Kolföreningar. Oändliga variationsmöjligheter

Transkript

1 Kolföreningar Oändliga variationsmöjligheter 1

2 Mål med avsnittet När vi är färdiga med detta avsnitt skall du kunna: Förklara följande begrepp: alkaner, alkener, alkyner, cykloalkaner, arenor, substituenter och olika typer av isomeri Tillämpa dessa kunskaper för att namnge enklare kolföreningar 2

3 Definition Med organiska ämnen menas kemiska föreningar som innehåller kol dock inte koloxider och vissa enkla salter, till exempel karbonater. Man känner idag till cirka 15 miljoner olika kemiska föreningar 95% av dem är kolföreningar. DDT

4 Kolföreningarnas speciella egenskaper Eftersom kolatomer kan bindas till andra kolatomer och bilda både ogrenade och grenade kedjor samt ringar är antalet möjliga föreningar mycket stort. Många typer av kolföreningar kan polymeriseras, det vill säga kopplas ihop till mycket stora molekyler. Cellulosa

5 Kolföreningarnas speciella egenskaper Inom en grupp av kolföreningar är egenskaperna sinsemellan ganska lika på grund av att bara kolkedjans längd varierar.

6 Kolföreningarnas speciella egenskaper De organiska föreningarna är oftast molekylföreningar, där bindningarna mellan molekylerna är svag, antingen: van der Waals-bindning, eller vätebindning Ämne Metan Kokpunkt -164 C Metanol 65 C Metansyra 101 C Etan -89 C Etanol 89 C Etansyra 118 C

7 Kolföreningarnas speciella egenskaper Löser sig dåligt i vatten hydrofoba. Delar av molekylen som innehåller polära bindningar är hydrofila.

8 Kolföreningarnas speciella egenskaper Organiska vätskor med kolvätekedjor fungerar som lösningsmedel för andra molekyler med kolvätekedjor, till exempel fetter lika löser lika!

9 Kolföreningarnas speciella egenskaper En reaktion mellan oorganiska ämnen sker ofta snabbt och nästan fullständigt. En reaktion mellan organiska ämnen sker ofta långsamt eftersom aktiveringsenergin för reaktionen är hög.

10 Kolföreningarnas speciella egenskaper Ofta finns det flera reaktionsvägar vid en organisk reaktion och därför också flera tänkbara produkter. Den reaktionsväg som har den lägsta aktiveringsenergin kommer att dominera och ge huvudprodukten, men det bildas också biprodukter. Dioxin

11 Ämnesklasser Mångfalden av ämnen gör det nödvändigt för en systematik Inledning i ämnesklasser med liknande egenskaper Namngivning enligt ett visst system IUPAC = International Union of Pure and Applied Chemistry

12 Kolväten Alkaner (CnH2n+2) Endast kol och väte med enkelbindningar Bindningsvinkeln 109 Från och med 4 kol kan kedjan vara grenad 1 metan 2 butan 3 propan 4 etan 5 pentan 6 hexan 7 heptan 8 oktan 9 nonan 10 dekan 11 undekan 12 dodekan

13 Kolväten Alkener (CnH2n) Innehåller en dubbelbindning Omättad = dubbebindningen kan brytas och föreningen kan ta upp en atom, till exempel väte eller en halogen Diener (CnH2n-2) Innehåller två dubbelbindningar

14 Kolväten Alkyner Innehåller en trippelbindning HC CH C 2 H 2 C C

15 Kolväten Cykloalkaner Arener = aromatiska föreningar

16 Substituenter Grenade molekyler har en eller flera väteatomer utbytta mot andra atomer eller molekyler.

17 Namngivning av kolväten Namnge efter den längsta kolkedjan. Numrera efter närmaste förgrening oktan

18 Namngivning av kolväten Ange substituenternas namn och läge i bokstavsordning före stamkolvätets. 3-metyl 5-metyl etyl-3,5-metyl-oktan 4-etyl

19 Namngivning av kolväten Om det finns två eller flera substituenter av samma slag anges de med grekiska räkneord: mono- di- tri- tetra- penta- hexa- 3-metyl 5-metyl etyl-3,5-dimetyl-oktan 4-etyl

20 Namngivning av kolväten För omättade föreningar måste man utgå från den längsta kolkedja som innehåller dubbelbindningen (eller flera). Dubbelbindningen skall ha så lågt nummer som möjligt hepten

21 Namngivning av kolväten Ange eventuella substituenter i molekylen och deras plats före den siffra som anger dubbebindningens läge. 4-metyl metyl 5 3,4-dimetyl-2-hepten 7

22 Isomeri Strukturisomeri Kedjeisomeri Funktionsisomeri Ställningsisomeri orto meta para

23 Isomeri Geometrisk isomeri

24 Isomeri Optisk isomeri

25 Sammanfattning Den organiska kemin bygger på att en kolatom har 4 fria valenselektroner och binder därför 4 andra atomer kovalent. Detta innebär att det kan bildas oändligt stora molekyler. Med denna stora variation är det viktigt med en riktig namngivning eftersom summaformeln inte visar strukturen.