CÁC HYDROCACBON BÉO: TÍNH CHẤT, DANH PHÁP, PHẢN ỨNG, LOẠI - HÓA HỌC - 2026

Các hydrocacbon béo là những hydrocacbon không có mùi thơm, không theo khứu giác mà xét về tính ổn định hóa học. Việc phân loại hydrocacbon theo cách này ngày nay quá mơ hồ và không chính xác, vì nó không phân biệt được các loại hydrocacbon không thơm.

Như vậy, chúng ta có hydrocacbon béo và hydrocacbon thơm. Các chất sau được nhận biết bằng đơn vị cơ bản của chúng: vòng benzen. Mặt khác, những chất khác có thể áp dụng bất kỳ cấu trúc phân tử nào: mạch thẳng, phân nhánh, mạch vòng, không bão hòa, đa vòng; miễn là chúng không có hệ thống liên hợp như benzen.

Nhiên liệu lỏng trong bật lửa bao gồm một hỗn hợp các hydrocacbon béo. Nguồn: Pixnio.

Thuật ngữ 'béo' được sinh ra từ tiếng Hy Lạp 'aleiphar', có nghĩa là chất béo, cũng được sử dụng để chỉ các loại dầu. Do đó, vào thế kỷ 19, sự phân loại này được gán cho các hydrocacbon thu được từ các chất chiết xuất từ ​​dầu; trong khi hydrocacbon thơm được chiết xuất từ ​​nhựa cây và nhựa thơm.

Tuy nhiên, khi nền tảng của hóa học hữu cơ được củng cố, người ta phát hiện ra rằng có một đặc tính hóa học giúp phân biệt các hydrocacbon, thậm chí còn quan trọng hơn các nguồn tự nhiên của chúng: tính thơm (và không phải mùi thơm).

Theo cách này, các hydrocacbon béo không chỉ là những chất thu được từ chất béo, mà là tất cả những chất thiếu tính thơm. Trong họ này, chúng ta có ankan, anken và ankin, bất kể chúng là mạch thẳng hay mạch vòng. Đó là lý do tại sao 'aliphatic' được coi là không chính xác; mặc dù nó rất hữu ích để giải quyết một số khía cạnh chung.

Ví dụ, khi bạn nói 'kết thúc' hoặc 'chuỗi' béo, bạn đang đề cập đến các vùng phân tử không có vòng thơm. Trong tất cả các hydrocacbon béo, đơn giản nhất theo định nghĩa là metan, CH ₄ ; trong khi benzen là hiđrocacbon thơm đơn giản nhất.

Tính chất của hydrocacbon béo

Tính chất của các hydrocacbon béo thay đổi ở các mức độ khác nhau tùy thuộc vào loại nào được xem xét. Có những loại có khối lượng phân tử thấp và cao, cũng như tuyến tính, phân nhánh, chu kỳ hoặc đa vòng, thậm chí cả những loại có cấu trúc ba chiều đáng kinh ngạc; như với Cuba, hình khối.

Tuy nhiên, có một số khái quát có thể được đề cập. Hầu hết các hydrocacbon béo là khí hoặc chất lỏng kỵ nước và không phân cực, một số có tính bất cực hơn những chất khác, vì ngay cả những hydrocacbon có chuỗi cacbon chứa nguyên tử halogen, oxy, nitơ hoặc lưu huỳnh cũng được đưa vào danh sách.

Tương tự như vậy, chúng là các hợp chất dễ cháy, vì chúng dễ bị ôxy hóa trong không khí với nguồn nhiệt tối thiểu. Đặc tính này trở nên nguy hiểm hơn nếu chúng ta thêm vào tính bay hơi cao của nó, do các tương tác phân tán yếu giữ các phân tử béo lại với nhau.

Ví dụ, chúng ta thấy điều này trong butan, một loại khí có thể hóa lỏng tương đối dễ dàng như propan. Cả hai đều rất dễ bay hơi và dễ cháy, làm cho chúng trở thành thành phần tích cực trong việc nấu ăn bằng gas hoặc bật lửa bỏ túi.

Tất nhiên, độ bay hơi này có xu hướng giảm khi khối lượng phân tử tăng lên và hydrocacbon tạo ra chất lỏng ngày càng nhớt và nhờn.

Danh pháp

Danh pháp của các hydrocacbon thậm chí còn khác nhau hơn cả tính chất của chúng. Nếu chúng là ankan, anken hoặc ankin, thì tuân theo các quy tắc tương tự do IUPAC quy định: chọn chuỗi dài nhất, chỉ định số chỉ thị thấp nhất cho đầu được thay thế nhiều nhất hoặc cho các nhóm hoặc nhóm dị nguyên tử phản ứng mạnh nhất.

Bằng cách này, người ta biết được cacbon mà mỗi nhóm thế được tìm thấy, hoặc thậm chí cả các chất không bão hòa (liên kết đôi hoặc liên kết ba). Trong trường hợp của các hydrocacbon mạch vòng, tên được đặt trước các nhóm thế được liệt kê theo thứ tự bảng chữ cái, sau đó là từ 'chu trình', đếm số cacbon tạo thành nó.

Ví dụ, hãy xem xét hai xyclohexan sau:

Hai xyclohexan, được phân loại là hydrocacbon béo. Nguồn: Gabriel Bolívar.

Xiclohexan A có tên là 1,4-đimetylcyclohexan. Nếu vòng là năm nguyên tử cacbon, thì nó sẽ là 1,4-đimetylcyclopentan. Trong khi đó, xyclohexan B được gọi là 1,2,4-trimethylcyclohexan, chứ không phải 1,4,6-xyclohexan, vì nó tìm cách sử dụng các chỉ số thấp nhất.

Bây giờ, danh pháp có thể trở nên rất phức tạp đối với các hydrocacbon có cấu trúc kỳ lạ. Đối với họ có những quy tắc cụ thể hơn, phải được giải thích riêng và cẩn thận; giống như diene, tecpen, polyene và các hợp chất đa vòng.

Phản ứng

Đốt cháy

May mắn thay, các phản ứng ít thay đổi hơn đối với các hydrocacbon này. Một trong số chúng đã được đề cập: chúng cháy dễ dàng, tạo ra carbon dioxide và nước, cũng như các oxit hoặc khí khác tùy thuộc vào sự có mặt của các dị nguyên tử (Cl, N, P, O, v.v.). Tuy nhiên, CO ₂ và H ₂ O là sản phẩm chính của quá trình đốt cháy.

Thêm vào

Nếu chúng có biểu hiện không ổn định, chúng có thể trải qua các phản ứng bổ sung; nghĩa là, chúng kết hợp các phân tử nhỏ vào xương sống của chúng như những chất thay thế theo một cơ chế cụ thể. Trong số các phân tử này, chúng ta có nước, hydro và halogen (F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ và I ₂ ).

Halogenation

Mặt khác, các hydrocacbon béo dưới tác dụng của bức xạ tử ngoại (hv) và nhiệt có thể phá vỡ liên kết CH để thay đổi chúng thành liên kết CX (CF, C-Cl, v.v.). Đây là phản ứng halogen hóa, được quan sát thấy trong các ankan mạch rất ngắn, chẳng hạn như metan hoặc pentan.

Bẻ khóa

Một phản ứng khác mà các hydrocacbon béo, đặc biệt là ankan mạch dài, có thể trải qua là quá trình crackinh nhiệt. Nó bao gồm cung cấp nhiệt cường độ cao để năng lượng nhiệt phá vỡ các liên kết DC, và do đó các phân tử nhỏ được hình thành, được đánh giá cao hơn trên thị trường nhiên liệu, từ các phân tử lớn.

Bốn phản ứng trên là những phản ứng chính mà một hydrocacbon béo có thể trải qua, quá trình đốt cháy là phản ứng quan trọng nhất, vì nó không phân biệt đối với bất kỳ hợp chất nào; tất cả sẽ cháy khi có oxy, nhưng không phải tất cả sẽ thêm phân tử hoặc phân hủy thành các phân tử nhỏ.

Các loại

Các hydrocacbon béo nhóm vô số các hợp chất, lần lượt được phân loại theo cách cụ thể hơn, cho biết mức độ không bão hòa của chúng, cũng như kiểu cấu trúc của chúng.

Theo mức độ không bão hòa của chúng, chúng ta có ankan (no), anken và anken (không no).

Các ankan được đặc trưng bởi có các liên kết CC đơn, trong khi ở anken và ankin, chúng ta quan sát thấy các liên kết C = C và C≡C tương ứng. Một cách rất chung để hình dung chúng là nghĩ về bộ xương cacbon của ankan như những chuỗi ngoằn ngoèo và uốn cong, là "hình vuông" đối với anken và "đường thẳng" đối với ankan.

Điều này là do thực tế là các liên kết đôi và ba cung cấp năng lượng và giới hạn steric trong chuyển động quay của chúng, "làm cứng" cấu trúc của chúng.

Các ankan, anken và ankin có thể phân nhánh, mạch vòng hoặc đa chức. Đó là lý do tại sao xycloalkanes, xycloalken, xycloalkin, và các hợp chất như decalin (có cấu trúc bicyclo), adamantan (tương tự như mũ bóng chày), heptalene, gonan, trong số những chất khác, cũng được coi là hydrocacbon béo.

Các loại hiđrocacbon khác phát sinh từ anken, chẳng hạn như đien (có hai liên kết đôi), polyene (có nhiều liên kết đôi xen kẽ), và tecpen (hợp chất có nguồn gốc từ isoprene, một diene).

Các ứng dụng

Một lần nữa, việc sử dụng các hydrocacbon này có thể khác nhau tùy thuộc vào loại hydrocacbon nào được xem xét. Tuy nhiên, trong phần tính chất và phản ứng, người ta đã nói rõ rằng tất cả chúng đều cháy, không chỉ giải phóng các phân tử khí, mà còn cả ánh sáng và nhiệt. Do đó, chúng là những bể chứa năng lượng, hữu ích để làm nhiên liệu hoặc nguồn nhiệt.

Đó là lý do tại sao chúng được sử dụng như một phần của thành phần của xăng, khí đốt tự nhiên, trong các đầu đốt Bunsen, và nói chung để có thể gây cháy.

Một trong những ví dụ đáng chú ý nhất là axetylen, HC≡CH, mà quá trình đốt cháy của nó cho phép các ion kim loại của mẫu được kích thích trong phép đo phổ hấp thụ nguyên tử được thực hiện trong các phép thử phân tích. Ngoài ra, ngọn lửa kết quả có thể được sử dụng để hàn.

Các hydrocacbon béo lỏng, chẳng hạn như paraffinics, thường được sử dụng làm dung môi chiết cho chất béo. Ngoài ra, tác dụng dung môi của nó có thể được sử dụng để loại bỏ vết bẩn, men, sơn, hoặc đơn giản để chuẩn bị dung dịch của một hợp chất hữu cơ nhất định.

Những chất có khối lượng phân tử cao nhất, dù nhớt hay rắn, đều được sử dụng để sản xuất nhựa, polyme hoặc thuốc.

Đối với thuật ngữ 'béo', nó thường được sử dụng để chỉ những vùng, trong một đại phân tử, thiếu tính thơm. Ví dụ, các nhựa đường được mô tả bề ngoài như một nhân thơm với các chuỗi béo.

Ví dụ

Lúc đầu, người ta nói rằng metan là chất đơn giản nhất trong số các hiđrocacbon béo. Tiếp theo chúng là propan, CH ₃ CH ₂ CH ₃ , butan, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , pentan, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , octan, nonane, decan, v.v., mỗi lần có ankan lâu hơn.

Điều tương tự cũng áp dụng cho etylen, CH ₂ = CH ₂ , propen, CH ₃ CH = CH ₂ , buten, CH ₃ CH ₂ CH = CH ₃ , và đối với các ankin còn lại. Nếu có hai liên kết đôi, chúng là diene, và nếu có nhiều hơn hai, polyene. Tương tự như vậy, có thể có liên kết đôi và liên kết ba trong cùng một khung xương, làm tăng độ phức tạp của cấu trúc.

Trong số các xycloalkane chúng ta có thể kể đến xyclopropan, xyclobutan, xiclopentan, xyclohexan, xycloheptan, xyclooctan, cũng như xyclohexen và xyclohexine. Lần lượt thu được các dẫn xuất có nhánh từ tất cả các hydrocacbon này, các ví dụ có sẵn (chẳng hạn như 1,4-đimetylcyclohexan) còn nhân lên nhiều hơn.

Trong số các tecpen tiêu biểu nhất, chúng ta có limonene, tinh dầu bạc hà, pinene, vitamin A, squalene, v.v. Polyetylen là một polyme bão hòa với -CH ₂ -CH ₂ - đơn vị , vì vậy nó cũng là một ví dụ của các hydrocacbon này. Các ví dụ khác đã được trích dẫn trong các phần trước.

Người giới thiệu

1. Morrison, RT và Boyd, R, N. (1987). Hóa học hữu cơ. Phiên bản thứ 5. Biên tập Addison-Wesley Interamericana.
2. Carey F. (2008). Hóa học hữu cơ. (Tái bản lần thứ sáu). Đồi Mc Graw.
3. Graham Solomons TW, Craig B. Fryhle. (2011). Hóa học hữu cơ. Các amin. (Tái bản lần thứ 10.). Wiley Plus.
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 22 tháng 8 năm 2019). Định nghĩa Hydrocacbon Aliphatic. Phục hồi từ: thinkco.com
5. Wikipedia. (2019). Hợp chất béo. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
6. Hóa học LibreTexts. (Ngày 20 tháng 8 năm 2019). Các hydrocacbon béo. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
7. Elizabeth Wyman. (2019). Aliphatic Hydrocarbon: Định nghĩa & Tính chất. Học. Phục hồi từ: study.com