Најважније из лекције
Општа класификација: Угљоводоници садрже само \(\text{C}\) и \(\text{H}\). Деле се на ацикличне (алкани \(\text{C}_n\text{H}_{2n+2}\), алкени \(\text{C}_n\text{H}_{2n}\), алкини \(\text{C}_n\text{H}_{2n-2}\)) и цикличне (алициклични и ароматични арени попут бензена \(\text{C}_6\text{H}_6\)).
Изомерија: Структурни изомери имају исту молекулску формулу, а различиту структуру (изомерија низа код алкана; изомерија положаја двоструке/троструке везе код алкена и алкина).
Физичка својства: Неполарни, безбојни, нерастворни у води. Агрегатно стање зависи од броја \(\text{C}\) атома (\(\text{C}_1-\text{C}_4\) су гасови).
Хемијска реактивност:
Изомерија: Структурни изомери имају исту молекулску формулу, а различиту структуру (изомерија низа код алкана; изомерија положаја двоструке/троструке везе код алкена и алкина).
Физичка својства: Неполарни, безбојни, нерастворни у води. Агрегатно стање зависи од броја \(\text{C}\) атома (\(\text{C}_1-\text{C}_4\) су гасови).
Хемијска реактивност:
- Сагоревање: Сви сагоревају до \(\text{CO}_2\) и \(\text{H}_2\text{O}\) уз ослобађање велике количине енергије.
- Алкани: Слабо реактивни; подлежу супституцији са халогенима уз присуство светлости (\(\text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{h\nu} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl}\)).
- Алкени и алкини: Веома реактивни; подлежу адицији водоника и халогена (\(\text{C}_2\text{H}_4 + \text{H}_2 \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6\)), обезбојавају \(\text{KMnO}_4\).
Угљоводоници су органска једињења изграђена искључиво од атома угљеника (\(\text{C}\)) и водоника (\(\text{H}\)).
Ациклични угљоводоници имају отворене (линијске или разгранате) низове атома угљеника.
Циклични угљоводоници имају затворене низове (прстенове) који могу имати 3, 4, 5, 6 или више атома угљеника. Деле се на алицикличне и ароматичне.
Засићени угљоводоници садрже искључиво једноструке ковалентне везе између атома угљеника (\(\text{C}-\text{C}\)).
Незасићени угљоводоници садрже бар једну двоструку (\(\text{C}=\text{C}\)) или троструку (\(\text{C}\equiv\text{C}\)) везу.
Сва органска једињења која нису ароматична називају се алифатична једињења.
| Класа угљоводоника | Врста веза | Општа формула | Пример |
|---|---|---|---|
| Алкани (засићени ациклични) | Једноструке (\(\text{C}-\text{C}\)) | \(\text{C}_n\text{H}_{2n+2}\) | \(\text{CH}_3-\text{CH}_3\) (етан) |
| Алкени (незасићени ациклични) | Једна двострука (\(\text{C}=\text{C}\)) | \(\text{C}_n\text{H}_{2n}\) | \(\text{CH}_2=\text{CH}_2\) (етен) |
| Алкини (незасићени ациклични) | Једна трострука (\(\text{C}\equiv\text{C}\)) | \(\text{C}_n\text{H}_{2n-2}\) | \(\text{CH}\equiv\text{CH}\) (етин) |
| Циклоалкани (засићени циклични) | Једноструке у прстену | \(\text{C}_n\text{H}_{2n}\) | \(\text{C}_6\text{H}_{12}\) (циклохексан) |
| Арени (ароматични) | Бензенов прстен са делокализованим везама | - | \(\text{C}_6\text{H}_6\) (бензен) |
Молекули се приказују молекулским формулама (\(\text{C}_4\text{H}_{10}\)), структурним формулама (са свим приказаним везама) и рационалним структурним формулама (груписани атоми водоника уз угљеник, нпр. \(\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3\)).
Одреди којој класи угљоводоника припадају једињења:
1) \(\text{CH}_3-\text{C}\equiv\text{CH}\)
2) \(\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_3\)
3) \(\text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3\)
1) \(\text{CH}_3-\text{C}\equiv\text{CH}\)
2) \(\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_3\)
3) \(\text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3\)
1) Алкин (садржи једну троструку везу).
2) Алкан (садржи само једноструке везе, ацикличан је и засићен).
3) Алкен (садржи једну двоструку везу).
2) Алкан (садржи само једноструке везе, ацикличан је и засићен).
3) Алкен (садржи једну двоструку везу).
Алкани (парафини) су засићени ациклични угљоводоници чији су сви атоми угљеника међусобно повезани једноструким ковалентним везама. Општа формула је \(\text{C}_n\text{H}_{2n+2}\).
Хомологи низ је низ једињења исте класе у коме се свака два суседна члана разликују за исту атомску групу - метиленску групу (\(-\text{CH}_2-\)).
| Број C атома (\(n\)) | Молекулска формула | Назив алкана | Алкил-група (\(\text{R}-\)) |
|---|---|---|---|
| 1 | \(\text{CH}_4\) | метан | метил (\(-\text{CH}_3\)) |
| 2 | \(\text{C}_2\text{H}_6\) | етан | етил (\(-\text{CH}_2\text{CH}_3\)) |
| 3 | \(\text{C}_3\text{H}_8\) | пропан | пропил (\(-\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3\)) |
| 4 | \(\text{C}_4\text{H}_{10}\) | бутан | бутил (\(-\text{C}_4\text{H}_9\)) |
| 5 | \(\text{C}_5\text{H}_{12}\) | пентан | пентил (\(-\text{C}_5\text{H}_{11}\)) |
| 6 | \(\text{C}_6\text{H}_{14}\) | хексан | хексил (\(-\text{C}_6\text{H}_{13}\)) |
| 7 | \(\text{C}_7\text{H}_{16}\) | хептан | хептил (\(-\text{C}_7\text{H}_{15}\)) |
| 8 | \(\text{C}_8\text{H}_{18}\) | октан | октил (\(-\text{C}_8\text{H}_{17}\)) |
| 9 | \(\text{C}_9\text{H}_{20}\) | нонан | нонил (\(-\text{C}_9\text{H}_{19}\)) |
| 10 | \(\text{C}_{10}\text{H}_{22}\) | декан | децил (\(-\text{C}_{10}\text{H}_{21}\)) |
Структурни изомери су једињења која имају исту молекулску формулу, а различиту структуру (распоред везивања атома).
Неразгранати алкани у тривијалном називу носе префикс n- (нпр. \(n\)-бутан, \(n\)-пентан). Метан, етан и пропан немају изомере.
Класификација атома угљеника:
- Примарни (\(1^\circ\)): директно везан за само 1 други \(\text{C}\)-атом.
- Секундарни (\(2^\circ\)): директно везан за 2 друга \(\text{C}\)-атома.
- Терцијарни (\(3^\circ\)): директно везан за 3 друга \(\text{C}\)-атома.
- Кватернарни (\(4^\circ\)): директно везан за 4 друга \(\text{C}\)-атома.
1. Одреди најдужи континуални низ атома угљеника (оновни ланац).
2. Нумериши C-атоме с оног краја којем је ближе рачвање (бочна група).
3. Именуј бочне групе (алкил-групе) и одреди њихове положаје помоћу бројева. Ако се иста група понавља, користи префиксе ди-, три-, тетра-.
4. Састави назив: бројеви положаја се одвајају зарезима, од речи се одвајају цртицама, различите алкил-групе наводе се абецедним редом, а назив главног низа пише се спојено на крају.
2. Нумериши C-атоме с оног краја којем је ближе рачвање (бочна група).
3. Именуј бочне групе (алкил-групе) и одреди њихове положаје помоћу бројева. Ако се иста група понавља, користи префиксе ди-, три-, тетра-.
4. Састави назив: бројеви положаја се одвајају зарезима, од речи се одвајају цртицама, различите алкил-групе наводе се абецедним редом, а назив главног низа пише се спојено на крају.
\[ \overset{1}{\text{C}}\text{H}_3-\overset{2}{\underset{\text{CH}_3}{\text{CH}}}-\overset{3}{\text{C}}\text{H}_2-\overset{4}{\text{C}}\text{H}_3 \quad \longrightarrow \quad \text{2-метилбутан} \]
Одреди IUPAC назив следећег алкана и преброј врсте угљеникових атома:
\[ \begin{array}{cc} \text{CH}_3 & \\ | & \\ \text{CH}_3-\text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \\ | & \\ \text{CH}_3 & \end{array} \]
Најдужи низ има 4 \(\text{C}\)-атома (бутан). На другом \(\text{C}\)-атому налазе се две метил-групе.
IUPAC назив: 2,2-диметилбутан.
Врсте \(\text{C}\)-атома: 4 примарна (\(1^\circ\)) \(\text{C}\)-атома (\(-\text{CH}_3\) групе), 1 секундарни (\(2^\circ\)) \(\text{C}\)-атом (\(-\text{CH}_2-\)), 0 терцијарних и 1 кватернарни (\(4^\circ\)) \(\text{C}\)-атом (централни \(\text{C}\) на положају 2).
IUPAC назив: 2,2-диметилбутан.
Врсте \(\text{C}\)-атома: 4 примарна (\(1^\circ\)) \(\text{C}\)-атома (\(-\text{CH}_3\) групе), 1 секундарни (\(2^\circ\)) \(\text{C}\)-атом (\(-\text{CH}_2-\)), 0 терцијарних и 1 кватернарни (\(4^\circ\)) \(\text{C}\)-атом (централни \(\text{C}\) на положају 2).
Алкени (олефини) су незасићени ациклични угљоводоници са једном двоструком ковалентном везом (\(\text{C}=\text{C}\)). Општа формула: \(\text{C}_n\text{H}_{2n}\). Наставак је -ен (најједноставнији је етен, тј. етилен \(\text{C}_2\text{H}_4\)).
Алкини (ацетилени) су незасићени ациклични угљоводоници са једном троструком ковалентном везом (\(\text{C}\equiv\text{C}\)). Општа формула: \(\text{C}_n\text{H}_{2n-2}\). Наставак је -ин (најједноставнији је етин, тј. ацетилен \(\text{C}_2\text{H}_2\)).
Изомерија положаја је врста структурне изомерије где се молекули исте молекулске формуле разликују по положају двоструке, односно троструке везе у угљеничном низу.
Изомери положаја бутена (\(\text{C}_4\text{H}_8\)):
\[ \overset{1}{\text{C}}\text{H}_2=\overset{2}{\text{C}}\text{H}-\overset{3}{\text{C}}\text{H}_2-\overset{4}{\text{C}}\text{H}_3 \quad (\text{1-бутен}) \]
\[ \overset{1}{\text{C}}\text{H}_3-\overset{2}{\text{C}}\text{H}=\overset{3}{\text{C}}\text{H}-\overset{4}{\text{C}}\text{H}_3 \quad (\text{2-бутен}) \]
IUPAC номенклатура незасићених угљоводоника:
- Најдужи низ мора садржати двоструку, односно троструку везу.
- Низ се нумерише са краја који је ближи вишеструкој вези (двострука/трострука веза има предност над бочним алкил-групама).
- Бројем испред наставка (или испред корена назива) означава се атом угљеника на коме почиње вишеструка веза (за једињења са више од 3 \(\text{C}\)-атома).
\[ \overset{1}{\text{C}}\text{H}_2=\overset{2}{\text{C}}\text{H}-\overset{3}{\underset{\text{CH}_3}{\text{CH}}}-\overset{4}{\text{C}}\text{H}_3 \quad \longrightarrow \quad \text{3-метил-1-бутен} \]
\[ \overset{1}{\text{C}}\text{H}_3-\overset{2}{\text{C}}\equiv\overset{3}{\text{C}}-\overset{4}{\underset{\text{CH}_2-\text{CH}_3}{\text{CH}}}-\overset{5}{\text{C}}\text{H}_2-\overset{6}{\text{C}}\text{H}_3 \quad \longrightarrow \quad \text{4-етил-2-хексин} \]
Гасовити етен (етилен) је биљни хормон који убрзава сазревање воћа и поврћа. Користи се у складиштима за контролисано сазревање банана и других плодова.
Напиши рационалне структурне формуле и одреди називе свих изомера положаја алкина молекулске формуле \(\text{C}_5\text{H}_8\) који имају неразгранат низ.
Постоје два изомера положаја троструке везе:
1) \(\text{CH}\equiv\text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3\) (1-пентин)
2) \(\text{CH}_3-\text{C}\equiv\text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_3\) (2-пентин)
1) \(\text{CH}\equiv\text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3\) (1-пентин)
2) \(\text{CH}_3-\text{C}\equiv\text{C}-\text{CH}_2-\text{CH}_3\) (2-пентин)
Ароматични угљоводоници (арени) су циклична једињења специфичне стабилне структуре са шесточланим прстеном и делокализованим електронским системом (наизменичне једноструке и двоструке везе).
Бензен (\(\text{C}_6\text{H}_6\)) је најједноставнији и најважнији арени. Сви атоми угљеника и водоника леже у истој равни и граде правилан шестоугаони прстен. Шест електрона кружи и подједнако припада свим атомима угљеника у прстену.
\[ \begin{array}{ccc}
\text{Бензен} & \text{Метилбензен (Толуен)} & \text{Нафтален} \\
\text{C}_6\text{H}_6 & \text{C}_6\text{H}_5-\text{CH}_3 & \text{C}_{10}\text{H}_8
\end{array} \]
Нафтален садржи два повезана (кондензована) бензенова прстена.
Арени су веома токсични, испарљиви и поједини су доказано канцерогени. Налазе се у издувним гасовима, дуванском диму, диму из димњака и диму при печењу меса на роштиљу.
Својства и примена арена: Неполарни су, густине мање од воде (пливају на води). Добијају се из нафте и катрана каменог угља. Користе се као неполарни растварачи и сировине за производњу боја, пластике, лекова и експлозива.
Која је молекулска формула нафталена и која је била његова традиционална примена у домаћинствима?
Молекулска формула нафталена је \(\text{C}_{10}\text{H}_8\). Традиционално се користио у облику куглица као средство против мољаца.
Општа физичка својства:
- Сви угљоводоници су безбојни и неполарни.
- Практично се не растварају у води, а одлично се растварају у неполарним органским растварачима.
- Агрегатна стања на собној температури:
- Гасови: \(\text{C}_1-\text{C}_4\) (алкани, алкени, алкини)
- Течности: средњи чланови (\(\text{C}_5-\text{C}_{17}\) за алкане)
- Чврсте супстанце: виши чланови низа (више од 17 \(\text{C}\)-атома за алкане)
1. Реакција сагоревања (карактеристична за све угљоводонике):
Потпуно сагоревање (довољно \(\text{O}_2\)): настају \(\text{CO}_2\) и \(\text{H}_2\text{O}\) уз ослобађање велике количине топлоте. \[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \] \[ 2\text{C}_2\text{H}_6 + 7\text{O}_2 \longrightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \] Непотпуно сагоревање (недовољно \(\text{O}_2\)): поред \(\text{CO}_2\) и \(\text{H}_2\text{O}\), настају отровни угљеник(II)-оксид (\(\text{CO}\)) и чађ (\(\text{C}\)).
Потпуно сагоревање (довољно \(\text{O}_2\)): настају \(\text{CO}_2\) и \(\text{H}_2\text{O}\) уз ослобађање велике количине топлоте. \[ \text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \] \[ 2\text{C}_2\text{H}_6 + 7\text{O}_2 \longrightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O} \] Непотпуно сагоревање (недовољно \(\text{O}_2\)): поред \(\text{CO}_2\) и \(\text{H}_2\text{O}\), настају отровни угљеник(II)-оксид (\(\text{CO}\)) и чађ (\(\text{C}\)).
2. Реакција супституције (замене) – карактеристична за алкане:
Алкани су слабо реактивни (парафини). Реагују са халогеним елементима само уз присуство светлости (\(h\nu\)), при чему се водоников атом замењује халогеним атомом: \[ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} \quad (\text{хлорметан}) \] \[ \text{CH}_3\text{Cl} + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CH}_2\text{Cl}_2 + \text{HCl} \quad (\text{дихлорметан}) \] \[ \text{CH}_2\text{Cl}_2 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CHCl}_3 + \text{HCl} \quad (\text{трихлорметан / хлороформ}) \] \[ \text{CHCl}_3 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CCl}_4 + \text{HCl} \quad (\text{тетрахлорметан}) \]
Алкани су слабо реактивни (парафини). Реагују са халогеним елементима само уз присуство светлости (\(h\nu\)), при чему се водоников атом замењује халогеним атомом: \[ \text{CH}_4 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CH}_3\text{Cl} + \text{HCl} \quad (\text{хлорметан}) \] \[ \text{CH}_3\text{Cl} + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CH}_2\text{Cl}_2 + \text{HCl} \quad (\text{дихлорметан}) \] \[ \text{CH}_2\text{Cl}_2 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CHCl}_3 + \text{HCl} \quad (\text{трихлорметан / хлороформ}) \] \[ \text{CHCl}_3 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{CCl}_4 + \text{HCl} \quad (\text{тетрахлорметан}) \]
3. Реакција адиције (додавања) – карактеристична за незасићене угљоводонике:
Долази до раскидања вишеструке везе и везивања нових атома на те \(\text{C}\)-атоме.
а) Адиција водоника (хидрогенизација уз присуство металног катализатора): \[ \text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_3-\text{CH}_3 \quad (\text{етен} \rightarrow \text{етан}) \] \[ \text{CH}\equiv\text{CH} + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_2=\text{CH}_2 \xrightarrow{+\text{H}_2, \text{метал}} \text{CH}_3-\text{CH}_3 \] б) Адиција халогена: \[ \text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{Cl}_2 \longrightarrow \text{CH}_2\text{Cl}-\text{CH}_2\text{Cl} \quad (\text{1,2-дихлоретан}) \] \[ \text{CH}\equiv\text{CH} + 2\text{Cl}_2 \longrightarrow \text{CHCl}_2-\text{CHCl}_2 \quad (\text{1,1,2,2-тетрахлоретан}) \]
Долази до раскидања вишеструке везе и везивања нових атома на те \(\text{C}\)-атоме.
а) Адиција водоника (хидрогенизација уз присуство металног катализатора): \[ \text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_3-\text{CH}_3 \quad (\text{етен} \rightarrow \text{етан}) \] \[ \text{CH}\equiv\text{CH} + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_2=\text{CH}_2 \xrightarrow{+\text{H}_2, \text{метал}} \text{CH}_3-\text{CH}_3 \] б) Адиција халогена: \[ \text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{Cl}_2 \longrightarrow \text{CH}_2\text{Cl}-\text{CH}_2\text{Cl} \quad (\text{1,2-дихлоретан}) \] \[ \text{CH}\equiv\text{CH} + 2\text{Cl}_2 \longrightarrow \text{CHCl}_2-\text{CHCl}_2 \quad (\text{1,1,2,2-тетрахлоретан}) \]
Алкени и алкини брзо обезбојавају љубичасти раствор калијум-перманганата (\(\text{KMnO}_4\)) и бромну воду, док засићени угљоводоници (алкани) под истим условима не реагују.
Напиши једначину реакције потпуне адиције брома (\(\text{Br}_2\)) на етин и именуј настали производ.
\[ \text{CH}\equiv\text{CH} + 2\text{Br}_2 \longrightarrow \text{CHBr}_2-\text{CHBr}_2 \]
Производ: 1,1,2,2-тетраброметан.
Природни извори угљоводоника: Нафта (сирова нафта), земни (природни) гас (главни састојак је метан \(\text{CH}_4\)) и камени угаљ.
Нафта је комплексна смеша угљоводоника која се прерађује фракционом дестилацијом (раздвајањем на основу различитих тачака кључања састојака). Главне фракције су:
- Рафинеријски гас (\(\text{C}_1-\text{C}_4\)) – за грејање и боце за домаћинство.
- Бензин (\(\text{C}_5-\text{C}_{12}\)) – погонско гориво за аутомобиле са СУС моторима.
- Петролеј (керозин) – гориво за авионе.
- Дизел-уље (плинско уље) – гориво за теретна и дизел возила.
- Мазут и моторна уља – мазива и горива у топланама/бродовима.
- Битумен (асфалт) – чврсти остатак за асфалтирање путева и изолацију.
Полимери и реакција полимеризације:
Реакцијом полимеризације велики број малих незасићених молекула (мономера) спаја се у гигантске макромолекуле (полимере).
Примери важних полимера: поли(винил-хлорид) [PVC] (грађевинска столарија, цеви), тефлон (нелепљиви премази за посуђе), полиетилен (кесе, амбалажа), синтетичка пластика и гума.
Примери важних полимера: поли(винил-хлорид) [PVC] (грађевинска столарија, цеви), тефлон (нелепљиви премази за посуђе), полиетилен (кесе, амбалажа), синтетичка пластика и гума.
Етин (ацетилен) у заваривању: Сагоревањем етина у чистом кисеонику (ацетиленски пламен) развија се температура до чак \(3100\ ^\circ\text{C}\), што омогућава сечење и топљење метала при заваривању.
Који поступак се користи за раздвајање сирове нафте на њене саставне делове и на ком се физичком својству он заснива?
Поступак се назива фракциона дестилација, а заснива се на разлици у тачкама кључања угљоводоника различитих дужина низова.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак):
Одреди молекулске формуле:
а) алкана са 7 атома угљеника,
б) алкена са 5 атома угљеника,
в) алкина са 4 атома угљеника.
а) алкана са 7 атома угљеника,
б) алкена са 5 атома угљеника,
в) алкина са 4 атома угљеника.
Користимо опште формуле:
а) Алкан (\(\text{C}_n\text{H}_{2n+2}\)): за \(n=7 \implies \text{C}_7\text{H}_{2\cdot7+2} = \mathbf{\text{C}_7\text{H}_{16}}\) (хептан).
б) Алкен (\(\text{C}_n\text{H}_{2n}\)): за \(n=5 \implies \text{C}_5\text{H}_{2\cdot5} = \mathbf{\text{C}_5\text{H}_{10}}\) (пентен).
в) Алкин (\(\text{C}_n\text{H}_{2n-2}\)): за \(n=4 \implies \text{C}_4\text{H}_{2\cdot4-2} = \mathbf{\text{C}_4\text{H}_6}\) (бутин).
а) Алкан (\(\text{C}_n\text{H}_{2n+2}\)): за \(n=7 \implies \text{C}_7\text{H}_{2\cdot7+2} = \mathbf{\text{C}_7\text{H}_{16}}\) (хептан).
б) Алкен (\(\text{C}_n\text{H}_{2n}\)): за \(n=5 \implies \text{C}_5\text{H}_{2\cdot5} = \mathbf{\text{C}_5\text{H}_{10}}\) (пентен).
в) Алкин (\(\text{C}_n\text{H}_{2n-2}\)): за \(n=4 \implies \text{C}_4\text{H}_{2\cdot4-2} = \mathbf{\text{C}_4\text{H}_6}\) (бутин).
Задатак 2 (средњи):
Дати су следећи молекули:
\[ \text{A: } \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \]
\[ \text{Б: } \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \]
\[ \text{В: } \text{CH}_3-\text{CH}=\text{CH}-\text{CH}_3 \]
\[ \text{Г: } \text{CH}_3-\text{CH}(\text{CH}_3)-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \]
а) Која два молекула међусобно представљају изомере положаја?
б) Која два молекула представљају структурне изомере низа?
в) Како гласи IUPAC назив једињења Г?
а) Која два молекула међусобно представљају изомере положаја?
б) Која два молекула представљају структурне изомере низа?
в) Како гласи IUPAC назив једињења Г?
а) Молекули Б и В (1-бутен и 2-бутен) имају исту формулу \(\text{C}_4\text{H}_8\) и разликују се само по положају двоструке везе (\(\text{C}=\text{C}\)).
б) Молекули А и Г (пентан и 2-метилбутан) имају исту молекулску формулу \(\text{C}_5\text{H}_{12}\), али један има неразгранат, а други разгранат угљенични низ.
в) Назив једињења Г је 2-метилбутан.
б) Молекули А и Г (пентан и 2-метилбутан) имају исту молекулску формулу \(\text{C}_5\text{H}_{12}\), али један има неразгранат, а други разгранат угљенични низ.
в) Назив једињења Г је 2-метилбутан.
Задатак 3 (средњи/тежи):
Састави и изједначи једначине хемијских реакција:
а) Потпуно сагоревање пропана (\(\text{C}_3\text{H}_8\)),
б) Једноструко хлоровање етана (\(\text{C}_2\text{H}_6\)) уз присуство светлости,
в) Адиција једног молекула хлора на пропен (\(\text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3\)).
а) Потпуно сагоревање пропана (\(\text{C}_3\text{H}_8\)),
б) Једноструко хлоровање етана (\(\text{C}_2\text{H}_6\)) уз присуство светлости,
в) Адиција једног молекула хлора на пропен (\(\text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3\)).
а) \(\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \longrightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}\)
б) \(\text{C}_2\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl}\) (настају хлоретан и хлороводоник)
в) \(\text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3 + \text{Cl}_2 \longrightarrow \text{CH}_2\text{Cl}-\text{CHCl}-\text{CH}_3\) (настаје 1,2-дихлорпропан)
б) \(\text{C}_2\text{H}_6 + \text{Cl}_2 \xrightarrow{\text{светлост}} \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl} + \text{HCl}\) (настају хлоретан и хлороводоник)
в) \(\text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3 + \text{Cl}_2 \longrightarrow \text{CH}_2\text{Cl}-\text{CHCl}-\text{CH}_3\) (настаје 1,2-дихлорпропан)
Задатак 4 (тежак):
Узорак непознатог угљоводоника отвореног низа са 3 атома угљеника обезбојава бромну воду и за потпуно засићење 1 мола тог једињења потребно је 2 мола гасовитог водоника (\(\text{H}_2\)).
а) Одреди о којој се класи угљоводоника ради и напиши његову молекулску и рационалну структурну формулу.
б) Прикажи једначинама постепене реакције адиције водоника на ово једињење и именуј међупроизвод и крајњи производ.
а) Одреди о којој се класи угљоводоника ради и напиши његову молекулску и рационалну структурну формулу.
б) Прикажи једначинама постепене реакције адиције водоника на ово једињење и именуј међупроизвод и крајњи производ.
а) Пошто једињење обезбојава бромну воду, оно је незасићено. Чињеница да троши 2 мола \(\text{H}_2\) по молу једињења указује да садржи једну троструку везу, дакле у питању је алкин.
За \(n=3\), молекулска формула је \(\text{C}_3\text{H}_4\).
Рационална структурна формула: \(\text{CH}\equiv\text{C}-\text{CH}_3\) (пропин).
б) Постепена адиција водоника:
1. Корак (непотпуна адиција): \[ \text{CH}\equiv\text{C}-\text{CH}_3 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3 \quad (\text{пропен}) \] 2. Корак (потпуна адиција): \[ \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \quad (\text{пропан}) \]
За \(n=3\), молекулска формула је \(\text{C}_3\text{H}_4\).
Рационална структурна формула: \(\text{CH}\equiv\text{C}-\text{CH}_3\) (пропин).
б) Постепена адиција водоника:
1. Корак (непотпуна адиција): \[ \text{CH}\equiv\text{C}-\text{CH}_3 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3 \quad (\text{пропен}) \] 2. Корак (потпуна адиција): \[ \text{CH}_2=\text{CH}-\text{CH}_3 + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{метал}} \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \quad (\text{пропан}) \]
