1. 命名之基础制度
在化学的奇妙全球里,碳链的命名艺术可谓是一门精妙绝伦的学问。我们得明确主链,那就是最长的碳链。取代基的顺序也讲究个优先级,比如甲基就得排在乙基前面。周期表中的元素取代基,也是按照它们在周期表中的顺序来排列,例如氯会在溴之前。但在英文命名中,比如乙基和甲基,乙基会排在甲基前面。
2. 普通命名法揭秘
为了区分那些形态各异的异构体,我们采用了一种通俗的命名法。直链烷烃被称作“正”某烷。如果在链端的第二个碳原子上挂着一个甲基并且没有其他支链,那就称为“异”某烷。如果在这个位置上挂有两个甲基并且没有其他支链,那就被称为“新”某烷。比如,戊烷的三种形态就被称为正戊烷、异戊烷和新戊烷。
3. 揭开烷基的神秘面纱
当烷烃分子中去掉一个氢原子,就会形成一个一价基团,我们称之为烷基。烷基的名称就是由相应的烷烃命名的。对于结构复杂的烷烃,我们会使用体系命名法。直链烷烃的体系命名法与普通命名法相似,只是省略了“正”字。对于复杂的结构,我们会遵循特定的命名规则进行。
4. 深入探究物理性质
在常温情形下,如果碳原子数量小于或等于4,烷烃一般是气态;其他的则为固态或液态,其中新戊烷是个例外,它呈气态。烷烃不溶于水,却很容易融入有机溶剂。随着碳原子数量的增加,它们的沸点会逐渐升高,密度也会逐渐增大,但通常比水的密度要小。
体系命名法的奥秘
体系命名法是结合国际上通用的IUPAC命名规则以及我国的文字特点制定的。对于直链烷烃的命名,与我们普通的命名法基本一致,只是省略了“正”字。对于带有支链的烷烃,我们会将其视为直链烷烃的烷基衍生物,并遵循下面内容制度进行命名:选择主链,将支链烷基视为取代基,根据主链的碳原子数进行命名。从距离支链近的一端开始编号,表示取代基的位置。如果主链上含有不同的取代基,按照从小到大的顺序排列;如果含有相同的取代基,可以在名称前用二、三、四等表示。
探寻烷烃的物质结构
在微观全球里,烷烃并不是平面结构,而是呈现出立体形状。所有的碳原子都通过sp3杂化以σ键相连,键角接近109°28’。同系物这个概念也非常重要,它们具有相同的分子通式和结构特征,化学性质相近,物理性质则随着碳原子数的增加而呈现规律性的变化。在日常命名中,对于结构简单或常用的烷烃,我们常使用俗名。比如直链烷烃常加“正”字,但在体系名称中并不体现这一点。对于结构复杂的烷烃,我们会按照体系命名制度进行命名。这些制度虽然适用于异构体较少的丁烷和戊烷,但由于习性仍被保留下来。比如异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)的结构式等。