Cos'è una serie omologa?

Una serie omologa si riferisce a molecole o composti organici che hanno una formula molecolare simile, il che fa sì che i composti abbiano proprietà chimiche simili. Man mano che la dimensione molecolare del composto aumenta all'interno della serie omologa, anche le proprietà fisiche mostrano un graduale cambiamento. La principale differenza tra i composti di tali serie è l'aggiunta di un ulteriore gruppo di carbonio e diidrogeno, CH2.

Molti diversi tipi di composti hanno serie omologhe. Le serie più comuni includono alcani, eteri e alcoli; altre serie omologhe includono alcheni o olefine e alchini e acidi carbossilici. Gli alcani sono composti che contengono solo carbonio e idrogeno collegati da singoli legami. Gli eteri sono composti che hanno un gruppo funzionale etereo, costituito da un ossigeno legato a due alcano o a due composti arilici, rappresentato come RO-R '. R e R 'si riferiscono ai diversi composti alcano o arilici.

Gli alcoli contengono un gruppo funzionale costituito da un ossigeno legato a un idrogeno (-OH) e gli alcheni hanno un gruppo funzionale di un carbonio doppio legato ad un altro carbonio (C = C). Gli alchini sono simili agli alcheni, sebbene il gruppo funzionale sia costituito da una molecola di carbonio con un triplo legame con un'altra molecola di carbonio. Gli acidi carbossilici sono acidi che contengono almeno un gruppo carbossilico (-COOH).

I composti della serie varieranno di un'unità CH2 e di una certa massa molecolare. La serie di alcani inizia con il metano, con una formula molecolare di CH4 e una massa di 16.04. Il prossimo composto è l'etano, con una formula di C2H6 e massa del 30,07. Questo è seguito da butano, formula C4H10 e massa 58.12, e pentano, formula C5H12 e massa 72.15. Come si può vedere, l'etano contiene uno in più di carbonio e due in più di idrogeno rispetto al metano e ha una massa di 14 in più rispetto al metano. Lo stesso accade tra etano e butano e butano e pentano.

Le proprietà fisiche di questi composti cambiano gradualmente man mano che le molecole diventano più grandi. Tipicamente, all'aumentare della lunghezza della catena del carbonio, diminuisce la capacità del composto di dissolversi in acqua, sebbene ciò dipenda anche dalla natura chimica del gruppo funzionale, poiché alcuni gruppi funzionali sono più solubili in acqua di altri. Man mano che le catene di carbonio all'interno della serie omologa si allungano, il punto di ebollizione del composto cambia. Mentre aumenta in molti casi, se la catena del carbonio inizia a ramificarsi, il punto di ebollizione inizierà a diminuire. Questa è solo una delle eccezioni riscontrate nei cambiamenti fisici.