logo chemia maturalna

Homologi i szereg homologiczny

SPIS TREŚCI

1. Co to jest homolog ?

Homolog to pojęcie, które niewątpliwie sprawia problemy. W rzeczywistości nie jest to nic trudnego, spójrzmy :

Homologi to związki, które różnią się od siebie jedną (lub więcej) jednostką CH2 .

Zwróć uwagę, że bez żadnego kontekstu ciężko mówić o jednym homologu, bo musimy to do czegoś porównać. Tak samo będzie z tak zwanymi enancjomerami i diastereoizomerami, o których już niedługo się pouczymy.

Jestem prawie przekonany, że jeśli nawet nic nie wiesz o chemii organicznej, to kojarzysz szereg alkanów : metan, etan, propan, butan i tak dalej. Jeśli by przeanalizować budowę tych związków, to bez problemu widzimy, że różnią się one jednostką −CH2. Należą zatem do tak zwanego szeregu homologicznego.

CH4C2H6C3H8C4H10
CH4CH3CH3CH3CH2CH3CH3CH2CH2CH3
CH4 + CH2 = C2H6C2H6 + CH2 = C3H8C3H8 + CH2 = C4H10
Tworzenie szeregu homologiczne polega na dodawaniu jednego węgla i dwóch wodorów.

Muszę przyznać, że podczas przejścia z metanu do etanu nie do końca może to być czytelne, dlatego zobaczmy to jeszcze tutaj :

Jak się tworzy homologi i szereg homologiczny ? Wystarczy, że dodasz jeden atom węgla i dwa wodory oraz będziesz pamiętać o prawidłowej ilości wiązań do danego atomu.

Czemu akurat dodajemy jednostkę −CH2 , a nie na przykład CH czy CH3 [1]? W skrócie wyjaśnia to oczywiście reguła 4,3,2,1  (liczba wiązań by się po prostu nie zgadzała). A czemu akurat zamieniamy najpierw ten atom wodoru[1] ? A to akurat tylko w metanie tak musieliśmy zrobić, dalej można także wrzucać grupę −CH2 od razu pomiędzy dwa atomy węgla.

2. Szeregi homologiczne związków organicznych

Możemy zatem robić szeregi homologiczne w związkach, które zawierają dowolne grupy funkcyjne, wystarczy tylko dostawiać kolejne jednostki CH2 . Zobaczmy to na kilku wybranych przykładach :

Szeregi homologiczne różnych związków organicznych.

3. Homologi w chemii nieorganicznej

No tego to się nie spodziewałeś, co? Chemia nieorganiczna? Tutaj?! Tak. Chemia maturalna bardzo często bazuje na porównaniach, typowo w układzie okresowym. Przykładowo, macie jakąś tam wiedzę na temat siarki i jej związkach, w przeciwieństwie np. do chemii selenu. Ale wymagana jest od Was wiedza porównawcza. Selen i siarka leżą w tej samej grupie, więc pewnie będą miały podobne właściwości.

Jeśli H2S jest gazem, to może i H2Se będzie gazem? Możemy nawet oczekiwać, że kwas selenowodorowy będzie mocniejszym kwasem (zgodnie z analogicznym trendem, gdzie moc kwasów z 17. grupy rośnie w dół). A więc poprzez analogię damy sobie radę z selenem.

I tak samo egzaminatorzy oczekują, że znacie definicję homologów i szeregu homologicznego, ale zadanie tego typu może się pojawić również początku arkusza maturalnego, czyli w chemii nieorganicznej. Na przykład krzem tworzy z wodorem związki analogicznie do węglowodorów, także tworząc szereg homologiczny.

SiH4Si2H6Si3H8Si4H10
Szereg homologiczny na przykładzie związków nieorganicznych ( tak zwane silany). Wygląda znajomo, prawda ?

Szereg homologiczny na przykładzie związków nieorganicznych (tak zwane silany). Wygląda znajomo, prawda?

Zauważ, jak kolejne homologi różnią się jednostką SiH2 , analogicznie jak do tej pory dodawaliśmy jednostkę CH2. Co prawda nie jest to znowu jakaś reguła, bo akurat węgiel i krzem są w tej samej grupie (ta sama wartościowość w związkach chemicznych), a dla takiego boru (czyli pierwiastka z innej grupy) będzie już nieco inaczej.

4. Zadanie na myślenie

Podaj produkt reakcji homologacji Arndta−Einsterta, w której substratem jest związek należący do grupy tak zwanych chlorków kwasowych, których wzór ogólny został podany poniżej. Nie bój się nazwisk w chemii organicznej, spotyka się je często i służą połechtaniu ego ich twórców, co jest zrozumiałe ale jednocześnie stwarzające Wam więcej nauki (a na pewno Olimpijczykom). Co powstanie w tej reakcji (podaj tylko główny produkt, czyli ten organiczny) ?

Co powstanie w tej reakcji (podaj tylko główny produkt, czyli ten organiczny)

Rozwiązanie poniżej:

Skoro jest to reakcja homologacji, to musiał powstać homolog chlorku kwasowego : dodajemy grupę CH2 .

[1] Obu wyjaśnień najlepiej dokonać na konkretnych cząsteczkach, co zresztą jest regułą nauki w chemii organicznej. Naprawdę, warto uczyć się na przykładach, które najlepiej samemu konstruować!

Szeregi homologiczne można tworzyć na dwa sposoby (nie zawsze).

A teraz próba dodania jednostki −CH (z CH3 będzie analogicznie) :

Próby dodania innej jednostki niż CH2 kończą się fiaskiem.
Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp
Share on email
SPIS TREŚCI
pinezka
Dodaj komentarz

Witryna wykorzystuje Akismet, aby ograniczyć spam. Dowiedz się więcej jak przetwarzane są dane komentarzy.

Mogą Cię zainteresować:

Koszyk

0
image/svg+xml

Brak produktów w koszyku.

Continue Shopping

Ta strona używa plików cookie, aby zapewnić Ci najlepsze doświadczenia.