bg‑blue

Co oznacza nazwa związków typu HX?

bg

Fluorowcowodory lub inaczej halogenowodory to nieorganiczne związki chemiczne fluorowca z wodorem, dlatego często oznacza się je jako związki typu HX, gdzie X oznacza fluorowiec, czyli pierwiastek należący do 17. grupy układu okresowego. Do tych związków zalicza się:

HF fluorowodór
HCl chlorowodór
HBr bromowodór
HI jodowodór

Fluorowcowodory są gazami, dobrze rozpuszczającymi się w wodzie, ich wodne roztwory to kwasy beztlenowe HFaq, HClaq, HBraq, HIaq.

bg‑blue

Jak dzielimy węglowodory?

bg

Węglowodory to organiczne związki węgla i wodoru, które można podzielić na następujące grupy:

R16moo0K4dWy8
Mapa myśli. Lista elementów:
  • Nazwa kategorii: WĘGLOWODORY
    • Elementy należące do kategorii WĘGLOWODORY
    • Nazwa kategorii: nasycone
      • Elementy należące do kategorii nasycone
      • Nazwa kategorii: alkany
      • Nazwa kategorii: cykloalkany
      • Koniec elementów należących do kategorii nasycone
    • Nazwa kategorii: nienasycony
      • Elementy należące do kategorii nienasycony
      • Nazwa kategorii: alkeny
      • Nazwa kategorii: cykloalkeny
      • Nazwa kategorii: alkiny
        • Elementy należące do kategorii alkiny
        • Nazwa kategorii: cykloalkiny
        • Koniec elementów należących do kategorii alkiny
        Koniec elementów należących do kategorii nienasycony
    • Nazwa kategorii: aromatyczne (areny)
    • Koniec elementów należących do kategorii WĘGLOWODORY
Mapa pojęć pt. Podział węglowodorów
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Węglowodory nasyconewęglowodory nasyconeWęglowodory nasycone to alkany i cykloalkany, zawierające wyłącznie wiązania pojedyncze pomiędzy atomami węgla. Do węglowodorów nienasyconychwęglowodory nienasyconewęglowodorów nienasyconych zalicza się alkeny i cykloalkeny, które – oprócz wiązań pojedynczych – posiadają wiązanie podwójne pomiędzy atomami węgla, oraz alkiny, które z kolei poza wiązaniami pojedynczymi zawierają wiązanie potrójne pomiędzy atomami węgla. Węglowodory nienasycone charakteryzują się zatem posiadaniem wiązań wielokrotnych. Węglowodory aromatycznewęglowodory aromatyczneWęglowodory aromatyczne natomiast to inaczej areny, posiadające pierścień aromatyczny, który charakteryzuje się zdelokalizowaną chmurą elektronów.

bg‑blue

Ogólne schematy reakcji węglowodorów ze związkami typu HX

bg

Niektóre węglowodory reagują ze związkami typu HX, najczęściej HBrgHClg, dając odpowiednie halogenopochodne węglowodorów, zgodnie z poniższymi schematami reakcji.

R1Gd3lnb1VYb71
Schematy reakcji węglowodór ze związkami typu HX
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Reakcje węglowodorów nienasyconych ze związkami typu HX należą więc do typu reakcji addycjiaddycjaaddycji, gdzie z połączenia dwóch substratów powstaje jeden produkt. Reakcje te zachodzą zgodnie z mechanizmem elektrofilowym, ponieważ wokół wiązań wielokrotnych istnieje pewna gęstość elektronowa, pozwalająca na atak elektrofilowy czynnika elektrofilowegoczynnik elektrofilowy (elektrofil)czynnika elektrofilowego. Elektrofilem jest proton (kation wodoru), pochodzący z cząsteczki HX, ponieważ pomiędzy atomem wodoru a atomem fluorowca występuje silna polaryzacjapolaryzacjapolaryzacja wiązania w stronę fluorowca. Na atomie wodoru tworzy się więc cząstkowy ładunek dodatni, natomiast na atomie fluorowca – cząstkowy ładunek ujemny.

Alkany oraz cykloalkany, jako węglowodory nasycone, nie posiadają wiązań wielokrotnych, dlatego nie ulegają reakcjom addycji, w tym addycji związków typu HX. Areny również nie należą do związków nienasyconych, ponieważ elektrony pi pierścienia tworzą układ wiązań sprzężonych, nie zaś trzech wiązań podwójnych. Występowanie takiej zdelokalizowanej chmury elektronów jest cechą charakterystyczną węglowodorów aromatycznych, które mają zdolność do reakcji addycji wodoru jedynie w specyficznych, bardzo ekstremalnych warunkach.

Słownik

addycja
addycja

(łac. additio „dodawanie”) proces przyłączania do atomów węgla połączonych wiązaniem podwójnym lub potrójnym cząsteczek homo- lub heteroatomowych, w wyniku czego zmniejsza się krotność wiązania w cząsteczce organicznego substratu

addycja elektrofilowa
addycja elektrofilowa

reakcja addycji, czyli łączenia, w której związek posiadający niedomiar elektronów (elektrofil) przyłącza się do związku chemicznego posiadającego nadmiar elektronów bez powstawania produktów ubocznych

polaryzacja
polaryzacja

zjawisko nierównomiernego rozkładu cząstkowego ładunku elektrycznego w cząsteczce na atomach połączonych wiązaniem chemicznym

czynnik elektrofilowy (elektrofil)
czynnik elektrofilowy (elektrofil)

cząsteczka lub grupa, w której występuje niedomiar elektronów i w odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich akceptorem

węglowodory nienasycone
węglowodory nienasycone

węglowodory o cząsteczkach, w których występują oprócz wiązań pojedynczych wiązania wielokrotne

węglowodory nasycone
węglowodory nasycone

węglowodory o cząsteczkach, w których występują jedynie wiązania pojedyncze

węglowodory aromatyczne
węglowodory aromatyczne

węglowodory o cząsteczkach, w których występuje płaski pierścień z układem sprzężonych wiązań podwójnych, w których występuje 4n + 2 elektronów pi (n = 1, 2, 3 ...)

Bibliografia

Dudek‑Różycki K., Płotek  M., Wichur T., Węglowodory. Repetytorium i zadania, Kraków 2020.

Dudek‑Różycki K., Płotek M., Wichur T., Kompendium terminologii oraz nazewnictwa związków organicznych. Poradnik dla nauczycieli i uczniów, Kraków 2020.