炭化水素鎖とは?

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著者: Randy Alexander
作成日: 25 4月 2021
更新日: 3 11月 2024
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【高校化学】 有機化合物02 炭化水素の分類 (7分)
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炭化水素鎖は、完全に水素と炭素からなる分子です。それらは最も単純な有機化合物であり、液体、気体、または固体の場合があります。アルカン、アルケン、アルキン、シクロアルカンおよびアレーンを含む多くのタイプの炭化水素鎖があります。それらは分岐、線形、または周期的です。炭化水素鎖は本質的に遍在しています。それらは無極性です。つまり、水と混ざりません。

炭素原子価シェル

最も単純な炭化水素はメタンであり、これは4つの水素原子に結合した単一の中心炭素原子です。中心の炭素原子は、4つの価電子しか持っていないため、4つ以下の結合を形成できます。原子価電子は、原子の外殻上の自由電子であり、他の原子上の原子価電子と結合または対を形成して分子を形成するのに利用できます。飽和炭素鎖では各炭素の周りに4つの原子価電子がすべて占有されていますが、一部の炭化水素には不飽和点があり、中心炭素の周りに2つまたは3つの結合しか形成されません。これらの不飽和は、水素が存在しない場所にある他の炭素との二重結合または三重結合の形である可能性があり、そのため4つのすべての価電子がまだ占有されています。

炭化水素の命名

炭化水素は、鎖の炭素数に基づいた接頭辞と、その中に含まれる結合の種類を示す接尾辞を使用して命名されます。単結合、二重結合、三重結合は、それぞれアルカン、アルケン、アルキンと呼ばれます。ガスである化合物「エタン」の場合、接頭辞「eth-」は鎖内の2つの炭素を示し、接尾辞「-ane」は単結合炭素と水素のみを含むことを示します。二重結合を含む9炭素の化合物は、ノネンと呼ばれます。ヘキサンは、単結合のみの6炭素分子の例です。分子が環の場合、シクロヘキサンなどの接頭辞「シクロ」で始まり、すべての単結合を含む6炭素環です。

その他の命名規則

炭化水素が「官能基」として別の分子に結合している場合、接頭辞には「-yl」の末尾も含まれます。たとえば、エタンが別の分子に結合している場合、それはエチル基と呼ばれます。化合物に二重結合などの複数の不飽和がある場合、二重結合が発生する炭素の番号が番号を使用して名前に含まれます。たとえば、1番目と2番目の炭素の間に二重結合があるブテン分子は、1-ブテンと呼ばれます。最後に、アレーンと呼ばれる特別な炭化水素、または芳香族炭化水素は、単結合と二重結合が交互になっている環です。

炭化水素の例

炭化水素には多くの最新の用途があります。天然ゴムは、交互の二重結合炭素と単結合炭素で構成される炭化水素の一種です。メントールやcamp脳などのエッセンシャルオイルは、テルペノイドと呼ばれる環状炭化水素のクラスであり、10個の炭素と少なくとも1つの二重結合炭素ペアで構成されています。メントールはタバコに含まれており、camp脳は防虫剤として使用されていますが、薬や香水にはいくつかの種類の香りの良いエッセンシャルオイルが使用されています。ガソリンは、純粋な炭化水素ではありませんが、ヘプタン、イソオクタン、シクロオクタン、エチルベンゼンなど、さまざまな長さの炭化水素の混合物を含んでいます。エタノールやベンゼンなどの多くの溶媒は、医薬品の製造によく使用されます。