3.1
Związki zawierające atomy węgla i wodoru nazywane są węglowodorami. Najprostszy węglowodór, metan, ma czterowartościowy atom węgla związany z czterema atomami wodoru.
Jeśli jeden z atomów wodoru metanu zostanie zastąpiony atomem węgla związanym z trzema atomami wodoru, powstaje następny węglowodór, etan.
Metan i etan należą do rodziny węglowodorów zwanych alkanami. Ponieważ alkany zawierają tylko pojedyncze wiązania kowalencyjne, są węglowodorami nasyconymi.
W każdym alkanie, na przykład etan, atomy węgla są zhybrydyzowane sp3, co czyni je węglami czworościennymi. Te pojedynczo zajmowane orbitale hybrydowe nakładają się na orbitale hybrydowe sp3 sąsiedniego atomu węgla, tworząc wiązanie węgiel-węgiel sigma.
Pozostałe hybrydowe orbitale węgla tworzą sigma wiązania z orbitalami 1s każdego z atomów wodoru. Związane atomy są ustawione względem siebie pod kątem 109,5°.
Zbadaj struktury trzech prostych alkanów - metanu, etanu i propanu. Metan,CH4, ma jeden atom węgla i cztery atomy wodoru; etan,C2H6, ma dwa atomy węgla i sześć atomów wodoru; a propan, C3H8, ma trzy atomy węgla i osiem atomów wodoru.
Zauważ, że każda następna formuła ma jeden węgiel i dwa wodory - a mianowicie grupęCH2 więcej niż poprzednia formuła.
Ogólnie rzecz biorąc, na każde n liczby atomów węgla przypadną 2n+2 atomy wodoru. Tak więc alkany mają charakterystyczny wzór cząsteczkowy: CnH2n + 2.
Skondensowany wzór strukturalny upraszcza strukturę Lewisa alkanów, pomijając wiązania z wodorami, a nawet wiązania węgiel-węgiel.
Węglowodory można również przedstawić za pomocą struktur liniowo-kątowych lub szkieletowych. Linie oznaczają wiązania węgiel-węgiel, przy czym każdy wierzchołek i koniec oznacza atom węgla. Zakłada się, że wodory, choć nie są wyraźnie pokazane, są związane z węglami, spełniając ich wartościowość.
Tworzenie wiązań węgiel-węgiel prowadzących do powstania łańcucha węglowego jest podstawą chemii organicznej. August Kekulé i Archibald Scott Couper n…
Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.