فرمول هیدروکربن های گوناگون – توضیح سریع و ساده

۶۹۹۱ بازدید
آخرین به‌روزرسانی: ۲۴ اردیبهشت ۱۴۰۲
زمان مطالعه: ۱۹ دقیقه
فرمول هیدروکربن های گوناگون – توضیح سریع و ساده

«هیدروکربن‌ها» (Hydrocarbons) گروهی از ترکیب‌های آلی هستند که از دو عنصر کربن با نماد $$C$$ و هیدروژن با نماد $$H$$ تشکیل شده‌ا‌ند. در این مطلب می‌خواهیم بدانیم انواع فرمول هیدروکربن چیست و چه ساختاری دارد.

هیدروکربن چیست ؟

هیدروکربن‌ها ترکیب‌هایی متشکل از دو عنصر کربن و هیدروژن هستند. اتم‌های کربن‌ در توالی‌های گوناگونی به یکدیگر متصل می‌شوند و سپس هیدروژن‌ها ظرفیت‌های کووالانسی آن‌ها را اشغال می‌کنند. این مواد پرکاربرد از اصلی‌ترین اجزای سازنده نفت و گاز خام هستند و به‌عنوان ماده اولیه در تولید پلاستیک و برخی مواد شیمیایی دیگر کاربرد دارند.

انواع هیدروکربن چیست ؟

هیدروکربن‌ها را می‌توان به دسته‌های مختلفی طبقه‌بندی کرد. در این بخش به یکی از رایج‌ترین دسته‌بندی‌های این ترکیب‌ها می‌پردازیم.

شیمی‌دان‌ها در گذشته هیدروکربن‌ها را با توجه به منشا آن‌ها دسته‌بندی می‌کردند. در این دسته‌بندی به هیدروکربن‌هایی که از چربی و روغن به دست می‌آمدند، آروماتیک و به هیدروکربن‌هایی که رایحه دلپذیری داشتند، آروماتیک می‌گفتند.

 

در علم شیمی مدرن همچنان استفاده از این دو واژه رایج است اما بیش از آنکه به منبع ترکیب‌ها اشاره داشته باشد، نوع ساختار آن‌ها را نمایان می‌سازد. در ادامه هر کدام از خانواده‌های این دو گروه را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

هیدروکربن آروماتیک و آلیفاتیک
نمونه‌ای از هیدروکربن‌های آروماتیک و آلیفاتیک را مشاهده می‌کنید.

دسته‌بندی دومی نیز برای هیدروکربن‌ها وجود دارد که بسیار رایج است.

  • «هیدروکربن اشباع» (Saturated Hydrocarbon)
  • «هیدروکربن غیراشباع» (Unsaturated Hydrocarbon)

می‌خواهیم به تفاوت این دو نوع هیدروکربن پی ببریم. طبق تعریف هیدروکربن‌هایی که در ساختار خود تنها پیوند یگانه دارند، اشباع هستند. اگر در ساختار هیدروکربن پیوند دوگانه و سه‌گانه کربن-کربن و حلقه وجود داشته باشد، آن را غیراشباع می‌دانیم. در تصویر زیر نمونه‌ای از این دو دسته را مشاهده می‌کنید.

هیدروکربن اشباع و غیراشباع
تفاوت هیدروکربن‌های اشباع و غیراشباع در تصویر قابل مشاهده است.

انواع هیدروکربن آلیفاتیک

هیدروکربن‌های آلیفاتیک با توجه به نوع پیوندهایی که در ساختار خود دارند به سه‌ دسته طبقه‌بندی می‌شوند. در ادامه این سه گروه را مشاهده می‌کنید.

آلکان

آلکان‌ها هیدروکربن‌هایی آلیفاتیک هستند که تنها در خود پیوند کربن-کربن یگانه دارند. هیبریداسیون کربن در این خانواده از نوع $$SP^3$$ است و تمامی پیوندهای کربن-کربن از نوع سیگما هستند.

ساختار آلکان‌های ساده
ساختار سه آلکان ابتدایی متان، اتان و پروپان را مشاهده می‌کنید.

همان‌طور که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید، فرمول شیمیایی آلکان‌ها به‌صورت $$C_{n}H_{2n+2}$$ است. با جایگذاری تعداد کربن‌ مختلف در این فرمول هیدروکربن می‌توان تعداد هیدروژن‌های مورد نیاز برای رسم آن را پیدا کرد. فرمول شیمیایی ۱۰ آلکان اولیه را در جدول زیر آورده‌ایم.

نام آلکانتعداد اتم کربنفرمول هیدروکربن
متان۱$$CH_4$$
اتان۲$$C_2H_6$$
پروپان۳$$C_3H_8$$
بوتان۴$$C_4H_{10}$$
پنتان۵$$C_5H_{12}$$
هگزان۶$$C_6H_{14}$$
هپتان۷$$C_7H_{16}$$
اکتان۸$$C_8H_{18}$$
نونان۹$$C_9H_{20}$$
دکان۱۰$$C_{10}H_{22}$$

 

آلکن

آلکن‌ها هیدروکربن‌هایی آلیفاتیک هستند که حداقل یک پیوند دوگانه کربن-کربن در ساختار خود دارند. در تصویر زیر ۴ عضو ابتدایی این گروه از ترکیب‌های هیدروکربنی را مشاهده می‌کنید.

ساختار آلکن‌ ها

فرمول شیمیایی آلکن‌ها به‌صورت $$C_{n}H_{2n}$$ است. در جدول زیر ۹ آلکن ابتدایی را به همراه نام و فرمول شیمیایی آن‌ها مشاهده می‌کنید.

نام آلکنتعداد اتم کربنفرمول هبدروکربن
اتن۲$$C_2H_{4}$$
پروپن۳$$C_3H_{6}$$
بوتن۴$$C_4H_{8}$$
پنتن۵$$C_5H_{10}$$
هگزن۶$$C_6H_{12}$$
هپتن۷$$C_7H_{14}$$
اکتن۸$$C_8H_{16}$$
نون۹$$C_9H_{18}$$
دکن۱۰$$C_{10}H_{20}$$

 

آلکین

آلکین‌ها نوعی از هیدروکربن‌های آلفاتیک هستند که در ساختار خود حداقل یک پیوند سه‌گانه کربن-کربن داشته باشند. در تصویر زیر ساختار چند ترکیب آلکینی را آورده‌ایم.

ساختار هیدروکربن های آلکینی

فرمول شیمیایی هیدروکربن‌‌های آلکینی به‌صورت $$C_{n}H_{2n-2}$$ است. در جدول زیر ۹ عضو ابتدایی این خانواده از هیدروکربن‌های غیراشباع را مشاهده می‌کنید.

نام آلکینتعداد اتم کربنفرمول هیدروکربن
اتین۲$$C_2H_{2}$$
پروپین۳$$C_3H_{4}$$
بوتین۴$$C_4H_{6}$$
پنتین۵$$C_5H_{8}$$
هگزین۶$$C_6H_{10}$$
هپتین۷$$C_7H_{12}$$
اکتین۸$$C_8H_{14}$$
نونین۹$$C_9H_{16}$$
دکین۱۰$$C_{10}H_{18}$$

 

انواع هیدروکربن آروماتیک

هیدروکربن‌های آروماتیک، نوعی از هیدروکربن‌های غیراشباع هستند که دارای ۱ یا تعداد بیشتری حلقه بنزنی باشند. در این حلقه به‌صورت یک در میان پیوند دوگانه وجود دارد. این حلقه به کمک رزونانس و وجود «الکترون پای» (Pi Electron) نامستقر به پایداری می‌رسد.

در تصویر زیر ساختار سه هیدروکربن آروماتیک را مشاهده می‌کنید که همگی دارای حلقه بنزنی هستند.

هیدروکربن های آروماتیک

هیدروکربن‌ های حلقوی

هیدروکربن‌های حلقوی، عموما حلقه‌هایی غیراشباع هستند که با توجه به حضور و عدم حضور پیوند دوگانه و سه‌گانه کربن-کربن به سه گروه زیر دسته‌بندی می‌شوند.

  • آلکان حلقوی: آلکان‌های حلقوی دارای فرمول عمومی $$C_{n}H_{2n}$$ هستند.
  • آلکن حلقوی: این هیدروکربن دارای فرمول عمومی $$C_{n}H_{2n-2}$$ است.
  • آلکین حلقوی: فرمول عمومی این هیدروکربن را می‌توان به‌صورت $$C_{n}H_{2n-4}$$ نمایش داد.

در تصویر زیر نمونه‌ای از هیدروکربن‌های حلقوی را مشاهده می‌کنید.

انواع هیدروکربن حلقوی

فرمول ایزومر هیدروکربن

در بخش قبل ساختار ۳ آلکان ابتدایی را مشاهده کردید. اگر تعداد اتم‌های کربن در این خانواده از ۳ به ۴ برسد، برای نشان دادن ساختار آن می‌توانیم از دو فرم اتصال مختلف اتم‌ها به یکدیگر استفاده کنیم که این دو «ایزومر» (Isomer) یکدیگر خوانده می‌شوند. ساختار اول که به نرمال بوتان معروف است به‌صورت خطی امتداد دارد و در ساختار دوم به نام ایزوبوتان، با هیدروکربنی شاخه‌ای روبرو هستم.

ابزومرهای بوتان
بوتان دارای دو ایزومر با ساختارهای متفاوت است.

ایزومرها دارای ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی متفاوت از یکدیگر هستند. برای نمونه می‌توان به این نکته اشاره کرد که نرمال بوتان دارای نقطه جوش بالاتری نسبت به ایزوبوتان است.

 

متاسفانه بین تعداد اتم‌های کربن یک ساختار و ایزومرهای آن رابطه‌ای وجود ندارد اما می‌دانیم که با افزایش تعداد اتم‌های کربن ایزومرها با نسبت زیادی بالا می‌روند. در جدول زیر می‌توانید تعداد ایزومرهای موجود برای تعدادی از آلکان‌های کوچک را مشاهده و مقایسه کنید.

نام آلکانتعداد اتم‌های کربنتعداد ایزومر
پروپان۳۱
بوتان۴۲
پنتان۵۳
هگزان۶۵
هپتان۷۹
اکتان۸۱۸
نونان۹۳۵
دکان‍۱۰۷۵
پنتادکان۱۵۴۳۴۷
ایکوزان۲۰۳۶۶۳۱۹
تری اکونتان۳۰۴۱۱۱۸۴۶۷۶۳

فرمول هیدروکربن های گوناگون چیست ؟

هیدروکربن‌ها دنیای بسیار وسیعی دارند و با اشکال و تعداد اتم‌های کربن گوناگون هستند. شیمی‌دان‌ها برای راحتی کار هیدروکربن‌هایی که در یک خانواده می‌گنجند را با کمک فرمول هیدروکربن خاصی نشان می‌دهند. برای فهم بهتر عمومی آلکان‌ها را در اینجا بررسی می‌کنیم.

فرمول هیدروکربن آلکانی را به‌صورت $$C_{n}H_{2n+2}$$ می‌توان نمایش داد. در این رابطه $$n$$ برابر با تعداد اتم‌های کربن است. در این صورت اگر تعداد اتم‌های کربن ساختار برابر با ۶ باشد، می‌توان با کمک فرمول هیدروکربن تعداد هیدروژن‌های آن را پیدا کرد.

$$C_{6}H_{2(6)+2}=C_6H_{14}$$

تعداد هیدروژن‌های آلکانی با ۶ عدد اتم کربن برابر با ۱۴ است.

جدول فرمول هیدروکربن های گوناگون

در جدول زیر می‌توانید به‌صورت خلاصه فرمول هیدرکربن اعضای مختلف این خانواده را مشاهده کنید.

نام هیدروکربننوع هیدروکربن فرمول  هیدروکربن
آلکاناشباع$$C_{n}H_{2n+2}$$
آلکنغیراشباع$$C_{n}H_{2n}$$
آلکینغیراشباع$$C_{n}H_{2n-2}$$
آلکان حلقویاشباع$$C_{n}H_{2n}$$
آلکن حلقویغیراشباع$$C_{n}H_{2n-2}$$
آلکین حلقویغیراشباع$$C_{n}H_{2n-4}$$

مثال فرمول هیدروکربن

در این بخش به بررسی تعدادی مثال پیرامون فرمول هیدروکربن‌های گوناگون می‌پردازیم.

مثال اول

آلکنی دارای ۱۰ عدد اتم عنصر هیدروژن است. این هیدروکربن چند اتم عنصر کربن دارد؟

پاسخ: برای پیدا کردن تعداد اتم‌های کربن می‌توانیم از فرمول عمومی آلکن‌ها استفاده کنیم. این فرمول را می‌توان به‌صورت $$C_{n}H_{2n}$$ نمایش داد. با جایگذاری ۱۰ به پاسخ خواهیم رسید.

$$C_{n}H_{2n}=C_nH_{10}$$

$$2n=10$$

$$n=\frac{10}{2}=5$$

مشاهده می‌کنید که تعداد اتم‌های کربن این آلکن برابر با ۵ عدد است.

مثال دوم

برای آلکینی با تعداد اتم کربن ۲۵، چه تعداد هیدروژن وجود دارد؟

پاسخ: برای پیدا کردن پاسخ می‌توانیم از فرمول عمومی حاکم بر ساختارهای آلکینی که به‌صورت $$C_{n}H_{2n-2}$$ است، استفاده کنیم. با جایگذاری ۲۵ به جای $$n$$ داریم:

$$C_{25}H_{2(25)-2}=C_{25}H_{48}$$

تعداد هیدروژن‌های این آلکین برابر با ۴۸ خواهد بود.

فرمول سوختن هیدروکربن

هیدروکربن‌ها در حضور اکسیژن وارد واکنشی می‌شوند که محصولات آن دی‌اکسید کربن و آب است. این واکنش را به نام «واکنش سوختن» (Combustion Reaction) می‌شناسیم. دلیل استفاده گسترده از هیدروکربن‌ها نیز انجام همین واکنش است زیرا در اثر آن مقادیر بسیار زیادی انرژی گرمایی تولید می‌شود.

در زیر واکنش سوختن پروپان را مشاهده می‌کنید که در اجاق گازها به عنوان سوخت کاربرد دارد.

$${C_3H_8} \left( g \right) + 5 {O_2} \left( g \right) \rightarrow 3 {CO_2} \left( g \right) + 4{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

توجه داشته باشید که نیاز است بعد از نوشتن واکنش‌های سوختن، تعداد اتم‌های هر یک از عنصرها را در دو طرف واکنش با یکدیگر موازنه کنیم. به مثال زیر که مربوط به سوختن هیدروکربن اشباع متان است، توجه کنید.

$${CH_{4}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow$$

در مرحله اول نیاز است که محصولات این واکنش را در سمت دوم بنویسیم.

$${CH_{4}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow {CO_2} \left( g \right) + {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

بعد از آن، باید تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف با یکدیگر موازنه کنیم.

$${CH_{4}} \left( g \right) + 2{O_2} \left( g \right) \rightarrow {CO_2} \left( g \right) + 2{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

برای تایید درستی موازنه تعداد اتم‌ها هر عنصر را در دو طرف واکنش می‌شماریم.

  • تعداد اتم عنصر کربن: ۱=۱
  • تعداد اتم‌های عنصر هیدروژن: ۴=۴
  • تعداد اتم‌های عنصر اکسیژن: ۴=۴

بنابراین می‌توان با اطمینان گفت که این واکنش صحیح نوشته و موازنه شده است. در حالت کلی برای نوشتن معادله واکنش سوختن هیدروکربن‌ها می‌توان از فرمول کلی زیر استفاده کرد.

$${C_xH_y} \left( g \right) +{(x+frac{y}{4})}{O_2} \left( g \right) \rightarrow x{CO_2} \left( g \right) + \frac{y}{2}{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

توجه داشته باشید که نیازی به حفظ کردن این فرمول نیست و به‌سادگی می‌توانید با شمارش تعداد اتم‌های هر عنصر در دو طرف رابطه آن را موازنه کنید.

 

مثال از فرمول سوختن هیدروکربن

در این بخش تعدادی مثال مرتبط با سوختن هیدروکربن‌ها را بررسی خواهیم کرد.

مثال اول

واکنش سوختن بوتان را بنویسید و آن را موازنه کنید.

پاسخ: بوتان هیدروکربنی اشباع با ۴ عدد اتم کربن است. ابتدا طرف اول معادله را می‌نویسیم.

$${C_4H_{10}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow$$

محصول این واکنش آب و دی‌اکسید کربن است، آن‌ها را به سمت دوم معادله وارد می‌کنیم.

$${C_4H_{10}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow {CO_2} \left( g \right) + {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

در مرحله نهایی باید تعداد اتم‌ها هر عنصر را در دو طرف واکنش با یکدیگر موازنه کنیم.

$${C_4H_{10}} \left( g \right) +frac{13}{2} {O_2} \left( g \right) \rightarrow 4{CO_2} \left( g \right) + 5{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

برای پرهیز از داشتن اعداد کسری در واکنش، هر دو طرف آن را در عدد ۲ ضرب می‌کنیم. نتیجه به‌صورت زیر در می‌آید.

$$2{C_4H_{10}} \left( g \right) +{13} {O_2} \left( g \right) \rightarrow 8{CO_2} \left( g \right) + 10{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

برای تایید صحت موازنه می‌توانیم در انتها تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف معادله با یکدیگر موازنه کنیم.

  • تعداد اتم‌های عنصر کربن: ۸=۸
  • تعداد اتم‌های عنصر هیدروژن: ۲۰=۲۰
  • تعداد اتم‌های عنصر اکسیژن: ۲۶=۲۶

بنابراین موازنه درست انجام شده است.

مثال دوم

شکل زیر مربوط به هیدروکربن آروماتیک تولوئن است. برای این ماده واکنش سوختن را یادداشت کنید.

ساختار هیدروکربن تولوئن

پاسخ: با توجه به ساختار تولوئن می‌توان فرمول شیمیایی آن را به‌صورت $$C_7H_{8}$$ نشان داد. ابتدا طرف اول واکنش آن با اکسیژن را به شکل زیر می‌نویسیم.

$${C_7H_{8}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow$$

سپس محصولات را که شامل آب و دی‌اکسید کربن هستند وارد می‌کنیم.

$${C_7H_{8}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow {CO_2} \left( g \right) + {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

در این مرحله باید تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف واکنش با یکدیگر برابر کنیم.

$${C_7H_{8}} \left( g \right) + 9{O_2} \left( g \right) \rightarrow 7{CO_2} \left( g \right) + 4{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

برای تایید صحت موازنه می‌توانیم در انتها تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف معادله با یکدیگر موازنه کنیم.

  • تعداد اتم‌های عنصر کربن: ۷=۷
  • تعداد اتم‌های عنصر هیدروژن: ۸=۸
  • تعداد اتم‌های عنصر اکسیژن: ۱۸=۱۸

مشاهده می‌کنید که تعداد اتم‌ها در دو سمت برابر است.

مثال سوم

شکل زیر مربوط به هیدروکربن شاخه‌ای ۵-(۱-متیل پروپیل) نونان است. واکنش سوختن آن را بنویسید و موازنه کنید.

هیدروکربن شاخه دار

پاسخ: با توجه به ساختار هیدروکربن بالا می‌توان فرمول شیمیایی آن را به‌صورت $$C_{13}H_{28}$$ نشان داد. ابتدا طرف اول واکنش آن با اکسیژن را به شکل زیر می‌نویسیم.

$${C_{13}H_{28}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow$$

سپس محصولات را که شامل آب و دی‌اکسید کربن هستند وارد می‌کنیم.

$${C_{13}H_{28}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow {CO_2} \left( g \right) + {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

در این مرحله باید تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف واکنش با یکدیگر برابر کنیم.

$${C_{13}H_{28}} \left( g \right) + 15{O_2} \left( g \right) \rightarrow 13{CO_2} \left( g \right) +14 {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

برای تایید صحت موازنه می‌توانیم در انتها تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف معادله با یکدیگر موازنه کنیم.

  • تعداد اتم‌های عنصر کربن: ۱۳=۱۳
  • تعداد اتم‌های عنصر هیدروژن: ۲۸=۲۸
  • تعداد اتم‌های عنصر اکسیژن: ۳۰=۳۰

مشاهده می‌کنید که تعداد اتم‌ها در دو سمت برابر و واکنش صحیح است.

نام گذاری هیدروکربن

از آنجا که هیدروکربن‌های در همه‌جای علم شیمی و زندگی روزمره ما دیده می‌شوند و بسیار متنوع نیز هستند، نیازمند روشی سیستماتیک برای نام‌گذاری آن‌ها هستیم، به‌طوری که از یکدیگر به‌سادگی قابل تشخیص باشند. استفاده از نام‌‌های رایج که از قدیم روی ترکیب‌ها مانده در این سیستم جایی ندارد. درواقع این نام‌گذاری باید به‌صورتی باشد که بتوان با به‌ کارگیری قوانین آن را اعمال کرد و نیازی به یادسپاری نام این ترکیب‌ها نداشته باشیم. این قوانین امروزه توسط «آیوپاک» (International Union Of Pure And Applied Chemistry) تدوین شده است.

نام‌گذاری آلکان

بنای بیشتر قوانین نام‌گذاری هیدروکربن‌ها روی آلکان‌ها است و با دانستن آن‌ها و تغییر پسوندهای آلکانی به آلکنی یا آلکینی می‌توان در مورد هیدروکربن‌های غیراشباع نیز از آن‌ها بهره برد.

در این بخش قوانینی که برای نام‌گذاری این ترکیبات شیمیایی به آن‌ها نیاز داریم را مورد بررسی قرار می‌دهیم و در هر مورد تلاش می‌کنیم تا با بررسی تعدادی مثال درک خود را عمق ببخشیم.

 

  • برای اشاره به اسکلت اصلی و خطی هیدروکربن باید تعداد اتم‌های کربن موجود در آن را مد نظر قرار دهیم. در جدول زیر پیشوندهای مناسب هر عدد را مشاهده می‌کنید.
پیشوند عددتعداد اتم‌های کربن
مت۱
ات۲
پروپ۳
بوت۴
پنت۵
هگز۶
هپت۷
اکت۸
نون۹
دک۱۰

در این صورت اگر هیدروکربنی دارای ۴ عدد اتم کربن و آلکان باشد، بوتان نامیده می‌شود. همین ساختار به‌‌صورت آلکنی با داشتن پیوند دو‌گانه کربن-کربن «بوتن» و به‌صورت آلکینی با داشتن پیوند سه‌گانه کربن-کربن «بوتین» نامیده می‌شود. در تصویر زیر می‌توانید نمونه‌ای دیگر را با ۶ عدد اتم کربن مشاهده کنید.

ساختار آلکن و آلکین
  • هیدروکربن‌های شاخه‌دار را بر اساس طولانی‌ترین زنجیره هیدروکربنی نام‌گذاری می‌کنیم و آن را اسکلت اصلی هیدروکربن می‌نامیم. مثلا در آلکان شاخه‌دار زیر، نام اسکلت اصلی، هگزان با ۶ عدد اتم کربن است.
هیدروکربن شاخه دار
  • شاخه‌ها و استخلاف‌های موجود روی هر کربن را با ذکر موقعیت آن پیش از نام اسکت اصلی می‌آوریم. توجه داشته باشید که عددگذاری زنجیره‌های هیدروکربنی باید به‌صورتی باشد که کمترین اعداد ممکن به استخلاف‌ها نسبت داده شود. همچنین در مورد آلکن و آلکین، این بلندترین زنجیره باید پیوند دوگانه و سه‌گانه کربن-کربن را در بر بگیرد و از سمتی انجام شود که اعداد کوچکی به آن‌ها نسبت داده شود. به مثال زیر توجه کنید.
عدد گذاری هیدروکربن

در این مثال در وهله اول نسبت دادن اعداد باید به‌صورتی باشد که بلندترین زنجیره به عنوان اسکلت اصلی در نظر گرفته شود. دوما باید از سمتی این عددگذاری را انجام دهیم که به استخلاف‌های عدد کمتری برسد. اگر این کار را از سمت راست به چپ انجام دهیم (با رنگ قرمز مشخص شده است.)، به سه استخلاف موجود اعداد ۴ و ۴ و ۵ نسبت داده می‌شود اما اگر آن را از چپ به راست انجام دهیم (با رنگ آبی مشخص شده است)، به استخلاف‌ها اعداد ۶ و ۷ و ۷ می‌رسد. بنابراین عددگذاری از سمت راست صحیح است.

  • اگر دو استخلاف مشابه وجود داشته باشد، نیازی به تکرار نام آن نداریم. می‌توانیم از پیشوندهای نشان‌دهنده تعداد به همراه نام و موقعیت استخلاف استفاده کنیم. در جدول زیر این پیشوندها را مشاهده می‌کنید.
تعداد استخلافپیشوند
۲دی
۳تری
۴تترا
۵پنتا
۶هگزا
۷هپتا
۸اکتا
۹نونا
۱۰دکا

مثالی از این نوع نام‌گذاری را می‌توانید در زیر ببینید.

نام گذاری هیدروکربن

اولا برای نام‌گذاری این هیدروکربن خطی باید عددگذاری از چپ به راست باشد تا به استخلاف‌ها دو عدد ۱ و ۲ نسبت داده شود. دوما از آنجا که دو استخلاف تکراری کلر داریم می‌توانیم از پیشوندهای اعداد استفاده کنیم. یعنی نام این آلکان به‌صورت «۱و۲-دی‌کلرو هگزان» خواهد بود.

  • روی یک زنجیره هیدروکربنی ممکن است بیش از یک استخلاف وجود داشته باشد که همگی باید همراه با موقعیت خود پیش از نام هیدروکربن آورده شوند. توجه داشته باشید که در صورت وجود استخلاف‌های متفاوت باید ابتدا آنی آورده شود که در حروف الفبای انگلیسی مقدم است. به مثال زیر توجه کنید.
اولویت استخلاف ها

برای عددگذاری مولکول بالا از راست به چپ عمل می‌کنیم تا به دو استخلاف اعداد کمتری تعلق بگیرد. اولویت استخلاف برمو بیشتر از کلرو است. بنابراین نام این ترکیب به‌صورت «۲-برمو ۲-کلرو پنتان» است.

  • برخی هیدروکربن‌ها خود دارای استخلافی آلکانی هستند. این استخلاف‌ها از همتای آلکانی خود یک هیدروژن کمتر دارند که در آن‌ها توانایی اتصال به زنجیره را ایجاد می‌کند. به این گروه‌ها آلکیل گفته می‌شود. در جدول زیر می‌توانید برخی از این استخلاف‌ها را مشاهده کنید. همان‌طور که می‌بینید، برای نام‌گذاری آن‌‌ها تنها کافیست از پیشوند «یل» به جای «ان» استفاده کنیم.
تعداد اتم کربننام آلکیلنام همتای آلکانی
۱متیلمتان
۲اتیلاتان
۳پروپیلپروپان
۴بوتیلبوتان
۵پنتیلپنتان
۶هگزیلهگزان
۷هپتیلهپتان
۸اکتیلاکتان

گروه‌های مشابهی نیز برای آلکن‌ها و آلکین‌ها وجود دارد که به‌ترتیب «آلکنیل» و «آلکینیل» نامیده می‌شوند. در مورد آلکن‌ها می‌توان «یل» را جایگزین «ن» کرد. همچنین برای نام‌گذاری آلکینیل‌ها، «ین» را با «یل» جایگزین می‌کنیم. در زیر مثالی از این مورد را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

نام گذاری گروه آلکیلی

عددگذاری این زنجیره از راست به چپ انجام شده تا به استخلاف‌ها اعداد کوچک‌تری نسبت داده شود. این هیدروکربن آلکانی دارای یک استخلاف متیل روی کربن شماره ۳ و یک استخلاف اتیل در موقعیت ۴ است. بنابراین نام آن «۴-اتیل ۳-متیل اکتان» است.

تا اینجا قوانین کلی برای نام‌گذاری هیدروکربن‌ها را با هم مرور کردیم. در بخش انتهایی مطلب با بررسی مثال‌ها و تمرین‌های متنوعی با نحوه صحیح نام‌گذاری هیدروکربن‌ها بیشتر آشنا می‌شوید.

مثال نام‌ گذاری هیدروکربن

در این بخش تعدادی مثال را برای یادگیری بهتر نحوه نام‌گذاری هیدروکربن بررسی خواهیم کرد.

مثال اول

آلکین زیر را با کمک قوانین آیوپاک نام‌گذاری کنید.

نام گذاری آلکین

پاسخ: در این مثال با نام‌گذاری آلکین‌ها روبرو می‌شویم. برای این کار می‌توانیم طبق مراحل زیر پیش برویم.

  • ابتدا طولانی‌ترین زنجیره حاوی پیوند سه‌گانه را پیدا می‌کنیم. در اینجا این زنجیره دارای ۹ اتم کربن است.
  • در مرحله بعد طوری آن را عددگذاری می‌کنیم که به کربن درگیر در پیوند سه‌گانه عدد کوچک‌تری نسبت داده شود. در شکل زیر مشاهده می‌کنید که این عدد ۲ است.
نام گذاری آلکین
  • استخلاف‌های این مولکول شامل ۱ کلر در موقعیت ۴، ۲ ید در موقعیت ۶ و ۱ متیل در موقعیت ۷ است.
  • اولویت اول با استخلاف کلر، اولویت دوم با استخلاف ید و آخرین اولویت مربوط به متیل است.
  • نام این مولکول «۴-کلرو ۶و۶-دی‌یدو ۷-متیل ۲-نونین» است.

مثال دوم

صحیح‌ترین نام برای هیدروکربن زیر چیست؟

نام گذاری دی ان

پاسخ: در این مثال با نام‌گذاری آلکنی روبرو می‌شویم که دارای دو پیوند دوگانه است. برای این کار می‌توانیم طبق مراحل زیر پیش برویم.

  • ابتدا طولانی‌ترین زنجیره حاوی پیوندهای دوگانه را پیدا می‌کنیم. در اینجا این زنجیره دارای ۵ اتم کربن است.
  • در مرحله بعد طوری آن را عددگذاری می‌کنیم که به کربن‌های درگیر در پیوند دوگانه اعداد کوچک‌تری نسبت داده شود. در شکل زیر مشاهده می‌کنید که این اعداد ۱ و ۴ است.
نحوه نام گذاری دی ان
  • این مولکول دارای یک استخلاف روی کربن شماره ۳ به‌‌صورت پروپیلی است.
  • توجه داشته باشید که به دلیل وجود دو پیوند دوگانه باید بعد از ذکر موقعیت‌های آن‌ها از پیشوند تعداد نیز برای آن‌ها استفاده کنیم.
  • نام این مولکول «۳-پروپیل ۱و۴-پنتادین» است.

مثال سوم

آلکین زیر را نام‌گذاری کنید.

نام گذاری آلکین

پاسخ: برای نام‌گذاری این آلکین می‌توانیم مانند موارد پیش عمل کنیم.

  • ابتدا طولانی‌ترین زنجیره حاوی پیوندهای سه‌گانه را پیدا می‌کنیم. در اینجا این زنجیره دارای ۶ اتم کربن است.
  • در مرحله بعد طوری آن را عددگذاری می‌کنیم که به کربن درگیر در پیوند سه‌گانه عدد کوچک‌تری نسبت داده شود. در شکل زیر مشاهده می‌کنید که این عدد ۳ است.
حل نمونه سوال آلکین
  • این مولکول دارای دو استخلاف متیل روی کربن‌های ۲ و ۵ است.
  • نام این مولکول «۲و۵-دی‌متیل هگزین» است.

منشا هیدروکربن

بسیاری از هیدروکربن‌های به‌صورت طبیعت در کره زمین وجود دارند. این ترکیب‌های باارزش را می‌توان علاوه بر سوخت‌های فسیلی در درختان و گیاهان نیز یافت. از این مورد می‌توان به رنگدانه «کاروتن» (Carotene) اشاره کرد که در هویج و برگ سبز گیاهان وجود دارد. بیش از ۹۸٪ لاستیک خام را بسپاری هیدروکربنی تشکیل می‌دهد که به‌شکل زنجیره‌ای وجود دارد. همان‌طور که مشاهده کردید، ویژگی‌های هیدروکربن‌ها به‌طور کلی به پیوند‌های موجود در ساختار آن‌ها بستگی دارد.

مثال و حل تمرین از فرمول هیدروکربن ها

تا اینجا در مورد انواع مختلف هیدروکربن‌ها صحبت کردیم. در این بخش می‌خواهیم با بررسی تعدادی مثال و سپس حل تمرین، درک خود را از موضوع عمق ببخشیم.

حل مثال از فرمول هیدروکربن

در این بخش برای درک بهتر مطلب تعدادی مثال از موضوعات متنوع را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

مثال اول

برای تکمیل واکنش سوختن هیدروکربن زیر به چند مول اکسیژن نیاز داریم؟

فرمول سوختن هیدروکربن

پاسخ: با توجه به ساختار هیدروکربن بالا می‌توان فرمول شیمیایی آن را به‌صورت $$C_{12}H_{24}$$ نشان داد. برای اینکه تعداد مول‌های مورد نیاز از اکسیژن برای واکنش سوختن آن را بدانیم، باید واکنش سوختن را بنویسیم و آن را مانند موارد قبل موازنه کنیم. ابتدا تمامی مولکول‌های موجود در دو طرف واکنش را به شکل زیر می‌نویسیم.

$${C_{12}H_{24}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow {CO_2} \left( g \right) + {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

در این مرحله باید تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف واکنش با یکدیگر برابر کنیم.

$${C_{12}H_{24}} \left( g \right) + 18{O_2} \left( g \right) \rightarrow 12{CO_2} \left( g \right) +12 {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

همان‌طور که مشاهده می‌کنید در واکنش موازنه شده عدد نسبت داده شده به اکسیژن ۱۸ است. بنابراین برای سوختن ۱ مول از آن نیاز به ۱۸ مول اکسیژن داریم.

مثال دوم

برای سوختن هیدروکربنی به‌شکل زیر ۹ مول اکسیژن وجود دارد. توضیح دهید چرا این واکنش سوختنی ناقص است؟

تعداد مول مورد نیاز برای سوختن

پاسخ: اگر در واکنش سوختن تعداد مول‌های اکسیژن موجود کمتر از تعداد آن در واکنش به حالت موازنه باشد، واکنش سوختن ناقص خواهد بود. بنابراین برای اظهار نظر در مورد آن باید معادله را بنویسیم و موازنه کنیم. فرمول شیمیایی این مولکول غیراشباع $$C_{13}H_{28}$$ است. ابتدا تمامی مولکول‌های موجود در دو طرف واکنش را به شکل زیر می‌نویسیم.

$${C_{13}H_{28}} \left( g \right) + {O_2} \left( g \right) \rightarrow {CO_2} \left( g \right) + {H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

در این مرحله باید تعداد اتم‌های هر عنصر را در دو طرف واکنش با یکدیگر برابر کنیم و مقدار مول اکسیژن مورد نیاز برای سوختن را به دست آوریم.

$${C_{13}H_{28}} \left( g \right) + 20{O_2} \left( g \right) rightarrow13 {CO_2} \left( g \right) + 14{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

از واکنش موازنه‌شده بالا متوجه می‌شویم که برای سوختن آن به ۲۰ مول اکسیژن نیاز است و با ۹ مول سوختن آن ناقص خواهد بود.

مثال سوم

مراحل نام‌گذاری هیدروکربن زیر را توضیح دهید.

روش نام گذاری هیدروکربن

پاسخ: برای نام‌گذاری این هیدروکربن مراحل زیر را انجام می‌دهیم.

  • ابتدا بلندترین زنجیره هیدروکربنی را انتخاب می‌کنیم. در این مورد این زنجیره شامل ۵ اتم کربن است.
  • توجه داشته باشید که باید عددگذاری این مولکول از سمت چپ به راست انجام شود تا به استخلاف‌های کوچک‌ترین اعداد ممکن نسبت داده شود. این را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید.
عددگذاری هیدروکربن
  • در این زنجیره ۲ استخلاف وجود دارد که هر دو متیلی هستند، بنابراین نیازی به تکرار نام متیل پیش از آوردن نام اسکلت هیدروکربن نیست و می‌توان با ذکر موقعیت از پیشوند تعداد مناسب استفاده کنیم.
  • نام این مولکول «۲و۳-دی‌متیل پنتان» است.

مثال چهارم

در زیر ساختار ۶ هیدروکربن شاخه‌ای متفاوت را مشاهده می‌کنید. نام آن‌ها را با توجه به قوانین آیوپاک بنویسید.

نام گذاری انواع هیدروکربن

مولکول ۱

بلندترین زنجیره هیدروکربنی این مولکول شامل ۶ اتم کربن است. برای عددگذاری آن از چپ به راست شروع می‌کنیم تا به استخلاف متیل عدد ۳ نسبت داده شود. نیاز است که نام و موقعیت استخلاف را قبل از نام اسکلت آلکانی بیاوریم. بنابراین نام این مولکول «۳-متیل هگزان» است.

مولکول ۲

بلندترین زنجیره هیدروکربنی این مولکول شامل ۵ اتم کربن است. برای عددگذاری آن از چپ به راست شروع می‌کنیم تا به دو استخلاف متیل عدد ۲ نسبت داده شود. اگر این عددگذاری در جهت مخالف انجام شود، استخلاف‌ها دارای عدد ۴ و غلط هستند. نیاز است که نام و موقعیت این دو استخلاف را «۲و۲-‌دی‌متیل پنتان» است.

مولکول ۳

بلندترین زنجیره هیدروکربنی این مولکول شامل ۴ اتم کربن است. برای عددگذاری آن چه از چپ به راست برویم، چه از راست به چپ نتیجه یکسان است و به استخلاف‌ها اعداد ۲ و ۳ نسبت داده می‌شود. بنابراین نام این مولکول «۲و۳-دی‌متیل بوتان» است.

مولکول ۴

بلندترین زنجیره هیدروکربنی این مولکول شامل ۵ اتم کربن است. برای عددگذاری آن از راست به چپ شروع می‌کنیم تا به چهار استخلاف متیل اعداد ۲ و ۳ نسبت داده شود. بنابراین نام این مولکول «۲و۲و۳و۳-تری‌متیل پنتان» است.

مولکول ۵

بلندترین زنجیره هیدروکربنی این مولکول شامل ۶ اتم کربن است. برای عددگذاری آن از راست به چپ شروع می‌کنیم تا به استخلاف اتیل عدد ۲ و به استخلاف متیل عدد ۴ نسبت داده شود. برای آوردن نام استخلاف‌ها باید اولویت را رعایت کنیم و در اینجا اولویت اتیل بالاتر از متیل است. بنابراین نام این مولکول «۲-اتیل ۴-متیل هگزان» است.

مولکول ۶

بلندترین زنجیره هیدروکربنی این مولکول شامل ۷ اتم کربن است. برای عددگذاری آن از راست به چپ شروع می‌کنیم تا به استخلاف‌ها اعداد کوچک‌تری تعلق بگیرد. از آنجا که اولویت اتیل بیشتر از متیل است نام این مولکول «۲و۴-دی‌اتیل ۵-متیل هپتان» است.

مثال پنجم

هیدروکربن زیر را نام‌گذاری کنید.

نام گذاری آلکن

پاسخ: این هیدروکربن دارای یک پیوند دوگانه و آلکن است. برای نام‌گذاری آن طبق قوانین آیوپاک به روش زیر عمل می‌کنیم.

  • ابتدا بلندترین زنجیره هیدروکربنی را به‌صورتی انتخاب می‌کنیم که پیوند دوگانه را در بربگیرد. در این مورد این زنجیره شامل ۸ اتم کربن است.
  • توجه داشته باشید که باید عددگذاری این مولکول از سمت راست به چپ انجام شود تا به پیوند دوگانه و استخلاف‌ها عدد کمتری نسبت داده شود. این را در تصویر زیر مشاهده می‌کنید.
روش نام گذاری آیوپاک هیدروکربن
  • در این زنجیره ۳ استخلاف وجود دارد که دو عدد متیلی و یک عدد کلرو هستند. اولویت برای نام‌گذاری با استخلاف کلرو است. هر سه این استخلاف‌ها را همراه با موقعیتشان در ابتدای نام آلکن می‌آوریم.
  • نام این مولکول «۵-کلرو ۴و۷-دی‌متیل اکتن» است.

مثال ششم

هیدروکربن‌های حلقوی زیر را نام‌گذاری کنید.

نام گذاری هیدروکربن حلقوی

مولکول ۱

در نام گذاری هیدروکربن‌های حلقوی نیز باید از قوانین نام‌گذاری هیدروکربن‌ها پیروی کنیم و در مرحله اول آن را به‌صورت عددگذاری کنیم که در صورت وجود پیوند دوگانه و سه‌گانه به آن‌ها اعداد کمتری تعلق بگیرد. همچنین این قاعده در مورد استخلاف‌ها نیز صدق می‌کند. بنابراین این مولکول را به‌شکلی عددگذاری می‌کنیم که به تنها استخلاف کلر عدد ۱ برسد.

نام گذاری آلکان حلقوی

این حلقه دارای ۵ اتم کربن و یک سیلکوپنتان است. برای تکمیل کار، نام استخلاف و موقعیت آن را در ابتدا می‌آوریم. بنابراین نام این مولکول «۱-کلرو سیکلوپنتان» است. البته در این مورد چون تنها یک استخلاف و آن هم در موقعیت ۱ داریم، می‌توانیم از آوردن موقعیت آن خودداری کنیم و نام مولکول را «کلرو سیکلوپنتان» بگذاریم.

مولکول ۲

در وهله اول سراغ عددگذاری کربن‌های حلقه می‌رویم. این هیدروکربن دارای دو استخلاف است. با توجه به شکل زیر آن را طوری عددگذاری می‌کنیم که به استخلاف با اولویت بالا عدد ۱ نسبت داده شود.

نام گذاری سیکلو آلکان

نام این مولکول حلقوی «۱-کلرو ۲-متیل سیکلو سیکلوهگزان» است.

مولکول ۳

در این مورد نیز عددگذاری را به شکلی انجام داده‌ایم که استخلاف‌ها دارای عدد کمتری باشند و اولویت بالا با استخلاف برم است.

نام گذاری سیکلو آلکان

نام این مولکول «۱و۳-دی‌برمو ۴-فلوئورو سیکلوهگزان» است.

حل تمرین از فرمول هیدروکربن

تا اینجا مثال‌های متعددی را مورد بررسی قرار دادیم. در این بخش با استفاده از درک خود از موضوع به سوالات ۴ گزینه‌ای پاسخ دهید.

تمرین اول

معادله کلی که برای نوشتن واکنش سوختن هیدروکربن‌های به‌کار می‌رود، کدام است؟

$${C_xH_y} \left( g \right) +{(x+\frac{y}{2})}{O_2} \left( g \right) \rightarrow x{CO_2} \left( g \right) + \frac{y}{4}{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_xH_y} \left( g \right) +{(x+\frac{y}{4})}{O_2} \left( g \right) \rightarrow x{CO_2} \left( g \right) + \frac{y}{2}{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_xH_y} \left( g \right) +{(x+\frac{y}{2})}{O_2} \left( g \right) \rightarrow x{CO_2} \left( g \right) + \frac{y}{2}{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_xH_y} \left( g \right) +{(x+\frac{y}{2})}{O_2} \left( g \right) \rightarrow x{CO_2} \left( g \right) + \frac{y}{4}{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

 

تمرین دوم

واکنش سوختن پروپین در کدام گزینه به صورت صحیح و موازنه‌شده آورده شده است؟

$${C_3H_{4}} \left( g \right) +4{O_2} \left( g \right) \rightarrow 4{CO_2} \left( g \right) + 3{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_3H_{4}} \left( g \right) +4{O_2} \left( g \right) \rightarrow 3{CO_2} \left( g \right) + 2{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_3H_{4}} \left( g \right) +4{O_2} \left( g \right) \rightarrow 4{CO_2} \left( g \right) + 2{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_3H_{4}} \left( g \right) +3{O_2} \left( g \right) \rightarrow 4{CO_2} \left( g \right) + 2{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

 

تمرین سوم

واکنش سوختن آلکن هپتن در کدام گزینه به‌صورت صحیح و موازنه‌شده آورده شده است؟

$$2{C_7H_{14}} \left( g \right) +{21}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 14{CO_2} \left( g \right) + 14{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$$2{C_7H_{14}} \left( g \right) +{21}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 14{CO_2} \left( g \right) + 7{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$$2{C_7H_{14}} \left( g \right) +\frac{21}{2}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 7{CO_2} \left( g \right) + 7{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$$2{C_7H_{14}} \left( g \right) +\frac{21}{2}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 8{CO_2} \left( g \right) + 7{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

 

تمرین چهارم

واکنش سوختن هیدروکربنی با فرمول شیمیایی $$C_{12}H_{24}$$ در کدام گزینه به‌صورت صحیح و موازنه‌شده آورده شده است؟

$${C_{12}H_{24}} \left( g \right) +{18}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 10{CO_2} \left( g \right) + 12{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_{12}H_{24}} \left( g \right) +{8}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 10{CO_2} \left( g \right) + 12{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_{12}H_{24}} \left( g \right) +{8}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 14{CO_2} \left( g \right) + 12{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_{12}H_{24}} \left( g \right) +{18}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 12{CO_2} \left( g \right) + 12{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

 

تمرین پنجم

واکنش سوختن هیدروکربن موجود در تصویر زیر در کدام گزینه به‌‌صورت صحیح و موازنه‌شده آورده شده است؟

ساختار هیدروکربن هگزین

$$2{C_{6}H_{10}} \left( g \right) +{17}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 12{CO_2} \left( g \right) + 10{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$$2{C_{6}H_{10}} \left( g \right) +{16}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 12{CO_2} \left( g \right) + 8{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$$2{C_{6}H_{10}} \left( g \right) +{16}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 10{CO_2} \left( g \right) + 8{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

$${C_{6}H_{10}} \left( g \right) +{14}{O_2} \left( g \right) \rightarrow 10{CO_2} \left( g \right) + 8{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

 

تمرین ششم

برای تکمیل واکنش تولوئن به چند مول اکسیژن نیاز است؟

۸ مول

۱۷ مول

۹ مول

۱۱ مول

 

تمرین هفتم 

برای سوختن کامل هیدروکربن زیر به چند مول اکسیژن نیاز است؟

احتراق کامل

۳۰

۹۰

۶۰

۴۵

شرح پاسخ

واکنش سوختن این هیدروکربن را می‌توان به‌صورت زیر نوشت و موازنه کرد. مشاهده می‌کنید که برای انجام آن به ۹۰ مول اکسیژن نیاز داریم.

$$2{C_{30}H_{60}} \left( g \right) + 90{O_2} \left( g \right) \rightarrow60 {CO_2} \left( g \right) + 60{H_2O} \left( g \right)\nonumber$$

 

تمرین هشتم

فرمول عمومی آلکن‌ها در کدام گزینه به‌صورت صحیح آورده شده است؟

$$C_{n}H_{2n+2}$$

$$C_{n}H_{2n-2}$$

$$C_{n}H_{2n}$$

$$C_{n}H_{2n+1}$$

 

تمرین نهم

آلکانی دارای ۱۳ اتم کربن است. برای اشباع شدن آن به چند اتم هیدروژن نیاز است؟

۲۸

۲۶

۲۴

۲۲

 

تمرین دهم

فرمول عمومی آلکین‌ها در کدام گزینه به‌صورت صحیح آورده شده است؟

$$C_{n}H_{2n+2}$$

$$C_{n}H_{2n}$$

$$C_{n}H_{2n+4}$$

$$C_{n}H_{2n-2}$$

 

تمرین یازدهم

آلکنی با ۱۶ اتم هیدروژن، چه تعداد کربن دارد؟

۷

۹

۱۰

۸

 

تمرین دوازدهم

فرمول عمومی آلکان‌ها در کدام گزینه به‌صورت صحیح آمده است؟

$$C_{n}H_{2n}$$

$$C_{n}H_{2n+2}$$

$$C_{n}H_{2n+4}$$

$$C_{n}H_{2n-2}$$

 

تمرین سیزدهم

آلکینی با ۱۶ اتم کربن، چه تعداد هیدروژن در ساختار خود دارد؟

۳۴

۳۲

۲۸

۴۲

 

تمرین چهاردهم

نام هیدروکربن زیر در کدام گزینه به‌‌صورت صحیح آورده شده است؟

سیکلوهپتان

۱و۲-دی‌برمو سیکلوهپتان

۱-برمو ۲-برمو سیکلوهپتان

۱و۲-دی‌برمو هپتان

۱و۲-برمو سیکلوهپتان

 

تمرین پانزدهم

نام آیوپاک هیدروکربن زیر ... است.

نام گذاری سیکلو آلکن

۱و۳-دی‌متیل ۲-سیکلوهگزن

۲و۶-دی‌متیل ۱-سیکلوهگزن

۱و۳-دی‌متیل ۱-سیکلوهگزن

۱و۳-متیل ۱-سیکلوهگزن

 

تمرین شانزدهم

نام مولکول زیر در کدام گزینه با توجه به قوانین آیوپاک صحیح است؟

حل نمونه سوال هیدروکربن حلقوی

۱و۱-دی‌متیل ۲-(۱-کلروبوتیل) سیکلوپنتان

۲-(۱-کلروبوتیل) ۱و۱-دی‌متیل سیکلوپنتان

۱-کلروبوتیل ۱و۱-دی‌متیل سیکلوپنتان

۲-(کلروبوتیل) ۱و۱-دی‌متیل سیکلوپنتان

 

تمرین هفدهم

جای خالی را با عبارت مناسب پر کنید.

نام مولکول زیر ...سیکلوپنتان است.

نام گذاری سیکلوپنتان

(۳-کلرو ۴-متیل ۲-پنتیل)

(۲-کلرو ۱و۳-دی‌متیل بوتیل)

(۴-متیل ۳-کلرو ۲-پنتیل)

(۱و۳-دی‌متیل ۲-کلرو بوتیل)

 

تمرین هجدهم

موقعیت استخلاف برم و کلر در مولکول زیر چیست؟

هیدروکربن خطی

۱ و ۷

۷ و ۱

۱ و ۵

۱ و ۶

شرح پاسخ

نام این مولکول «۱-برمو ۳و۷-دی‌متیل ۷-کلرو ۲-اکتن» است.

 

سوالات متداول

در این بخش می‌خواهیم به برخی از پرتکرارترین سوال‌هایی که پیرامون فرمول هیدروکربن‌ها وجود دارد، پاسخ دهیم.

فرمول هیدروکربن آلکان چیست ؟

فرمول کلی آلکان‌ها به‌صورت $$C_{n}H_{2n+2}$$ است.

تفاوت هیدروکربن اشباع و غیر اشباع چیست ؟

در هیدروکربن اشباع تمام ظرفیت‌های کووالانسی اتم‌های کربن پر شده است اما در هیدروکربن‌های غیراشباع پیوند دوگانه و سه‌گانه کربن-کربن و حلقه وجود دارد.

فرمول هیدروکربن آلکن چیست ؟

فرمول کلی آلکن‌ها به‌صورت $$C_{n}H_{2n}$$ است.

ساده‌ ترین آلکان چه نام دارد ؟

ساده‌ترین آلکان، مولکولی به نام متان با ۱ عدد اتم عنصر کربن است.

سوختن ناقص هیدرورکربن چیست ؟

اگر تعداد مول‌های موجود برای تکمیل واکنش کمتر از مقدار استوکیومتری در واکنش موازنه‌شده باشد، فرایند سوختن ناقص خواهد بود.

فرمول هیدروکربن آلکین چیست؟

فرمول کلی آلکین‌ها به‌صورت $$C_{n}H_{2n-2}$$ است.

آیا آلکان هیدروکربنی اشباع است ؟

بله، از آنجا که در آلکان پیوند دوگانه و سه‌گانه کربن-کربن و حلقه وجود ندارد و تمام ظرفیت‌های کووالانسی آن اشغال شده است، اشباع نامیده می‌شود.

جمع‌ بندی

در این مطلب در مورد انواع هیدروکربن‌ها و فرمول آن‌ها صحبت کردیم. در ادامه نیز با بررسی مثال‌ها و تمرین‌هایی تسلط خود را در این مبحث افزایش دادیم.

بر اساس رای ۱۰ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.
منابع:
britannicatopprlibretexts
۱ دیدگاه برای «فرمول هیدروکربن های گوناگون – توضیح سریع و ساده»

سلام
خدا قوت
مدتی هستش که بنا بر نیاز خودم باید به بخشی از دانش شیمی الی و بیشتر درک هیدروکربن ها جستجو میکنم
۱ سال گشتم تا درک الان رو راجع به هیدرو کربن ها داشته باشم
نشد ، چقدر سایت و غیره و وب گردی
یوتیوب ، کوییرا و …… نشد که نشد
دم گوشم بلاگ فرادرس همچین اموزش عالی بود ما گرد جهان میگشتیم
عالی ، فوق العاده ، یعنی لذتش رو بردم

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *