Что такое гомологический ряд?

Гомологичные ряды относятся к органическим молекулам или соединениям, которые имеют сходную молекулярную формулу, в результате чего соединения имеют сходные химические свойства. Поскольку молекулярный размер соединения увеличивается в пределах гомологичного ряда, физические свойства также демонстрируют постепенное изменение. Основное различие между соединениями в таких сериях заключается в добавлении дополнительной углеродной и дигидрогеновой группы CH2.

Многие различные типы соединений имеют гомологичные ряды. Наиболее распространенные серии включают алканы, простые эфиры и спирты; другие гомологичные серии включают алкены или олефины и алкины и карбоновые кислоты. Алканы - это соединения, которые содержат только углерод и водород, связанные одинарными связями. Эфиры представляют собой соединения, которые имеют эфирную функциональную группу, состоящую из кислорода, связанного либо с двумя алканами, либо с двумя арильными соединениями, обозначенными как RO-R '. R и R 'относятся к различным алкановым или арильным соединениям.

Спирты содержат функциональную группу, состоящую из кислорода, связанного с водородом (-ОН), а алкены имеют функциональную группу из углерода, двойно связанного с другим углеродом (С = С). Алкины похожи на алкены, хотя функциональная группа состоит из молекулы углерода с тройной связью с другой молекулой углерода. Карбоновые кислоты представляют собой кислоты, которые содержат по меньшей мере одну карбоксильную группу (-COOH).

Соединения в ряду будут варьироваться в зависимости от единицы CH2 и определенной молекулярной массы. Ряд алканов начинается с метана, с молекулярной формулой CH4 и массой 16,04. Следующее соединение - этан, с формулой C2H6 и массой 30,07. Далее следуют бутан, формула C4H10 и масса 58,12, и пентан, формула C5H12 и масса 72,15. Как видно, этан содержит еще на один углерод и на два больше водорода, чем метан, и имеет массу на 14 больше, чем метан. То же самое происходит между этаном и бутаном, а также бутаном и пентаном.

Физические свойства этих соединений также постепенно меняются по мере увеличения молекул. Как правило, с увеличением длины углеродной цепи способность соединения растворяться в воде уменьшается, хотя это также зависит от химической природы функциональной группы, поскольку некоторые функциональные группы более растворимы в воде, чем другие. По мере того как углеродные цепи в гомологичных рядах становятся длиннее, температура кипения соединения изменяется. Хотя во многих случаях оно увеличивается, если углеродная цепь начинает разветвляться, температура кипения начнет уменьшаться. Это только одно из исключений, обнаруженных в физических изменениях.