TREĆA BEOGRADSKA GIMNAZIJA
MATURSKI RAD
Alkani
Mentor:
Učenik:
Beograd, 2014
1 UGLJOVODONICI
Organska hemija je hemija ugljevodonikovih jedinjenja.
Pored ugljenika I vodonika,u organskim jedinjenjima se mogu nalaziti i kiseonik,
azot, sumpor I jos neki hetero atomi kao halogeni elementi, fosfor itd.
Ugljovodonici, u sta spadaju I alkani, su jedinjenja sastavljena iskljucivo od ugljenika
I vodonika. Od svih elemenata jedino ugljenik ima sposobnost da gradi stabilna jedinjenja
koja sadrze dugacke nizove istorodnih atoma.Ta jedinjenja se zbog prostog sastava mogu
smatrati osnovnim I iz njih se mogu izvesti sva druga jedinjenja.
Ugljovodonici se dele na one sa otvorenim I na one sa zatvorenim nizom C atoma.
Ugljovodonici sa otvorenim nizom se nazivaju alifaticni, dok se sa zatvorenim nizom zovu
ciklicni., koji se dele na aliciklicne I aromaticne ugljovodonike.
Ugljovodonici se prema sadrzaju atoma H u molekulu dele na zasicene, koji imaju
maksimalan broj atoma vodonika, I na nezasicene, koji sadrze broj atoma vodonika manji
od maksimalnog.
Beograd, 2014
2
ZASICENI ACIKLICNI UGLJOVODONICI
Aciklicnim se nazivaju oni ugljenici u kojima su I C atomi medjusobno, I sa H
atomom, povezani samo jednom prostom σ vezom. Nazivaju se zasiceni ugljovodonici, ili
parafini( parum affinis – mali afinitet, jer nisu hemijski reaktivni ).
Po IUPAC-ovoj nomenklaturi, (IUPAC skracenica za “International Union for Pure
and Applied Chemistry” – Internacionalna unija za cistu I primenjenu hemiju ) zasiceni
aciklicni ugljovodonici se nazivaju ALKANI.
Opsta formula alkane je CnH2n+2 .
Metan
je najprostiji alkan po sastavu, I njegova molekulska formula je CH
4.
*slika 1
Cetiri ekvivalente veze C atoma , zasicene atomima H, nastale su preklapanjem
atomske orbitale C , koja je sp
3
orbitala, I atomskih orbitala cetiri atoma H, koje su 1s
orbitale. Veze su cilindricno simetricne oke ose koja povezuje jezgra C I H atoma, I to su
upravo te proste σ
sp3-s
veze.
Atomi vodonika,u metanu, su maksimalno udaljeni od ugljenikovog atoma,
zauzimajuci oblik pravilnog tetraedra. Molekulski prikazano, u centru tog tetraetraedra
nalazi se C atom, a na njegovim temenima, odnosno rogljevima, nalazi se po jedan atom H.
Bas ovakav raspored molekul zauzima, zato sto su tada elektroni kovalentnih veza
medjusobno maksimalno udaljeni, pa su odbojne sile izmedju njih najmanje moguce.
Uglovi izmedju osaC-H veza su 109
o
28’ tj 109,5
o
. Polozaji svih atoma vodonika su
ekvivalentni, tj u istom odnosu prema ostatku molekula, tako da se ni jedan H atom svojim
polozajem ne razlikuje od ostala 3, zbog toga zamenom bilo kog atoma H u metanu,
nastaje isto jedinjenje. Npr zamenom jednog atoma H iz CH
4
atomom Cl, dobije se uvek
jedno jedinjenje CH
3
Cl
.
Iz metana se izvode ostali alkani, uvodjenjem metilenske grupe –CH
2
- izmedju
atoma C I H.
Etan
je sledeci alkan po redu. On sadrzi dva ugljenikova atoma, I sest vodonikovih,
sto mozemo izracunati I po opstoj formuli - C
2
H
6.
Kao I kod metana, u etenu je raspored
svakog C atoma tetraedarski I C-H veze nastale su preklapanjem sp
3
atomske orbitale C
atoma I 1s orbitale H atoma. A veza izmedju dva C atoma nastala je preklapanjem dve sp
3
atomske orbitale dva ugljenikova atoma, koja je takodje σ veza. *slika 2
Medjutim oko te veze moze doci do rotacije, tako da H atomi koji se nalaze na tim C
atomima mogu da zauzmu u prostoru beskonacan broj polozaja. Razliciti prostorni oblici
jednog jedinjenja, koji rotacijom oko JEDNOSTRUKE C-C veze lako prelaze iz jednog u drugi,
nazivaju se KONFORMACIJE.
*slika 3
Ako posmatramo samo dva granicna oblika: jedan kod koga se atomi H, tj C-H veze
na susednim ugljenikovim atomim, nalaze tacno jedna naspram druge, I drugi kod koga se
nalaze najdalje jedna od druge. Prvi slucaj naziva se EKLIPSNA KONFROMACIJA, ona je
Beograd, 2014
