Cara mengelaskan sebatian organik mengikut siri homolog

Kimia organik kelihatan menggerunkan pada mulanya, beratus sebatian karbon dengan nama pelik, sehingga anda nampak bahawa ia jatuh ke dalam sebilangan kecil keluarga yang dipanggil siri homolog. Mengelaskan sebatian ke dalam siri yang betul ialah langkah pertama dalam hampir setiap soalan sebatian karbon, kerana siri itu memberitahu anda corak formula sebatian, penamaannya, dan cara ia akan bertindak balas. Panduan ini menunjukkan dengan tepat cara membuat pengasingan itu.

Apa itu siri homolog

Siri homolog ialah keluarga sebatian organik yang berkongsi empat ciri: mempunyai formula am yang sama, kumpulan berfungsi yang sama, sifat kimia yang serupa, dan perubahan sifat fizik yang beransur apabila molekul menjadi lebih besar. Ahlinya boleh disediakan dengan kaedah yang serupa, dan setiap ahli berbeza dengan ahli seterusnya sebanyak unit –CH₂– (iaitu, satu karbon dan dua hidrogen). Empat ciri itu wajar dihafal perkataan demi perkataan, kerana “nyatakan dua ciri siri homolog” ialah soalan jawapan pendek yang biasa; entri glosari siri homolog mempunyai ayat tepatnya.

Kumpulan berfungsi ialah kuncinya

Alat pengasingan paling berguna ialah kumpulan berfungsi, atom atau kumpulan atom yang memberi siri itu ciri kimianya. Belajar mengesan lima ini dan anda boleh mengelaskan hampir mana-mana sebatian organik Tingkatan 5:

• Alkana, tiada kumpulan berfungsi (hanya ikatan tunggal C–C dan C–H); formula am CₙH₂ₙ₊₂.
• Alkena, ikatan ganda dua karbon–karbon, C=C; formula am CₙH₂ₙ.
• Alkohol, kumpulan hidroksil, –OH; formula am CₙH₂ₙ₊₁OH.
• Asid karboksilik, kumpulan karboksil, –COOH; formula am CₙH₂ₙ₊₁COOH.
• Ester, ikatan ester, –COO–, terbentuk daripada alkohol dan asid karboksilik.

Untuk mengelaskan sebatian, cari kumpulan berfungsi dahulu, kemudian sahkan dengan formula am.

Kaedah langkah demi langkah

1. Tulis atau baca struktur dengan teliti, mengira atom karbon dan hidrogen dan mencatat sebarang oksigen.
2. Cari kumpulan berfungsi. Ada C=C? Ia alkena. Ada –OH pada rantai karbon? Alkohol. Ada –COOH? Asid karboksilik. Tiada kumpulan berfungsi langsung, hanya ikatan tunggal? Alkana.
3. Semak formula am untuk mengesahkan. Kira n (bilangan karbon) dan lihat sama ada hidrogen padan dengan formula siri itu.
4. Namakan siri dan, jika diminta, sebatian, menggunakan batang untuk nombor karbon (met- 1, et- 2, prop- 3, but- 4) dan akhiran untuk siri (-ana, -ena, -ol, asid -oik).

Pengecaman penyelesaian

C₃H₈. Tiada ikatan ganda dua, tiada oksigen, hanya ikatan tunggal. Semak formula alkana CₙH₂ₙ₊₂: dengan n = 3, ia beri 2(3)+2 = 8 hidrogen. Ia padan, jadi C₃H₈ ialah alkana (propana).

C₂H₄. Dua karbon, empat hidrogen. Semak CₙH₂ₙ untuk alkena: 2(2) = 4 hidrogen. Ia padan, dan ia mesti mengandungi ikatan ganda dua C=C, jadi C₂H₄ ialah alkena (etena).

C₂H₅OH. Kumpulan –OH pada rantai karbon ialah petunjuknya. Semak CₙH₂ₙ₊₁OH dengan n = 2: C₂H₅OH. Ia padan, jadi ini ialah alkohol (etanol).

CH₃COOH. Kumpulan –COOH hadir. Ini muat CₙH₂ₙ₊₁COOH dengan n = 1 (CH₃ ialah C₁H₃), jadi ia asid karboksilik (asid etanoik). Perhatikan asid etanoik ada dua karbon kesemuanya, satu dalam CH₃ dan satu dalam COOH.

Mengapa sifat fizik berubah beransur

Dalam satu siri, apabila anda beralih dari satu ahli ke ahli seterusnya dengan menambah –CH₂–, molekul menjadi lebih besar dan lebih berat. Jadi takat didih dan takat lebur naik, ketumpatan biasanya meningkat, dan kemeruapan menurun, kerana molekul yang lebih besar mempunyai daya tarikan yang lebih kuat antaranya dan memerlukan lebih tenaga untuk dipisahkan. Sebab itulah metana ialah gas tetapi alkana rantai panjang dalam lilin ialah pepejal. Kebolehan menerangkan trend itu, molekul lebih besar, daya antara molekul lebih kuat, takat didih lebih tinggi, ialah idea yang kerap diuji.

Mengapa sifat kimia kekal serupa

Kerana setiap ahli siri mempunyai kumpulan berfungsi yang sama, ia menjalani jenis tindak balas yang sama. Semua alkena menyahwarnakan air bromin melalui penambahan merentas C=C; semua alkohol boleh dioksidakan kepada asid karboksilik dan terbakar dalam udara; semua asid karboksilik bertindak balas dengan logam reaktif, karbonat dan alkali seperti asid yang sepatutnya. Jadi sebaik anda mengelaskan sebatian, anda boleh meramal tindak balasnya, contohnya, setiap alkana menjalani pembakaran, seperti ditunjukkan dalam rujukan pembakaran alkana. Kuasa ramalan itulah tujuan keseluruhan pengelasan.

Berlatih dengan senarai bercampur

Latihan terbaik ialah senarai bercampur formula dan struktur yang anda asingkan kepada siri melawan jam, kerana kelajuan dan keyakinan di sini menjadikan bahagian bab yang lain lancar. Jika kumpulan berfungsi terus mengabur bersama, terutama membezakan alkohol daripada asid karboksilik, atau alkana daripada alkena, seorang guru boleh membina carta keputusan satu halaman yang disesuaikan dengan kelemahan anda. Kelas dalam talian satu-ke-satu kami berjalan dalam bahasa Inggeris dari RM50 sejam dengan sesi percubaan satu jam berbayar. Jadikan pengelasan automatik dan kimia organik berhenti terasa seperti menghafal dan mula terasa seperti mengasing.