Przeczytaj
Przypomnienie wiadomości o węglowodorach
Aby dobrze zrozumieć tematy dotyczące węglowodorów, należy znać podstawowy zestaw ogólnych informacji na ich temat.
Jeżeli nie jesteś pewny/pewna swojej wiedzy – kliknij w poniższą listę i zapoznaj się z jej treścią. Po przypomnieniu sobie potrzebnych informacji, przejdź do pracy z materiałem.
Ogólny podział węglowodorów. Dzielą się na łańcuchowe (alifatyczne) i cykliczne (związki karbocykliczne). 1. Węglowodory łańcuchowe (alifatyczne) dzielą się na nasycone i nienasycone. 1.1. nasycone, wyróżnia się w nich alkanyalkany; 1.2. nienasycone, wyróżnia się w nich: alkeny, alkadieny oraz alkiny. 2. Węglowodory cykliczne (związki karbocykliczne). Tu wyróżniamy jednopierścieniowe i wielopierścieniowe. 2.1. węglowodory jednopierścieniowe, należą do nich nasycone cykloalkany; 2.2. węglowodory jednopierścieniowe nienasycone, należą do nich cykloalkiny i cykloalkeny, wśród których wyróżnia się cykloalkadieny; 2.3. węglowodory jednopierścieniowe aromatyczne; 2.4. Węglowodory cykliczne wielopierścieniowe. Wyróżnia się wśród nich skondensowane, które dzielą się na: cykloalkany, cykloalkeny, areny.
Posiadasz już ogólne informacje na temat węglowodorów. Na ich podstawie zdobądź wiedzę szczegółową na temat jednej z rodzin węglowodorów, jaką są cykloalkany.
Jak zbudowane są cykloalkany?
Definicja
Cykloalkany są przedstawicielami związków organicznych, jakimi są węglowodory. Zbudowane są wyłącznie z atomów węgla oraz wodoru i posiadają wzór ogólny .
Budowa szkieletu
Porównaj budowę wybranych przedstawicieli alkanów i cykloalkanów.
Zapoznaj się z opisem wybranych przedstawicieli alkanów i cykloalkanów i porównaj ich budowę.
W czym są do siebie podobne i czym się różnią? Dlaczego w powyższej grafice cykloalkany zaczynają się dopiero od cyklopropanu?
W czym są do siebie podobne i czym się różnią? Dlaczego w opisanych wzorach cykloalkany zaczynają się dopiero od cyklopropanu?
Ogólny podział
Schemat przedstawia podział węglowodorów. Dzielą się na łańcuchowe (alifatyczne) i cykliczne (związki karbocykliczne). 1. Węglowodory łańcuchowe (alifatyczne) dzielą się na: 1.1. nasycone, w których wyróżnia się alkany; 1.2. nienasycone; 1.3. alkeny; 1.4. alkadieny; 1.5. alkiny. 2. Węglowodory cykliczne (związki karbocykliczne). Tu wyróżniamy jednopierścieniowe - nasycone i nienasycone i wielopierścieniowe - skondensowane. 2.1. węglowodory jednopierścieniowe nasycone, należą do nich cykloalkeny; 2.2. węglowodory jednopierścieniowe nienasycone dzielą się na cykloalkeny i cykloalkiny, w cykloalkenach wyróżnia się cykloalkedieny; 2.3. węglowodory cykliczne wielopierścieniowe, wyróżnia się wśród nich skondensowane, które dzielą się na: cykloalkany, cykloalkeny oraz areny.
Wiązania
Hybrydyzacja
Izomeria
Cykloalkany to związki chemiczne posiadające swoje izomery. Z uwagi na różną budowę pierścienia węglowego, możemy wyróżnić różne formy izomeryczne:
strukturalna - izomeria szkieletowa w cykloalkanach
Jaką budowę pierścienia węglowego może mieć cykloalkan posiadający 4 atomy węgla? Ile różnych izomerów może utworzyć? Czy potrafisz zapisać ich wzory półstrukturalne?
stereoizomeria w cykloalkanach
Słownik
związki, w których występują atomy związane ze sobą tak, że tworzą jeden lub więcej zamkniętych pierścieni
(łac. parum affinis „mało powinowaty”) nasycone związki organiczne zbudowane z węgla i wodoru, o wzorze ogólnym . Posiadają w swojej strukturze wyłącznie wiązania pojedyncze
atom lub grupa atomów, która powoduje pojawienie się charakterystycznych cech w danym związku chemicznym, na przykład aminowa
(niem. Hybride, franc. hybride „mieszaniec”) jest to tworzenie bardziej korzystnych energetycznie orbitali poprzez wymieszanie się orbitali atomowych, na skutek oddziaływania innych atomów podczas tworzenia cząsteczki (tylko w niektórych cząsteczkach)
hybrydyzacja, której kształt jest wynikiem nałożenia się orbitalu s oraz trzech orbitali p
jest to ciąg kolejnych związków chemicznych, których struktura zmienia się, w stosunku do poprzedniego, o pojedynczy i identyczny fragment - grupę metylenową
wielościan o czterech przystających ścianach, będących trójkątami równobocznymi
układ przestrzenny atomów w cząsteczce węglowodoru, który zmienia się w wyniku swobodnego obrotu wokół pojedynczych wiązań chemicznych, bez ich pękania. W cząsteczkach dłuższych alkanów następuje stale trwająca rotacja grup, ale jest ograniczona w momencie, gdy spowodowałaby nakładanie się poszczególnych atomów w przestrzeni
układ przestrzenny atomów w cząsteczce cykloheksanu, który zachowuje układ czworościenny. W temperaturze pokojowej najstabilniejszą konfromacją pierścienia jest konfromacja krzesłowa. Do innych należy m. in konformacja łódki, skręconej łódki
Bibliografia
Mastalerz P., Podręcznik chemii organicznej, Warszawa 1998.
McMurry J., Chemia organiczna, tom I i II, Warszawa 2000.
Morrison R.T., Boyd R.N., Chemia organiczna, tom I i II, Warszawa 1997.
Atkins P., Jones L. Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.