¿Qué es una serie homóloga?
Una serie homóloga se refiere a moléculas orgánicas o compuestos que tienen una fórmula molecular similar, lo que hace que los compuestos tengan propiedades químicas similares. A medida que aumenta el tamaño molecular del compuesto dentro de la serie homóloga, las propiedades físicas también exhiben un cambio gradual. La principal diferencia entre los compuestos en tales series es la adición de un grupo extra de carbono y dihidrógeno, CH2.
Muchos tipos diferentes de compuestos tienen series homólogas. Las series más comunes incluyen alcanos, éteres y alcoholes; Otras series homólogas incluyen alquenos u olefinas y alquinos, y ácidos carboxílicos. Los alcanos son compuestos que solo contienen carbono e hidrógeno unidos por enlaces simples. Los éteres son compuestos que tienen un grupo funcional éter, que consiste en un oxígeno unido a dos alcanos o a dos compuestos de arilo, representados como RO-R '. R y R 'se refieren a los diferentes compuestos alcano o arilo.
Los alcoholes contienen un grupo funcional formado por un oxígeno unido a un hidrógeno (-OH), y los alquenos tienen un grupo funcional de un carbono con doble enlace a otro carbono (C = C). Los alquinos son similares a los alquenos, aunque el grupo funcional consiste en una molécula de carbono con un triple enlace a otra molécula de carbono. Los ácidos carboxílicos son ácidos que contienen al menos un grupo carboxilo (-COOH).
Los compuestos en la serie variarán según una unidad de CH2 y cierta masa molecular. La serie de alcanos comienza con metano, con una fórmula molecular de CH4 y una masa de 16.04. El siguiente compuesto es etano, con una fórmula de C2H6 y una masa de 30.07. Esto es seguido por butano, fórmula C4H10 y masa 58.12, y pentano, fórmula C5H12 y masa 72.15. Como se puede ver, el etano contiene un carbono más y dos más hidrógeno que el metano y tiene una masa de 14 más que el metano. Lo mismo ocurre entre etano y butano, y butano y pentano.
Las propiedades físicas de estos compuestos también cambian gradualmente a medida que las moléculas se hacen más grandes. Típicamente, a medida que aumenta la longitud de la cadena de carbono, la capacidad del compuesto para disolverse en agua disminuye, aunque esto también depende de la naturaleza química del grupo funcional, ya que algunos grupos funcionales son más solubles en agua que otros. A medida que las cadenas de carbono dentro de la serie homóloga se alargan, el punto de ebullición del compuesto cambia. Si bien aumenta en muchos casos, si la cadena de carbono comienza a formarse ramas, el punto de ebullición comenzará a disminuir. Esta es solo una de las excepciones encontradas dentro de los cambios físicos.