Wat is een homologe serie?
Een homologe reeks verwijst naar organische moleculen of verbindingen met een vergelijkbare moleculaire formule, waardoor de verbindingen vergelijkbare chemische eigenschappen hebben. Naarmate de moleculaire grootte van de verbinding toeneemt binnen de homologe reeks, vertonen de fysische eigenschappen ook een geleidelijke verandering. Het belangrijkste verschil tussen verbindingen in dergelijke series is de toevoeging van een extra koolstof- en diwaterstofgroep, CH2.
Veel verschillende soorten verbindingen hebben homologe reeksen. De meest voorkomende series zijn alkanen, ethers en alcoholen; andere homologe reeksen omvatten alkenen of olefinen en alkynen en carbonzuren. Alkanen zijn verbindingen die alleen koolstof en waterstof bevatten verbonden door enkele bindingen. Ethers zijn verbindingen met een etherfunctionele groep, bestaande uit een zuurstof gebonden aan twee alkaan of aan twee arylverbindingen, weergegeven als RO-R '. R en R 'verwijzen naar de verschillende alkaan- of arylverbindingen.
Alcoholen bevatten een functionele groep bestaande uit een zuurstof gebonden aan een waterstof (-OH), en alkenen hebben een functionele groep van een koolstof dubbel gebonden aan een andere koolstof (C = C). Alkynen zijn vergelijkbaar met alkenen, hoewel de functionele groep bestaat uit een koolstofmolecuul met een drievoudige binding aan een ander koolstofmolecuul. Carbonzuren zijn zuren die ten minste één carboxylgroep (-COOH) bevatten.
De verbindingen in de reeks zullen variëren met een CH2-eenheid en een bepaalde moleculaire massa. De alkaanreeks begint met methaan, met een molecuulformule van CH4 en een massa van 16,04. De volgende verbinding is ethaan, met een formule van C2H6 en een massa van 30,07. Dit wordt gevolgd door butaan, formule C4H10 en massa 58.12, en pentaan, formule C5H12 en massa 72.15. Zoals te zien is, bevat ethaan nog een koolstof en twee meer waterstof dan methaan en heeft een massa van 14 meer dan methaan. Hetzelfde gebeurt tussen ethaan en butaan en butaan en pentaan.
De fysische eigenschappen van deze verbindingen veranderen ook geleidelijk naarmate de moleculen groter worden. Gewoonlijk neemt, naarmate de lengte van de koolstofketen toeneemt, het vermogen van de verbinding om in water op te lossen af, hoewel dit ook afhankelijk is van de chemische aard van de functionele groep, omdat sommige functionele groepen beter oplosbaar zijn in water dan andere. Naarmate de koolstofketens in de homologe reeks langer worden, verandert het kookpunt van de verbinding. Hoewel het in veel gevallen toeneemt, zal het kookpunt beginnen te dalen als de koolstofketen de vorm begint te vertakken. Dit is slechts een van de uitzonderingen in de fysieke veranderingen.