Początków współczesnej chemii organicznej możemy doszukiwać się w pierwszej połowie XIX wieku, kiedy to panował jeszcze powszechny pogląd, że tzw. związki organiczne mogą być syntetyzowane jedynie przez organizmy żywe, z wykorzystaniem przez nie „siły życiowej” – tzw. vis vitalis. Teorię tę obalił  Friedrich Wöhler, gdy w 1828 roku otrzymał mocznik podczas próby syntezy izocyjanianu amonu. Sól ta jest nietrwała i bardzo łatwo przekształca się w mocznik, klasyfikowany jako związek organiczny.

Zostawmy jednak w spokoju umowne podziały ustanowione przez chemików, skupiając się na pojęciu szeregu homologicznego.

Według szkolnej definicji jest to zbiór związków chemicznych o zbliżonych własnościach chemicznych oraz budowie cząsteczek. W szeregu tym kolejny związek chemiczny od poprzedniego różni się o grupę -CH₂-.

Cechą wspólną związków chemicznych należących do tego samego szeregu homologicznego jest jego ogólny wzór sumaryczny. W dalszej części artykułu przybliżę Ci wzory wybranych szeregów homologicznych, z jakimi możesz spotkać się podczas przygotowań do egzaminu maturalnego z chemii.

UWAGA – jeśli nie wskazano inaczej, wzór dotyczy związku o budowie łańcuchowej.

Węglowodory nasycone oraz aromatyczne

Alkany: C_nH_2n+2                     cykloalkany: C_nH_2n                

Benzen z bocznymi nasyconymi łańcuchami alifatycznymi: C_nH_2n-6

 

Jednofunkcyjne nasycone pochodne węglowodorów alifatycznych

Wzór C_nH_2n+2-xA_x

stosujemy dla związków nasyconych, które zawierają następujące ugrupowania atomowe, oznaczone tutaj literą A:

1. Fluorowiec (F, Cl, Br, I).

2. Grupy: -COOH (kwasy karboksylowe); -OH (alkohole); -NH₂ (aminy); -NO₂ (nitrozwiązki) oraz -CHO (aldehydy).

Wzór C_nH_2n+2A_x

stosujemy dla związków nasyconych, które zawierają następujące ugrupowania atomowe, oznaczone tutaj literą A:

> C = O (ketony)

(estry)

We wzorach tych n oznacza liczbę atomów węgla (wyłączając grupy funkcyjne), natomiast X liczbę grup funkcyjnych (lub atomów fluorowca) A w cząsteczce nasyconego związku organicznego.

 

Jednofunkcyjne pochodne benzenu zawierające boczne nasycone łańcuchy alifatyczne

Wzór C_nH_2n-6-xA_x

Stosujemy, gdy boczny łańcuch alifatyczny jest nasycony, natomiast cząsteczka zawiera następujące ugrupowania atomowe, oznaczone tutaj literą A:

1. Fluorowiec (F, Cl, Br, I).

2. Grupy: -COOH (kwasy karboksylowe); -OH (alkohole i fenole); -NH₂ (aminy); -NO₂ (nitrozwiązki) oraz -CHO (aldehydy).

Wzór C_nH_2n-6A_x

Stosujemy, gdy boczny łańcuch alifatyczny jest nasycony, natomiast cząsteczka zawiera następujące ugrupowania atomowe, oznaczone tutaj literą A:

> C = O (ketony)

(estry)

We wzorach tych n oznacza liczbę atomów węgla (wyłączając grupy funkcyjne), natomiast X liczbę grup funkcyjnych (lub atomów fluorowca) A w cząsteczce nasyconego związku organicznego.

 

Nienasycone związki organiczne

Dla wszystkich wyżej wymienionych szeregów homologicznych, w celu uzyskania wzoru związku nienasyconego, liczbę atomów wodoru należy pomniejszyć o dwa, w przeliczeniu na każde wiązanie podwójne. Dla wiązań potrójnych z kolei liczbę atomów wodoru należy pomniejszyć o cztery.

Mam nadzieję, że teraz o wiele prostsze stanie się korzystanie ze wzorów szeregów homologicznych w zadaniach, których celem będzie ustalenie wzoru sumarycznego określonego związku chemicznego. Kilka z takich zadań znajdziesz klikając w linki poniżej:

węglowodory: zadanie 1, zadanie 2, zadanie 3, zadanie 4,

alkohole: zadanie 1, zadanie 2,

aldehydy: zadanie 1,

kwasy karboksylowe: zadanie 1.

Na koniec – tutaj możecie pobrać plik PDF ze wzorami opisanych szeregów homologicznych.

 

Spodobał Ci się ten artykuł? Polub mój fanpage na Facebooku oraz na Instagramie, aby nie ominęły Cię żadne nowości.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone