Відповідний ряд

У хімії існують групи органічних речовин, відрізняються подібними властивостями та об`єднаних загальною формулою, яка описує закономірність структурного відмінності кожного наступного члена групи від попереднього. Наприклад, гомологічний ряд алканів, алкенів, алкінів або інших груп. Ця номенклатура має величезне значення для дослідження, прогнозування або практичного застосування. Для органічних речовин, об`єднаних у групу, спостерігаються закономірні зміни хімічних і фізичних властивостей, і всі вони корелюють зі зміною молекулярної маси.

Не менш важливі правила, що описують, як змінюються властивості речовин при переході від однієї групи до іншої. Щоб зрозуміти, що ж таке гомологічний ряд, слід розглянути конкретні приклади. Для будь-якої групи з`єднань характерними є збільшуються температури плавлення (кристалізації), кипіння (конденсації) і щільності із збільшенням молекулярної маси і числа вуглецевих атомів в молекулі.

Граничні вуглеводні називають насиченими або парафіновимі- вони являють собою ациклічні (відсутні цикли) з`єднання нормального або розгалуженого будови, атоми в молекулах яких з`єднані одинарними зв`язками. Загальна формула має вигляд CnH2n + 2 і описує гомологічний ряд алканів. Молекула кожного наступного члена збільшується в порівнянні з попереднім на один атом C і два атоми H. До насиченим вуглеводням відносяться:

• метан;
• етан;
• пропан і так далі.

До насиченим вуглеводням відносяться також циклопарафіни. Це велика група органічних сполук, молекули яких замикаються кільцями. Відповідний ряд їх має формулу CnH2n, починається з хімічної речовини з трьома атомами вуглецю. Приклади циклопарафинов:

• ціклопропан;
• ціклобутан;
• циклопентан і так далі

Ненасичені чи ненасичені вуглеводні також є ациклическими. До них відносяться речовини нормального і изостроения. Відповідний ряд алкенів має загальну формулу CnH2n. Ці сполуки відрізняються наявністю однієї подвійного зв`язку між двома атомами вуглецю. Якщо попередній ряд починався з вуглеводню з одним вуглецевим атомом (метан), то цей починається з речовини, в молекулі якого міститься два вуглецевих атома. Приклади алкенів:

• етен;
• пропен;
• бутен і так далі.

Вуглеводні, в молекулі яких два атоми вуглецю з`єднані потрійним зв`язком, є ще більш ненасиченими, інакше їх називають ацетиленовими. Їх об`єднує гомологічний ряд алкинов. Він описується формулою CnH2n-2 і починається з ацетилену, у формулі якого є два атома C. Приклади алкинов:

• етін;
• пропін;
• бутин-1 і так далі.

Ненасичені ациклічні вуглеводні, в молекулі яких є дві подвійних зв`язку, називаються дієнового. Вони мають загальну формулу CnH2n-2. Їх гомологічний ряд починається з вуглеводню з трьома вуглецевими атомами в молекулі. Подвійні зв`язки можуть бути пов`язані (розділені однією одинарним зв`язком), кумулювати (знаходяться у сусідніх атомів) або ізольовані (розділені декількома одинарними зв`язками). Приклади диенов:

• 1,2-пропадіен;
• 1,3-бутадіен;
• изопрен і так далі

Особливу групу утворюють хімічні речовини циклічної будівлі, в молекулі яких є бензольні кільце. Відповідний ряд найпростіших ароматичних вуглеводнів починається з з`єднання з шістьма атомами вуглецю - бензолу. Гомологи цього ряду утворюються при заміщенні одного або декількох атомів водню, приєднаних до бензольного кільця, на радикали. Таким чином, виходить ряд речовин: бензол, толуол, ксилол. Якщо в молекулі є два і більше заступника, то говорять про наявність ізомерів для цих речовин. Інші гомологічні ряди ароматичних сполук утворені від нафталіну, антрацену та інших речовин.

Якщо в молекулі вуглеводнів є функціональна група, то такі хімічні сполуки також утворюють гомологічний ряд.

• Ряд спиртів відрізняється наявністю в молекулі гідроксильної групи (-OH). Для одноатомних спиртів один водневий атом в ациклічному вуглеводні заміщений на гідроксильну групи- їх формула: CnH2n + 1OH. Існують також ряди багатоатомних спиртів.
• Ряд фенолів характеризується наявністю в молекулі також гідроксильної групи (-OH), але вона заміщає водень в бензольному кільці.
• Ряд альдегідів відрізняється наявністю в молекулі хімічної сполуки карбонільної групи (> C = O) - загальна формула альдегідів: R-CH = O.
• Ряд кетонів також відрізняє наявність карбонільної групи (> C = O), але якщо у альдегідів вона з`єднана з одним радикалом, то у кетонів вуглеводневих радикала два. Формула кетонів: R1-CO-R2.
• Ряд карбонових кислот відрізняє від інших хімічних речовин карбоксильная група, що об`єднує в собі карбонільну і гідроксильні групи. Формула - RCOOH.

Для кожного ряду, будь то гомологічний ряд альдегідів, карбонових (органічних) кислот, спиртів або інших речовин, їх властивості багато в чому будуть визначатися типом функціональної групи і закономірно змінюватися в ряду із збільшенням молекулярної маси речовини. Така класифікація великого класу хімічних сполук допомагає зрозуміти природу і вивчити їх властивості.