Siri homolog dan tatanama

Halaman ini merangkumi standard kandungan 10.2 bab Sebatian Karbon Tingkatan 5: siri homolog dan tatanama. Setiap keluarga yang anda pelajari kemudian, alkana, alkena, alkohol, asid karboksilik dan ester, ialah siri homolog, dan setiap sebatian dalam bab dinamakan dengan peraturan IUPAC yang sama. Kuasai standard ini dan seluruh bab menjadi satu set corak, bukan senarai untuk dihafal.

Apakah siri homolog?

Siri homolog ialah keluarga sebatian organik yang berkongsi formula am yang sama dan kumpulan berfungsi yang sama. Ahli dipanggil homolog.

Definisi utama. Siri homolog ialah siri sebatian organik dengan formula am yang sama dan kumpulan berfungsi yang sama, yang setiap ahlinya berbeza daripada yang seterusnya dengan satu unit –CH₂–.

Lima ciri yang mesti anda boleh nyatakan ialah:

1. Semua ahli boleh diwakili oleh satu formula am (contohnya, alkana ialah CₙH₂ₙ₊₂).
2. Ahli berturut-turut berbeza dengan CH₂ (perbezaan jisim molekul relatif sebanyak 14).
3. Ahli mempunyai sifat kimia yang sama, kerana mereka mempunyai kumpulan berfungsi yang sama.
4. Ahli menunjukkan perubahan beransur dalam sifat fizik apabila saiz molekul bertambah, contohnya, takat lebur dan didih naik, dan ketumpatan naik, menuruni siri.
5. Ahli boleh disediakan dengan kaedah yang serupa.

Formula am yang mesti anda tahu

Siri homolog	Kumpulan berfungsi	Formula am
Alkana	ikatan tunggal C–C sahaja	CₙH₂ₙ₊₂
Alkena	ikatan ganda dua C=C	CₙH₂ₙ
Alkohol	–OH (hidroksil)	CₙH₂ₙ₊₁OH
Asid karboksilik	–COOH (karboksil)	CₙH₂ₙ₊₁COOH

Anda harus boleh menulis formula mana-mana ahli dengan menggantikan nilai n.

Mengapa sifat fizik berubah secara beransur

Semasa anda menuruni siri, molekul menjadi lebih besar dan mempunyai lebih banyak elektron, jadi daya van der Waals antara molekul menjadi lebih kuat. Lebih banyak tenaga diperlukan untuk memisahkan molekul, jadi takat didih dan lebur meningkat. Ahli pertama ialah gas, ahli pertengahan ialah cecair, dan ahli kemudian ialah pepejal. Kerana kumpulan berfungsi tidak berubah, sifat kimia kekal sama walaupun sifat fizik beransur berubah.

Tatanama IUPAC

Nama sebatian dibina daripada tiga bahagian:

1. Batang, menunjukkan bilangan atom karbon dalam rantai terpanjang: met- (1), et- (2), prop- (3), but- (4), pent- (5).
2. Akhiran, menunjukkan keluarga: -ana (alkana), -ena (alkena), -ol (alkohol), asid -oik (asid karboksilik).
3. Nombor kedudukan dan awalan, menunjukkan di mana ikatan ganda dua, kumpulan berfungsi, atau cabang (rantai sisi) melekat.

Untuk menamakan sebatian bercabang atau bergantian:

• Cari rantai karbon berterusan terpanjang, ini memberi batang.
• Nomborkan rantai dari hujung yang memberi kumpulan berfungsi atau ikatan ganda dua (dan kemudian mana-mana cabang) nombor terendah.
• Namakan setiap cabang sebagai pengganti (cabang –CH₃ ialah metil, cabang –C₂H₅ ialah etil) dan letakkan nombor kedudukannya di hadapan.

Contoh penyelesaian

Soalan. Namakan sebatian di bawah dan berikan formula molekulnya.

CH₃, CH(CH₃), CH₂, CH₃

Langkah 1, Cari rantai terpanjang. Rantai berterusan terpanjang mempunyai empat atom karbon, jadi batangnya ialah but-. Semua ikatan antara karbon adalah tunggal, jadi akhiran keluarga ialah -ana → nama asas ialah butana.

Langkah 2, Kenal pasti cabang. Terdapat kumpulan –CH₃ (metil) yang melekat sebagai rantai sisi.

Langkah 3, Nomborkan untuk lokan terendah. Menomborkan dari kiri meletakkan cabang metil pada karbon 2; dari kanan ia menjadi karbon 3. Kita pilih nombor lebih rendah, jadi metil pada karbon 2.

Langkah 4, Susun nama. Pengganti (dengan kedudukan) + nama asas = 2-metilbutana.

Langkah 5, Formula molekul. Mengira semua atom: 5 karbon dan 12 hidrogen → C₅H₁₂.

Jawapan. Sebatian itu ialah 2-metilbutana, formula molekul C₅H₁₂.

Soalan latihan

Soalan. Ahli ketiga siri alkohol mempunyai formula am CₙH₂ₙ₊₁OH dengan n = 3. Tulis formula molekul dan namanya, dan terangkan bagaimana ia berbeza daripada ahli kedua dalam siri.

Jawapan. Dengan n = 3, formulanya ialah C₃H₇OH, dinamakan propanol. Ahli kedua ialah etanol, C₂H₅OH. Propanol berbeza daripada etanol dengan tepat satu unit –CH₂– (perbezaan jisim molekul relatif sebanyak 14), iaitu ciri yang menakrifkan ahli berturut-turut siri homolog. Kerana kedua-duanya mempunyai kumpulan berfungsi –OH yang sama, mereka menunjukkan sifat kimia yang sama, sementara propanol mempunyai takat didih yang sedikit lebih tinggi kerana molekulnya yang lebih besar mempunyai daya tarikan yang lebih kuat antara molekul.

Petua peperiksaan

Perkataan “berbeza dengan CH₂” mesti muncul apabila anda menerangkan siri homolog, meninggalkannya menghilangkan markah. Kekalkan dua idea berasingan dan betul: kumpulan berfungsi sama memberi sifat kimia sama, sementara saiz molekul yang bertambah memberi perubahan beransur dalam sifat fizik. Dalam penamaan, dua kesilapan paling kerap menghilangkan markah: memilih rantai yang bukan terpanjang, dan menomborkan dari hujung yang salah sehingga lokan bukan terendah. Sentiasa cari rantai terpanjang dahulu, kemudian nomborkan untuk memberi kumpulan berfungsi (atau ikatan ganda dua) nombor serendah mungkin.

Bagaimana ia berhubung

Standard ini ialah kit alat untuk bab selebihnya. Apabila anda menamakan alkena sebagai but-2-ena, atau asid sebagai asid etanoik, atau melukis ahli seterusnya dalam siri, anda menerapkan tepatnya peraturan ini. Kerana logik penamaan yang sama dan corak CₙH₂ₙ₊₂/CₙH₂ₙ berjalan menerusi setiap soalan dalam Kimia SPM, masa yang dihabiskan di sini dibayar balik sepanjang Tingkatan 5.

Di mana ia terletak

Ini standard kandungan 10.2 bab Sebatian Karbon, datang terus selepas pengenalan dan sebelum keluarga individu. Kukuhkan definisi dengan nota ulang kaji bab dan kunci perbendaharaan kata, homolog, kumpulan berfungsi, formula am, pengganti, dengan senarai istilah penting. Dalam kelas Kimia SPM 1-ke-1 dalam talian kami, diajar dalam bahasa Inggeris, dari RM50/jam, guru kami melatih langkah penamaan pada struktur sebenar sehingga mencari rantai terpanjang dan lokan terendah menjadi automatik.

Imbas semula pantas

• Siri homolog mempunyai satu formula am, satu kumpulan berfungsi, dan ahli yang berbeza dengan CH₂.
• Kumpulan berfungsi sama → sifat kimia sama; molekul lebih besar → perubahan beransur dalam sifat fizik (takat didih lebih tinggi).
• Nama = batang (met/et/prop/but/pent) + akhiran (-ana/-ena/-ol/asid -oik) + nombor kedudukan untuk cabang dan kumpulan berfungsi.
• Sentiasa pilih rantai terpanjang dan nomborkan untuk lokan terendah.