Struktur, sifat, tata nama, dan contoh alkana bercabang



itu alkana bercabang mereka adalah hidrokarbon jenuh yang strukturnya tidak terdiri dari rantai linier. Alkana rantai linier dibedakan dari isomernya yang bercabang dengan penambahan huruf n mendahului nama. Dengan demikian, n-heksana berarti bahwa struktur terdiri dari enam atom karbon yang disejajarkan dalam suatu rantai.

Cabang-cabang mahkota pohon yang tidak berwujud (gambar bawah) dapat dibandingkan dengan alkana yang bercabang; Namun, ketebalan rantai mereka, apakah itu utama, sekunder atau tersier, memiliki semua dimensi yang sama. Mengapa Karena di semua tautan C-C sederhana ada.

Pohon-pohon saat mereka tumbuh cenderung bercabang; Hal yang sama berlaku untuk alkana. Pertahankan rantai konstan dengan unit metilen tertentu (-CH2-) menyiratkan serangkaian kondisi energik. Semakin banyak energi yang dimiliki alkana, semakin besar kecenderungan untuk bercabang.

Baik isomer linier dan bercabang berbagi sifat kimia yang sama, tetapi dengan sedikit perbedaan dalam mendidih, meleleh, dan sifat fisik lainnya. Contoh alkana bercabang adalah 2-metil-propana, yang paling sederhana.

Indeks

  • 1 Struktur kimia
  • 2 Sifat kimia dan fisik
    • 2.1 Titik didih dan leleh
    • 2.2 Kepadatan
  • 3 Nomenklatur dan contoh
  • 4 Referensi

Struktur kimia

Alkana bercabang dan linier memiliki rumus kimia umum yang sama: CnH2n + 2. Artinya, keduanya, untuk sejumlah atom karbon tertentu, memiliki jumlah hidrogen yang sama. Oleh karena itu, kedua jenis senyawa tersebut adalah isomer: mereka memiliki formula yang sama tetapi struktur kimianya berbeda.

Apa yang diamati pertama kali dalam rantai linier? Sejumlah terbatas kelompok metilen, -CH2-. Jadi, CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 adalah rantai alkana linear yang disebut n-heptana.

Perhatikan lima kelompok metilen berturut-turut. Juga, harus dicatat bahwa kelompok-kelompok ini membentuk semua rantai, dan karenanya mereka memiliki ketebalan yang sama tetapi dengan panjang yang bervariasi. Apa lagi yang bisa dikatakan tentang mereka? Yang merupakan karbon ke-2, yaitu karbon yang terhubung dengan dua lainnya.

Untuk n-heptana tersebut ke cabang, perlu mengatur ulang karbon dan hidrogennya. Bagaimana? Mekanismenya bisa sangat kompleks dan melibatkan migrasi atom dan pembentukan spesies positif yang dikenal sebagai karbokation (-C+).

Namun, di atas kertas cukup untuk memesan struktur sedemikian rupa sehingga ada karbon ke-3 dan ke-4; dengan kata lain, karbon terhubung dengan tiga atau empat lainnya. Pengaturan baru ini lebih stabil daripada pengelompokan panjang kelompok CH2. Mengapa Karena karbon ke-3 dan ke-4 lebih stabil secara energetik.

Sifat kimia dan fisik

Alkana bercabang dan linier, memiliki atom yang sama, mempertahankan sifat kimia yang sama. Ikatan mereka tetap sederhana, C-H dan C-C, dan dengan sedikit perbedaan dalam elektronegativitas, sehingga molekul mereka adalah apolar. Perbedaannya, yang disebutkan di atas, terletak pada karbon ke-3 dan ke-4 (CHR3 dan CR4).

Namun, dengan bercabang rantai di isomer, cara molekul berinteraksi satu sama lain berubah.

Misalnya, cara dua cabang linear pohon bersatu tidak sama dengan menempatkan dua cabang yang sangat bercabang di atas satu sama lain. Dalam situasi pertama ada banyak kontak dangkal, sementara di kedua ada "lubang" antara cabang-cabang. Beberapa cabang berinteraksi lebih banyak dengan yang lain daripada dengan cabang utama.

Semua ini mengarah pada nilai yang sama, tetapi tidak sama dalam banyak sifat fisik.

Titik didih dan leleh

Fasa cair dan padat alkana tunduk pada gaya antarmolekul dalam kondisi tekanan dan suhu tertentu. Karena molekul alkana bercabang dan linier tidak berinteraksi dengan cara yang sama, cairan atau padatannya tidak akan sama.

Titik lebur dan titik didih bertambah dengan jumlah karbon. Untuk alkana linier, ini sebanding dengan n. Tetapi untuk alkana bercabang, situasinya tergantung pada seberapa bercabangnya rantai utama, dan apa substituen atau gugus alkil (R).

Jika rantai linier dianggap sebagai deretan zig-zag, maka rantai tersebut dapat saling cocok satu sama lain; tetapi dengan bercabang, rantai utama hampir tidak berinteraksi karena substituen memisahkan mereka satu sama lain.

Akibatnya, alkana bercabang memiliki permukaan kontak molekul yang lebih kecil dan, oleh karena itu, titik leleh dan titik didihnya cenderung sedikit lebih rendah. Semakin struktur bercabang, semakin rendah nilai-nilai ini akan tetap.

Misalnya, n-pentana (CH3CH2CH2CH2CH3) memiliki Peb sebesar 36,1 ° C, sedangkan 2-metil-butana (CH3CH2(CH3CH2CH3) dan 2,2-dimethylpropane (C (CH3)4) dari 27,8 dan 9,5ºC.

Kepadatan

Dengan alasan yang sama, alkana bercabang sedikit lebih padat, karena mereka menempati volume yang lebih besar, produk dari penurunan kontak permukaan antara rantai utama. Seperti alkana linier, mereka tidak dapat bercampur dengan air dan mengapung di atasnya; artinya, mereka kurang padat.

Nomenklatur dan contoh

Lima contoh alkana bercabang ditunjukkan pada gambar atas. Perhatikan bahwa cabang-cabangnya ditandai dengan memiliki karbon ke-3 atau ke-4. Tapi apa rantai utamanya? Itu dengan jumlah atom karbon terbanyak.

-Dalam A tidak berbeda, karena rantai mana pun yang dipilih, keduanya memiliki 3 C. Kemudian, namanya adalah 2-metil-propana. Ini adalah isomer butana, C4H10.

-Alkane B pada awalnya memiliki dua substituen dan rantai panjang. Untuk mengelompokkan -CH3 mereka disebutkan sedemikian rupa sehingga mereka memiliki jumlah paling sedikit; oleh karena itu, karbon mulai dihitung dari sisi kiri. Jadi, B disebut 2,3-dimetil-heksana.

-Untuk C, ini berlaku sama dengan untuk B. Rantai utama memiliki 8 C, dan dua substituen, sebuah CH3 dan sebuah CH2CH3 mereka berada lebih ke arah kiri. Oleh karena itu namanya adalah: 4-ethyl-3-metiloctane. Perhatikan bahwa substituent -ethyl disebutkan sebelum -methyl dalam urutan abjad.

-Dalam kasus D, tidak peduli di mana karbon rantai utama mulai dihitung. Namanya adalah: 3-etil-propana.

-Dan akhirnya untuk E, alkana bercabang sedikit lebih kompleks, rantai utama memiliki 10 C dan mulai menghitung dari salah satu kelompok CH3 dari kiri. Melakukannya dengan cara ini namanya adalah: 5-etil-2,2-dimetil-dekan.

Referensi

  1. Carey, F. A. (2006). Kimia Organik Edisi Keenam. Mc Graw Hill, halaman 74-81.
  2. John T. Moore, Chris Hren, Peter J. Mikulecky. Bagaimana nama alkana bercabang dalam kimia. Diperoleh dari: dummies.com
  3. Ian Hunt. (2014). Alkana bercabang sederhana. Diambil dari: chem.ucalgary.ca
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (8 Januari 2018). Definisi Rantai Alkana Bercabang. Diperoleh dari: thoughtco.com
  5. Teks Libre Kimia. Alkana rantai bercabang. Diambil dari: chem.libretexts.org
  6. Alkana: struktur dan properti. Diambil dari: uam.es
  7. Nomenklatur: alkana. [PDF] Diambil dari: quimica.udea.edu.co