-Wesley Interamericana.
- Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Kimia organik. Amina. (Edisi ke-10.). Wiley Plus.
- Jonathan M. Goodman. (1997). Apa Alkana Tidak Bercabang Terpanjang dengan Konformasi Minimum Global Linear? J. Chem. Inf. Comput. Sci.1997, 37, 5, 876-878.
- Garcia Nissa. (2019). Apakah Alkana Itu? Belajar. Diperoleh dari: study.com
- Tuan Kevin A. Boudreaux. (2019). Alkana. Diperoleh dari: angelo.edu
- Daftar Alkena rantai lurus. . Diperoleh dari: laney.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (7 September 2018). Sebutkan 10 Alkana Pertama. Diperoleh dari: thinkco.com
- Ilmu Aneh. (20 Maret 2013). Alkana rantai lurus: memprediksi properti. Diperoleh dari: quirkyscience.com
- Wikipedia. (2019). Alkana yang lebih tinggi. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org