Насыщенные и ненасыщенные углеводороды

Соединения, содержащие только атомы углерода и водорода, делятся на насыщенные и ненасыщенные углеводороды. В каждую группу входит несколько классов веществ, различающихся по строению и свойствам.

Определения

Насыщенные углеводороды отличаются от ненасыщенных одинарными связями. Атомы углерода в насыщенных углеводородах соединены простыми одинарными связями. В этом случае все дальнейшие связи атомов углерода заняты водородами. Следовательно, насыщенные углеводороды подвергаются реакциям присоединения и замещения только под воздействием катализаторов или высокой температуры.

Ненасыщенные углеводороды содержат двойные или тройные связи и могут добавлять больше атомов в места разрыва множественных связей, превращаясь в насыщенные углеводороды.

Насыщенные и ненасыщенные углеводороды

Рис. 1. Схема классификации углеводородов.

Физические и химические свойства углеводородов изменяются в зависимости от строения молекулы и количества атомов углерода в цепи.

К предельным или насыщенным углеводородам относятся алканы и циклоалканы. К непредельным или ненасыщенным углеводородам относятся алкены, алкины, алкадиены.

Сравнительная таблица

В сводной таблице предельных и ненасыщенных углеводородов приведены основные характеристики классов.

Сорт

Общая формула

Состав

Гомологи

Изомерия

Алканы

CnH2n+2

Линейные молекулы, содержащие одинарные связи
  • метан – CH4;
  • этан – C2H6;
  • пропан – С3Н8;
  • бутан – C4H10;
  • пентан – С5Н12;
  • гексан – C6H14;
  • гептан – С7Н16;
  • октановое число – С8Н18;
  • нонан – C9H20;
  • декан – C10H22

Структурно основан на углеродном скелете. В некоторых случаях оптический

Циклоалканы

CnH2n

Циклические молекулы, содержащие одинарные связи
  • циклопропан – С3Н6;
  • циклобутан – С4Н8;
  • циклопентан – С5Н10;
  • циклогексан – С6Н12;
  • циклогептан – С7Н14;
  • циклооктан – С8Н16;
  • циклонанан — С9Н18;
  • циклодекан – С10Н20;
  • циклоундекан – C11H22;
  • циклододекан – C12H24

Углеродный скелет структурный, межклассовый, пространственный

Алкены

CnH2n

Включает двойную связь (CH2=CH2)
  • этен – C2H4;
  • пропен — С3Н6;
  • бутен – C4H8;
  • пентен – С5Н10;
  • ведьма – С6Н12;
  • гептен – С7Н14;
  • октен – С8Н16;
  • нонен – C9H18;
  • дене – C10H20

Структурно по углеродному скелету и положению двойной связи интеркласс с циклоалканами, пространственно

Алкадиены

CnH2n-2

Содержит две двойные связи (CH2=C=CH2)
  • пропадиен — С3Н4;
  • бутадиен – С4Н6;
  • пентадиен – С5Н8;
  • гексадиен – С6Н10;
  • гептадиен – С7Н12;
  • октадиен – С8Н14;
  • нонадиен – С9Н16;
  • десятилетие — C10H18

Структурный углеродный скелет, положения двойных связей, межкласс с алкинами, пространственные

Алкины

CnH2n-2

Содержит одну тройную связь (CH≡CH)
  • ацетилен – С2Н2;
  • пропин – C3H4;
  • бутин – С4Н6;
  • пентен – С5Н8;
  • гексин – С6Н10;
  • гептин – С7Н12;
  • октин – С8Н14;
  • нонин – C9H16;
  • декин — C10H18

Структура углеродного скелета, положение тройной связи, межкласс

Насыщенные и ненасыщенные углеводороды

Рис. 2. Строение предельных углеводородов.

Класс аренов (ароматических углеводородов) выделяется в отдельную группу. Арены содержат бензольное кольцо и отличаются химическими свойствами от насыщенных и ненасыщенных углеводородов.

Насыщенные и ненасыщенные углеводороды

Рис. 3. Примеры ненасыщенных углеводородов.

Что мы узнали?

Насыщенные (насыщенные) и ненасыщенные (ненасыщенные) углеводороды — две группы веществ, включающие отдельные классы, различающиеся по строению и свойствам. К насыщенным углеводородам относятся линейные алканы и циклические циклоалканы. К ненасыщенным углеводородам относятся алкены с одной двойной связью, алкадиены с двумя двойными связями и алкины с одной тройной связью. Межклассовая изомерия возможна между классами: между алкенами и циклоалканами, между алкинами и алкадиенами.