316 61 25MB
Persian / Farsi (Dari) Pages [81]
کﻴمﻴا
وزارت ﻣﻌارف
صﻨف نﻬم
سال چاپ 1399 :ﻫـ .ش.
سرود ملی دا وطن افغانســـتـــان دى
دا عــــزت د هـــر افـغـان دى
کور د سول 3کور د تورې
هر بچی ي 3قهرمـــــان دى
دا وطن د ټولـــو کـور دى
د بـــــلـوڅـــــــو د ازبـکــــــــو
د پښـــتــون او هـــــزاره وو
د تـــرکـمنـــــــو د تـــاجـکــــــو
ورســـره عرب ،گوجــر دي
پــاميــريـــان ،نـورســـتانيــــان
براهوي دي ،قزلباش دي
هـــم ايمـــاق ،هم پشـه يان
دا ه5ــــــواد به تل ځلي8ي
لـکـه لـمــر پـر شـــنـه آســـمـان
په ســـينــه ک 3د آســـيـــا به
لـکــــه زړه وي جـــاويــــــدان
نوم د حق مـــو دى رهبـــر
وايـــو اهلل اکبر وايو اهلل اکبر
وزارت ﻣﻌارف
کــﻴـمـﻴـا C h e m i s t r y
9 صﻨـــــف سال چاپ 1399 :ﻫـ .ش. الف
ﻣشخصاتکتاب -----------------------------------------------------ﻣضﻤﻮن:کﻴمﻴا ﻣؤﻟفان:گروه مؤلفان کتابﻫاى درسﻰ دﻳپارتمنت کﻴمﻴا وﻳراستاران:اعضاى دﻳپارتمنت وﻳراستارى و اﻳدﻳت زبان درى صﻨف:نﻬم زبانﻣتﻦ:درى اﻧکشافدﻫﻨده:رﻳاست عمﻮمﻰ انکشاف نصاب تعلﻴمﻰ و تالﻴف کتب درسﻰ ﻧاشر:رﻳاست ارتباط و آگاﻫﻰ عامﺔ وزارت معارف سالچاپ 1399:ﻫجرى شمسﻰ اﻳﻤﻴﻞآدرس[email protected]: -----------------------------------------------------حق طبع ،تﻮزﻳع و فروش کتابﻫاى درسﻰ براى وزارت معارف جمﻬﻮرى اسﻼمﻰ افغانستان محفﻮظ است .خرﻳد و فروش آن در بازار ممنﻮع بﻮده و با متخلفان برخﻮرد قانﻮنﻰ صﻮرت مﻰگﻴرد . ب
پﻴام وزﻳر ﻣﻌارف اﻗرأ باسﻢ ربﻚ سپاس و حﻤد بﻴﻜران آﻓرﻳدﮔار ﻳﻜتاﻳﻰ را ﻛﻪ بر ﻣا ﻫستﻰ بخشﻴد و ﻣا را از ﻧﻌﻤت بزرگ خﻮاﻧدن و ﻧﻮشتﻦ برخﻮردار ساخت ،و درود بﻰپاﻳان بر رسﻮل خاتﻢ -حﻀرت ﻣحﻤد ﻣصﻄﻔﻰ ﻛﻪ ﻧخستﻴﻦ پﻴام اﻟﻬﻰ بر اﻳشان «خﻮاﻧدن» است. چﻨاﻧچﻪ بر ﻫﻤﻪﮔان ﻫﻮﻳداست ،سال 1397خﻮرشﻴدى ،بﻪ ﻧام سال ﻣﻌارف ﻣسﻤﻰ ﮔردﻳد .بدﻳﻦ ﻣﻠحﻮظ ﻧﻈام تﻌﻠﻴﻢ و تربﻴت در ﻛشﻮر ﻋزﻳز ﻣا شاﻫد تحﻮﻻت و تﻐﻴﻴرات بﻨﻴادﻳﻨﻰ در ﻋرصﻪﻫاى ﻣختﻠﻒ خﻮاﻫد بﻮد؛ ﻣﻌﻠﻢ ،ﻣتﻌﻠﻢ ،ﻛتاب ،ﻣﻜتب ،اداره و شﻮراﻫاى واﻟدﻳﻦ ،از ﻋﻨاصر ششﮔاﻧﻪ و اساسﻰ ﻧﻈام ﻣﻌارف اﻓﻐاﻧستان بﻪ شﻤار ﻣﻰروﻧد ﻛﻪ در تﻮسﻌﻪ و اﻧﻜشاف آﻣﻮزش و پرورش ﻛشﻮر ﻧﻘش ﻣﻬﻤﻰ را اﻳﻔا ﻣﻰﻧﻤاﻳﻨد .در چﻨﻴﻦ برﻫﺔ سرﻧﻮشتساز ،رﻫبرى و خاﻧﻮادة بزرگ ﻣﻌارف اﻓﻐاﻧستان ،ﻣتﻌﻬد بﻪ اﻳجاد تحﻮل بﻨﻴادى در روﻧد رشد و تﻮسﻌﻪ ﻧﻈام ﻣﻌاصر تﻌﻠﻴﻢ و تربﻴت ﻛشﻮر ﻣﻰباشد. از ﻫﻤﻴﻦرو ،اصﻼح و اﻧﻜشاف ﻧصاب تﻌﻠﻴﻤﻰ از اوﻟﻮﻳتﻫاى ﻣﻬﻢ وزارت ﻣﻌارف پﻨداشتﻪ ﻣﻰشﻮد. در ﻫﻤﻴﻦ راستا ،تﻮجﻪ بﻪ ﻛﻴﻔﻴت ،ﻣحتﻮا و ﻓراﻳﻨد تﻮزﻳﻊ ﻛتابﻫاى درسﻰ در ﻣﻜاتب ،ﻣدارس و ساﻳر ﻧﻬادﻫاى تﻌﻠﻴﻤﻰ دوﻟتﻰ و خصﻮصﻰ در صدر برﻧاﻣﻪﻫاى وزارت ﻣﻌارف ﻗرار دارد .ﻣا باور دارﻳﻢ، بدون داشتﻦ ﻛتاب درسﻰ باﻛﻴﻔﻴت ،بﻪ اﻫداف پاﻳدار تﻌﻠﻴﻤﻰ در ﻛشﻮر دست ﻧخﻮاﻫﻴﻢ ﻳاﻓت. براى دستﻴابﻰ بﻪ اﻫداف ذﻛرشده و ﻧﻴﻞ بﻪ ﻳﻚ ﻧﻈام آﻣﻮزشﻰ ﻛارآﻣد ،از آﻣﻮزﮔاران و ﻣدرسان دﻟسﻮز و ﻣدﻳران ﻓرﻫﻴختﻪ بﻪﻋﻨﻮان تربﻴت ﻛﻨﻨدهﮔان ﻧسﻞ آﻳﻨده ،در سراسر ﻛشﻮر احتراﻣاﻧﻪ تﻘاضا ﻣﻰﮔردد تا در روﻧد آﻣﻮزش اﻳﻦ ﻛتاب درسﻰ و اﻧتﻘال ﻣحتﻮاى آن بﻪ ﻓرزﻧدان ﻋزﻳز ﻣا ،از ﻫﻴچ ﻧﻮع تﻼشﻰ درﻳﻎ ﻧﻮرزﻳده و در تربﻴت و پرورش ﻧسﻞ ﻓﻌال و آﮔاه با ارزشﻫاى دﻳﻨﻰ ،ﻣﻠﻰ و تﻔﻜر اﻧتﻘادى بﻜﻮشﻨد .ﻫر روز ﻋﻼوه بر تجدﻳد تﻌﻬد و حس ﻣسؤوﻟﻴت پذﻳرى ،با اﻳﻦ ﻧﻴت تدرﻳس راآﻏاز ﻛﻨﻨد ،ﻛﻪ در آﻳﻨدة ﻧزدﻳﻚ شاﮔردان ﻋزﻳز ،شﻬروﻧدان ﻣؤثر ،ﻣتﻤدن و ﻣﻌﻤاران اﻓﻐاﻧستان تﻮسﻌﻪ ﻳاﻓتﻪ و شﻜﻮﻓا خﻮاﻫﻨد شد. ﻫﻤچﻨﻴﻦ از داﻧش آﻣﻮزان خﻮب و دوست داشتﻨﻰ بﻪ ﻣثابﻪ ارزشﻤﻨدترﻳﻦ سرﻣاﻳﻪﻫاى ﻓرداى ﻛشﻮر ﻣﻰخﻮاﻫﻢ تا از ﻓرصتﻫا ﻏاﻓﻞ ﻧبﻮده و در ﻛﻤال ادب ،احترام و اﻟبتﻪ ﻛﻨجﻜاوى ﻋﻠﻤﻰ از درس ﻣﻌﻠﻤان ﮔراﻣﻰ استﻔادة بﻬتر ﻛﻨﻨد و خﻮشﻪ چﻴﻦ داﻧش و ﻋﻠﻢ استادان ﮔراﻣﻰ خﻮد باشﻨد. در پاﻳان ،از تﻤام ﻛارشﻨاسان آﻣﻮزشﻰ ،داﻧشﻤﻨدان تﻌﻠﻴﻢ و تربﻴت و ﻫﻤﻜاران ﻓﻨﻰ بخش ﻧصاب تﻌﻠﻴﻤﻰ ﻛشﻮر ﻛﻪ در تﻬﻴﻪ و تدوﻳﻦ اﻳﻦ ﻛتاب درسﻰ ﻣجداﻧﻪ شباﻧﻪ روز تﻼش ﻧﻤﻮدﻧد ،ابراز ﻗدرداﻧﻰ ﻛرده و از بارﮔاه اﻟﻬﻰ براى آنﻫا در اﻳﻦ راه ﻣﻘدس و اﻧسانساز ﻣﻮﻓﻘﻴت استدﻋا دارم. با آرزوى دستﻴابﻰ بﻪ ﻳﻚ ﻧﻈام ﻣﻌارف ﻣﻌﻴارى و تﻮسﻌﻪﻳاﻓتﻪ ،و ﻧﻴﻞ بﻪ ﻳﻚ اﻓﻐاﻧستان آباد و ﻣترﻗﻰ داراى شﻬروﻧدان آزاد ،آﮔاه و ﻣرﻓﻪ. دﻛتﻮر ﻣحﻤد ﻣﻴروﻳس بﻠخﻰ وزﻳر ﻣﻌارف ﻫـ
شماره
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 د
عنوان مقدمﻪ فصل اول :مرکبات عضﻮى روابط کﻴمﻴاوى در مرکبات عضﻮى خﻼصﻪ و تمرﻳن فصل اول فصل دوم :ﻫاﻳدروکاربنﻫا الکانﻫا ﻳا ﻫاﻳدروکاربنﻫاى فامﻴل مﻴتان مﻴتان ساﻳکلﻮ الکانﻫا ﻫاﻳدروکاربنﻫاى غﻴر مشبﻮع ﻫاﻳدروکاربنﻫاى اروماتﻴک خﻼصﻪ و تمرﻳن فصل دوم فصل سﻮم :گروپﻫاى وظﻴفﻮى در.... الکﻮلﻫا اﻳترﻫا الدﻳﻬاﻳدﻫا کﻴتﻮنﻫا تﻴزابﻫاى عضﻮى اﻳسترﻫا صابﻮن کاربﻮﻫاﻳدرﻳتﻫا قﻨدﻫاى چﻨد قﻴمتﻪ خﻼصﻪ و تمرﻳن فصل سﻮم فصل چﻬارم :تعامﻼت مرکبات عضﻮى انﻮاع تعامﻼت مرکبات عضﻮى خﻼصﻪ و تمرﻳن فصل چﻬارم
صفحﻪ
1 2 6 10 12 13 20 23 24 31 34 36 37 43 44 47 47 52 56 58 61 62 64 65 75-74
مقدمﻪ ﻳﻜﻲ از اشﻜال ﻣﻬﻢ ﻣاده ،ﻣرﻛبات بﻮده ﻛﻪ بﻪ دو بخش (ﻋﻀﻮي و ﻏﻴر ﻋﻀﻮي) تﻘسﻴﻢ شده اﻧد ،راجﻊ بﻪ ﻣرﻛبات ﻏﻴر ﻋﻀﻮي در صﻨﻒ ﻫﻔتﻢ و ﻫشتﻢ بﻪ ﻃﻮر ﻣختصرﻣﻌﻠﻮﻣات اراﻳﻪ ﮔردﻳد؛ در اﻳﻦ صﻨﻒ راجﻊ بﻪ ﻣرﻛبات ﻋﻀﻮي ﻣﻌﻠﻮﻣات ارائﻪ ﻣﻲ ﮔردد. در ﻓصﻞ اول تﻌرﻳﻒ ﻣرﻛبات ﻋﻀﻮي ،ﻓرق ﻣرﻛبات ﻋﻀﻮي و ﻏﻴر ﻋﻀﻮي ،تشخﻴص ﻋﻨاصر در ﻣرﻛبات ﻋﻀﻮي و روابﻂ ﻛﻴﻤﻴاوي در ﻣرﻛبات ﻋﻀﻮي تﻮضﻴح ﮔردﻳده است. در ﻓصﻞ دوم اﻳﻦ ﻛتاب در ﻣﻮرد ﻫاﻳدروﻛاربﻦﻫا ،اﻟﻜانﻫا و ﻣشخصات آنﻫا، ﻣﻴتان ،ﮔاز ﻃبﻴﻌﻲ ،ساﻳﻜﻠﻮ اﻟﻜان ﻫا ،اﻟﻜﻴﻦﻫا ،اﻟﻜاﻳﻦﻫا ،اروﻣاتﻫا و ﻣشخصات شان ﻣﻌﻠﻮﻣات داده شده است. در ﻓصﻞ سﻮم اﻳﻦ ﻛتاب ،ﮔروپ ﻫاي وﻇﻴﻔﻮي در ﻣرﻛبات ﻋﻀﻮي و صﻨﻒ بﻨدي آنﻫا تﻮضﻴح شده و راجﻊ بﻪ اﻟﻜﻮل ﻫا ،اﻳترﻫا ،اﻟدﻳﻬاﻳدﻫا ،ﻛﻴتﻮن ﻫا ،تﻴزاب ﻫا، تﻴزاب ﻫاي شحﻤﻲ ،اﻳسترﻫا ،شحﻤﻴات ،روﻏﻨﻴات ،صابﻮن و ﻛاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫا ﻣﻌﻠﻮﻣات داده شده است. در ﻓصﻞ چﻬارم تﻌاﻣﻼت ﻣرﻛبات ﻋﻀﻮي تﻮضﻴح ﮔردﻳده و در ﻣﻮرد اﻧﻮاع آن ﻣﻌﻠﻮﻣات ﻫﻤﻪ جاﻧبﻪ ارائﻪ شده است. در ﻣتﻦ ﻣﻄاﻟب ذﻛر شدة ﻫر ﻓصﻞ ،ﻏرض آﻣﻮزش شاﮔردان ﻓﻌاﻟﻴت ﻫا و خﻼصﺔ ﻣﻄاﻟب و سؤالﻫاى حﻞ ﻧاشده تحرﻳرﮔردﻳده است تا شاﮔردان را در ﻓﻬﻢ ﻣﻮضﻮﻋات درسﻲ ﻛﻤﻚ ﻧﻤاﻳد .تﻤام ﻣﻄاﻟب ذﻛر شده در اﻳﻦ ﻛتاب بﻪ ﻛﻠﻤات ساده و ﻋام ﻓﻬﻢ تحرﻳر ﮔردﻳده است تا در آﻣﻮزش شاﮔردان ﻣﻔﻴد بﻮده ،سﻄح داﻧش آن ﻫا را بﻠﻨد برده و آنﻫا را در اﻳﻦ ﻋرصﻪ ﻛﻤﻚ ﻧﻤاﻳد.
1
ﻓصﻞ اول
ﻣرﻛبات عضﻮى شكل ()1-1ﻳك تعدادمركبات عضﻮي
2
بسﻴارى از وساﻳلﻰ را كﻪ شما در محﻴط و ماحﻮل خﻮد مشاﻫده مﻰكﻨﻴد، از مركبات عضﻮى ســاختﻪ شده اســت؛ ماﻧﻨد :فرشﻫاى پﻼستﻴكﻰ، قالﻴﻦﻫا ،بﻮتﻫا ،ظرفﻫاى مختلف پﻼســتﻴكﻰ ،گاز ســﻮخت ،زغال سﻨگ و حتﻰ ﻧان و لباس خﻮد شما ﻫمﻪ مﻮاد عضﻮى اﻧد. مركبــات عضﻮى در حﻴات روزمرة ما اﻫمﻴت زﻳادى داشــتﻪ ،بدون اﻳﻦ مﻮاد ،زﻧده گﻰ دشــﻮار مﻰباشــد؛ بﻨابر اﻳﻦ شــﻨاخت خﻮاص و چگﻮﻧﻪ گﻰ مركبات عضﻮى ضرورى است. در اﻳﻦ فصل ،شــما خﻮاﻫﻴد داﻧســت كﻪ مركبات عضﻮى در حﻴات روزمــره ،داراى چﻪ اﻫمﻴت اﻧد؟ مركبات عضــﻮى و غﻴر عضﻮى از ﻫــم چﻪ فرق دارﻧــد؟ چطﻮر عﻨاصر در مركبات عضﻮى تشــخﻴص مﻰگردﻧــد؟ در مركبــات عضﻮى كــدام روابط كﻴمﻴــاوى مﻮجﻮد مﻰباشﻨد؟
تﻌرﻳﻒ ﻣرﻛبات عضﻮى مركبــات عضــﻮى مركباتﻰ اﻧد كــﻪ داراى عﻨاصــر كاربﻦ، ﻫاﻳدروجﻦ ،اكســﻴجﻦ و غﻴره مﻰباشــﻨد .اصطﻼح عضﻮى زماﻧــﻰ بﻪ مﻴان آمد كﻪ علم كﻴمﻴــا در مراحل ابتداﻳﻰ قرار داشــت و چﻨﻴﻦ عقﻴده مﻮجﻮد بﻮد كﻪ مركبات عضﻮى تﻨﻬا در وجﻮد مﻮجﻮدات زﻧده تركﻴب شــده و بﻪ وجﻮد مﻰآﻳﻨد، چﻨاﻧچﻪ در ســال 1807برزﻳلﻴﻮس ( )Berzeliusسﻮﻳدﻧﻰ بــﻪ اﻳﻦ عقﻴده بﻮد كﻪ مركبات عضﻮى در مﻮجﻮدات زﻧده بﻪ كمك قﻮة حﻴاتﻰ مخصﻮص ( )Vital Forceتركﻴب شده .. مﻰتﻮاﻧﻨد .در ســال 1828وﻫلر ) ( W o hlerآلماﻧﻰ براى اولﻴــﻦ بار ﻳﻮرﻳا را كﻪ مركب عضﻮى مﻰباشــد ،از مادة غﻴر عضﻮى بﻪ ﻧام امﻮﻧﻴم سﻴاﻧﻴت در ﻻبراتﻮار بﻪ دست آورد: ( NH 2 ) 2 CO
NH 4 OCN
حرارت
امﻮﻧﻴم سﻴاﻧﻴت ﻳﻮرﻳا با اســتحصال اولﻴﻦ مركب عضﻮى در ﻻبراتﻮار تﻮسط وﻫلر، كﻴمﻴاى عضﻮى اﻧكشاف ســرﻳع ﻧمﻮده و تعداد بﻰ شمارى (مﻴلﻴﻮنﻫــا) مركب عضﻮى تركﻴب گردﻳده؛ ﻫمچﻨان تعداد زﻳاد مركبــات عضﻮى در بخشﻫاى مختلــف؛ ماﻧﻨد :طب، زراعــت ،صﻨعت و غﻴره اســتعمال مﻰگردد كــﻪ در ﻧتﻴجﻪ كﻴمﻴاى عضﻮى درحﻴات روزمرة اﻧسانﻫا اﻫمﻴت بﻪ سزاﻳﻰ پﻴدا كرده است.
شــكل ( )1-1بعضــﻰ از مركبــات عضﻮى مــﻮرد ضرورت
ﻓﻌاﻟﻴت شــاگردان بﻪ گروپﻫا تقســﻴم گردﻧد و ﻫر گروپ بﻪ تعداد ده مركب عضﻮى را كﻪ در محﻴط و ماحﻮل خﻮد مشاﻫده مﻰﻧماﻳﻨد ،لست و مﻮارد استعمال آنﻫا را بﻨﻮﻳسﻨد.
ﻓﻜر ﻛﻨﻴد ﻧظرﻳات داﻧشمﻨدان چﻮن برزﻳلﻴﻮس و وﻫلر در مﻮرد سﻴر اﻧكشاف مركبات عضﻮى چﻪ ﻧقش داشت؟
3
جدول ( )1-1ﻓرق بﻴﻦ ﻣرﻛبات عضﻮي و ﻏﻴر عضﻮي عضﻮي
غﻴر عضﻮي
-1در مركبــات عضﻮى بﻪ درجــﺔ اول كاربﻦ و بﻪ درجﺔ دوم ﻫاﻳدروجــﻦ وجــﻮد دارد؛ ﻫمچﻨــان در ﻳــك تعداد مركبات عضﻮى اكسﻴجﻦ و برخﻰ دﻳگر عﻨاصرى؛ از قبﻴل ﻧاﻳتروجﻦ ،سلفر ،فاسفﻮرس ،آﻫﻦ ،مس ،مگﻨﻴزﻳم و غﻴره وجﻮد دارﻧد ،باﻳد گفت ،مركباتﻰ كﻪ داراى عﻨاصر :كاربﻦ، ﻫاﻳدروجﻦ ،اكســﻴجﻦ و ﻧاﻳتروجﻦ اﻧــد و در طبﻴعت بﻪ پﻴماﻧﺔ زﻳاد اﻧد و آنﻫاﻳﻰ كﻪ داراى عﻨاصر ﻫلﻮجﻦ ،سلفر، فاســفﻮرس و بعضﻰ عﻨاصر فلــزى اﻧد ،در طبﻴعت خﻴلﻰ كم پﻴدا مﻰشﻮﻧد.
-1اكثــر مركبات غﻴــر عضﻮى در تركﻴــب خﻮد عﻨاصر كاربــﻦ و ﻫاﻳدروجــﻦ را ﻧدارﻧــد و بعضــﻰ مركبات غﻴر عضــﻮى كــﻪ عﻨاصــر فــﻮق را دارا ﻫم باشــﻨد؛ خاصﻴت مركبــات عضﻮى را از خﻮد ﻧشــان ﻧمﻰدﻫﻨد؛ ماﻧﻨد :آب ) ، (H 2 Oكاربــﻦ داى اكســاﻳد( ،)CO2كاربﻮﻧﻴتﻫــا Ca( HCO3 ) 2 , NaHCO3 , Na2CO3 , CaCO3وغﻴره.
-2تعداد مركبات عضﻮى بﻨابر مﻮجﻮدﻳت رابطﻪ اشتراكﻰ -2تعــداد مركبات غﻴر عضﻮى كم بــﻮده و تعداد آن بﻪ بﻴﻦ اتﻮمﻫاى كاربﻦ -كاربﻦ زﻳاد اســت كﻪ تقرﻳباً بﻪ 20ﻫشت صد ﻫزار مﻰرسد. مﻴلﻴﻮن بالغ مﻰگردد. -3بــﻪ صﻮرت عمﻮم مركبات عضﻮى قابل احتراق بﻮده و -3بــﻪ صﻮرت عمﻮم مركبات غﻴر عضﻮى قابلﻴت احتراق در اثر حرارت زﻳاد تجزﻳﻪ مﻰگردﻧد و ﻧقطﺔ غلﻴان و ذوبان را ﻧدارﻧد تعدادى كمﻰمركبات غﻴر عضﻮى ســﻮختﻪ؛ اما اكثر آنﻫا ﻧمﻰســﻮزﻧد و ﻧقطﺔ ذوبان و غلﻴان آنﻫا بلﻨد آنﻫا پاﻳﻴﻦ است. مﻰباشد. -4تعامــﻼت مركبــات عضﻮى بطﻰ بﻮده و بﻪ كتلســت -4بﻪ طﻮر معمﻮل تعامﻼت مركبات غﻴر عضﻮى ســرﻳع بﻮده و بﻴشتر بدون كتلست و حرارت صﻮرت مﻰگﻴرد. ضرورت دارد. -5بﻪ طﻮر عمﻮم كتلﺔ مالﻴكﻮلﻰ مركبات عضﻮى زﻳاد است -5 .كتلﻪ مالﻴكﻮلﻰ مركبات غﻴر عضﻮى كم است. -6مركبات عضﻮى بﻪ صﻮرت عمﻮم داراى رابطﺔ اشتراكﻰ -6مركبــات غﻴر عضــﻮى بﻴشــتر داراى رابطــﺔ آﻳﻮﻧﻰ مﻰباشﻨد. مﻰباشﻨد. -7اكثر مركبات عضﻮى ﻫادى برق ﻧمﻰباشﻨد.
-7اكثر مركبات غﻴر عضﻮى ﻫادى برق اﻧد.
-8مركبات عضﻮى اﻳزﻳﻮمﻴر و پﻮلﻰمﻴر مﻰسازﻧد.
-8مركبات غﻴر عضﻮى اﻳﻦ خاصﻴت ﻧدارد.
4
ﻓﻌاﻟﻴت ﻣﻘاﻳسﺔ ﻫداﻳت برﻗﻰ ﻣرﻛبات عضﻮى با ﻏﻴر عضﻮى :ﻫداﻳت برقﻰ را در محلﻮلﻫاى آبﻰ مركب غﻴرعضﻮى ﻧمك طعام ( )NaClو مركب عضﻮى بﻮره را مطابق شكل ( )1-2اجرا ﻧماﻳﻴد. سـاﻣان و ﻣﻮاد ﻣﻮرد ضرورت :آب مقطر ،بﻮره ،ﻧمك طعام ،بﻴكر ،الكترودﻫاى كاربﻨﻰ ،ســﻴم مسﻰ ،گروپ، بترى 9ولت ،قاشق گﻴرﻧدة مﻮاد و مﻴلﻪ شﻮر دﻫﻨد. طرز اﻟﻌﻤﻞ :در ﻳك بﻴكر ،كمﻰ ﻧمك طعام را حل ﻧمﻮده و مطابق شكل ( )1-2از آن جرﻳان برق را عبﻮر دﻫﻴد ببﻴﻨﻴد كﻪ گروپ روشﻦ مﻰشﻮد ﻳا خﻴر؟ علت آن را پﻴدا كﻨﻴد؛ سپس در بﻴكر دﻳگر ﻳك قاشق بﻮره را در آب اﻧداختــﻪ حــل ﻧماﻳﻴد و جرﻳان برق را از آن عبﻮر دﻫﻴد ،حال بگﻮﻳﻴد كﻪ چﻪ تفاوت در بﻴﻦ محلﻮل ﻧمك طعام و بﻮره مشاﻫده مﻰگردد؟ آن را بﻴان كﻨﻴد.
- +
شكل ( )1-2دستگاه ﻫداﻳت برقﻰ
تشخﻴص عﻨاصر در ﻣرﻛبات عضﻮى در درس قبلﻰ خﻮاﻧدﻳد كﻪ تمام مركبات عضﻮى داراى عﻨاصر كاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ مﻰباشﻨد و ﻫمچﻨان ﻳك تعداد مركبات عضﻮى عﻨاصر اكسﻴجﻦ ،ﻧاﻳتروجﻦ و دﻳگر عﻨاصر را در تركﻴب خﻮد دارﻧد ،ما در اﻳﻦ صﻨف تﻨﻬا تشخﻴص كاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ را مطالعﻪ مﻰﻧماﻳﻴم.
تشخﻴص ﻛاربﻦ وﻫاﻳدروجﻦ كاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ در مركبات عضﻮى طبق فعالﻴت ذﻳل تشخﻴص مﻰگردد:
5
ﻓﻌاﻟﻴت تشخﻴص ﻛاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ در ﻣرﻛبات عضﻮى سـاﻣان و ﻣـﻮاد ﻣﻮرد ضـرورت :تســتتﻴﻮب ،چراغ بﻨسﻦ ،پاﻳﺔ ﻫمراه گﻴرا ،آب مقطر ،بﻮره و گﻮگرد. طرزاﻟﻌﻤﻞ :ﻳك تستتﻴﻮب را گرفتﻪ و آن را با آب مقطر بشــﻮﻳﻴد تا خﻮب پاک شــﻮد ،بعد آن را حرارت دﻫﻴد تا آب داخل تستتﻴﻮب تبخﻴر گردﻳده خﻮب خشك شﻮد؛ ســپس ﻳك مقدار بــﻮره را در تســتتﻴﻮب اﻧداختﻪ قرار شــكل ( )1-3حرارت دﻫﻴد ،خﻮاﻫﻴــد دﻳد كﻪ در جدار داخلﻰ تستتﻴﻮب قطرات كﻮچك آب و مادة سﻴاه رﻧگ در داخل تستتﻴﻮب ﻧماﻳان مﻰشﻮد. بﻪ سؤاﻻت ذﻳﻞ جﻮاب دﻫﻴد: -1مﻮجﻮدﻳت قطرات آب در جدار تســتتﻴﻮب ،مﻮجﻮدﻳت كدام عﻨصر را در مركب عضﻮى ثابت مﻰسازد؟ -2ماده سﻴاه رﻧگ در داخل تستتﻴﻮب مﻮجﻮدﻳت كدام عﻨصر را در مركب عضﻮى (بﻮره) ﻧشان مﻰدﻫد؟
شكل ( )1-3دستگاه تشخﻴص كاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ
روابط ﻛﻴﻤﻴاوى در ﻣرﻛبات عضﻮى براى داﻧستﻦ چگﻮﻧﻪگﻰ روابط در مركبات عضﻮى ،ﻻزم است تا در قدم اول راجع بﻪ ساختمان اتﻮم كاربﻦ معلﻮمات ارائﻪ گردد. ﻛاربﻦ :از آن جاﻳﻰ كﻪ كاربﻦ بﻪ حﻴث اساسﻰترﻳﻦ عﻨصر در تركﻴب مركبات عضﻮى وجﻮد دارد؛ بﻨابر اﻳﻦ كﻴمﻴاى عضﻮى بﻪ ﻧام كﻴمﻴاى مركبات كاربﻦ ﻧﻴز ﻳاد مﻰشﻮد .سمبﻮل كاربﻦ ،حرف ( )Cاست و در گروپ چﻬارم و دورة p دوم جدول دوراﻧﻰ عﻨاصر قرار دارد .ﻧمبر كتلﺔ آن 12و ﻧمبر اتﻮمﻰ آن 6 n است؛ ﻳعﻨﻰ در ساختمان اتﻮمﻰكاربﻦ 6الكترون در قشرﻫاى الكتروﻧﻰ و در ﻫستﺔ آن 6پروتﻮن و 6ﻧﻴﻮترون قرار دارد. شكل ( )1-4مﻮدل اتﻮمﻰكاربﻦ طﻮرىكﻪ در شكل ( )1-4دﻳده مﻰشﻮد ترتﻴب الكتروﻧﻰ كاربﻦ قسمﻰاست كﻪ در قشـر اولﻰ 2الكــترون و در قشـر آخـرى آن (قشـر وﻻﻧسـﻰ) 6
4الكترون وجﻮد دارد .اتﻮم كاربﻦ الكترونﻫاى قشر وﻻﻧسﻰ خﻮد را بﻴﻦ اتﻮمﻫاى خﻮد كاربﻦ ﻳا با عﻨاصر دﻳگر شرﻳك مﻰسازد كﻪ درﻧتﻴجﺔ آن قشر آخرى خﻮﻳش را بﻪ 8الكترون (اكتﻴت) تكمﻴل مﻰﻧماﻳد. رابطﺔ اشتراكﻰ بﻪ صﻮرت عمﻮم بﻴﻦ اتﻮمﻫاى غﻴرفلزات بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد .روابط اشتراكﻰ در اثر شرﻳك ﻧمﻮدن دو ﻳا بﻴشتر از دو الكترون بﻴﻦ دو اتﻮم تشكﻴل مﻰشﻮﻧد .اتﻮم كاربﻦ چﻬار رابطﺔ اشتراكﻰ را طﻮرى كﻪ در شكل ( )1-5مالﻴكﻮل مﻴتان دﻳده مﻰشﻮد، بر قرار مﻰسازد. در فﻮرمﻮل مذكﻮر ﻫر الكترون تﻮسط ( ).و دو الكترون تﻮسط ()- ﻧشان داده شده ،طﻮرىكﻪ ﻫاﻳدروجﻦ ﻳك الكترون وﻻﻧسﻰ در قشر اولﻰ و آخرى خﻮد دارد ،تﻮسط شرﻳك ﻧمﻮدن الكترون وﻻﻧسﻰ خﻮد با اتﻮمﻫاى دﻳگر دو الكترون را در قشر وﻻﻧسﻰ خﻮد پﻮره مﻰكﻨد. اتﻮمﻫاى كاربﻦ مركبات عضﻮى متعدد را بﻪ شكل زﻧجﻴرى و حلقﻮى ق رار زﻳر تشكﻴل كرده مﻰتﻮاﻧد:
H H:C:H
H
فﻮرمﻮل لﻴﻮﻳس H H C H H
فﻮرمﻮل مشرح
شكل ()1-5مﻮدل مﻴتان
H H H H H H C C C C C H H H H H H فﻮرمﻮل زﻧجﻴرى پﻨتان فﻮرمﻮل حلقﻮى (ساﻳكلﻮ) پﻨتان
7
اﻧﻮاع روابط اشتراﻛﻰ بﻴﻦ اتﻮمﻫاى ﻛاربﻦ فﻮرمﻮل لﻴﻮﻳس
فﻮرمﻮل مشرح
شكل ()1-6 مﻮدل اﻳتان
فﻮرمﻮل لﻴﻮﻳس
فﻮرمﻮل مشرح
خاصﻴت كاربﻦ ﻧسبت بﻪ عﻨاصر دﻳگر خاص مﻰباشد؛ زﻳرا كاربﻦ مﻰتﻮاﻧد چﻬار رابطﺔ اشتراكﻰ تشكﻴل دﻫد .تشكﻴل اﻳﻦ چﻬار رابطﺔ اشتراكﻰ بﻪ اﻳﻦ معﻨﻰ است كﻪ كاربﻦ مﻰتﻮاﻧد با چﻬار اتﻮم از عﻨاصر مختلف ﻳا با چﻬار اتﻮم كاربﻦ دﻳگر رابطﻪ برقرار كﻨد. البتﻪ اﻳﻦ روابط تﻨﻬا زماﻧﻰ بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد كﻪ تمام روابط اشتراكﻰ بر قرار شده ،رابطﺔ اشتراكﻰ ﻳگاﻧﻪ باشﻨد .ﻳكﻰ از خاصﻴتﻫاى مﻬم كاربﻦ اﻳﻦ است كﻪ اتﻮمﻫاى آن مﻰتﻮاﻧﻨد بﻴﻦ خﻮد رابطﻪﻫا را تشكﻴل و مركبات زﻧجﻴرى و حلقﻮى را بسازﻧد كﻪ مثال آن در فﻮق ارائﻪ شد. مﻮجﻮدﻳت روابط ﻳگاﻧﻪ ،دوگاﻧﻪ و سﻪ گاﻧﻪ بﻴﻦ اتﻮمﻫاى كاربﻦ و تشكﻴل مركبات زﻧجﻴرى و حلقﻮى باعث ازدﻳاد مركبات عضﻮى در طبﻴعت گردﻳده است. رابطﺔ اشتراﻛﻰ ﻳﮕاﻧﻪ :اﻳﻦ رابطﻪ در اثر مشترک گذاشتﻦ ﻳكجﻮره الكترون بﻴﻦ دو اتﻮم بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد و تﻮسط ﻳك خط ( )-ﻧشان داده مﻰشﻮد؛ ماﻧﻨد :مالﻴكﻮل اﻳتان( .شكل ()1-6 رابطﺔ اشتراﻛﻰ دوﮔاﻧﻪ :رابطﻪﻳﻰ است كﻪ از اشتراک دو جﻮره الكترون بﻴﻦ دو اتﻮم بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد و تﻮسط دوخط (=) ﻧشان داده مﻰشﻮد كﻪ در مالﻴكﻮل اﻳتلﻴﻦ در شكل( )1-7مشاﻫده مﻰگردد. رابطﺔ اشتراﻛﻰ سﻪ ﮔاﻧﻪ :رابطﻪﻳﻰ است كﻪ در اثر اشتراک سﻪ جﻮره الكترون بﻴﻦ دو اتﻮم بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد و تﻮسط سﻪ خط ) ( ﻧشان داده مﻰشﻮد؛ ماﻧﻨد :مالﻴكﻮل استلﻴﻦ كﻪ در شكل ()1-8 ﻧشان داده شده است. فﻮرمﻮل مشرح
شكل ()1-7 مﻮدل اﻳتلﻴﻦ
8
فﻮرمﻮل لﻴﻮﻳس
شكل ()1-8 مﻮدل استلﻴﻦ
ﻓﻌاﻟﻴت با اضافﻪ ﻧمﻮدن اتﻮمﻫاى ﻫاﻳدروجﻦ ،روابط اتﻮمﻫاى كاربﻦ را در ساختمانﻫاى ذﻳل تكمﻴل ﻧماﻳﻴد.
C
C C C C |
C
C
C
| C
| C C
C C C=C C C C C C C C C
C
C C C C C
C
C C=C C C
C
C
C C
C C C C
9
خﻼصﺔ ﻓصﻞ اول كﻴمﻴاى عضﻮي عبارت از كﻴمﻴاى ﻫاﻳدروكاربﻦ ﻫا و مشتقات آن مﻲباشد. در مركبات عضﻮي اتﻮم ﻫاي كاربﻦ ،ﻫاﻳدروجﻦ ،اكسﻴجﻦ ،ﻧاﻳتروجﻦ و غﻴره داراي روابط اشتراكﻲ مﻲ باشﻨد. محلﻮل ﻫاي مركبات عضﻮي بﻪ صﻮرت عمﻮم ﻫادي برق ﻧبﻮده و محلﻮل ﻫاي مركبات غﻴرعضﻮي (آﻳﻮﻧﻴكﻲ) ﻫادى برق بﻮده و در محلﻮل ﻫاي شان بﻪ آﻳﻮن ﻫا تفكﻴك مﻲ شﻮﻧد. روابط اشتراكﻲ در مركبات عضﻮي سﻪ ﻧﻮع بﻮده ،رابطﺔ اشتراكﻲ ﻳگاﻧﻪ ،دوگاﻧﻪ و سﻪ گاﻧﻪ. اولﻴﻦ استحصال مادة عضﻮي از ماده غﻴر عضﻮى در سال 1828تﻮسط وﻫلر در ﻻبراتﻮار عملﻰ گردﻳد. تعامﻼت مركبات عضﻮي بطﻲ بﻮده بﻪ كتلست ضرورت دارﻧد. مركبات عضﻮي مﻲ سﻮزﻧد كﻪ در ﻧتﻴجﺔ سﻮخت آنﻫا آب ،كاربﻦ داي اكساﻳد و اﻧرژي حاصل مﻲ شﻮد.
سؤال ﻫاي ﻓصﻞ اول جاﻫاي خاﻟﻲ جﻤﻠﻪ ﻫاي زﻳر را تﻮسط ﻛﻠﻤات ﻣﻨاسب پر ﻧﻤاﻳﻴد. -1مركبات كاربﻦ ،بدون اكساﻳدﻫاي كاربﻦ و كاربﻮﻧﻴت ﻫا بﻪ ﻧام ....................................ﻳاد مﻲ شﻮﻧد. -2تعداد مركبات عضﻮي ﻧسبت بﻪ مركبات غﻴر عضﻮي ............................مﻲباشﻨد. -3ﻫﻴچ مركب عضﻮي مﻮجﻮد ﻧمﻰباشد كﻪ عﻨصر .............................را ﻧداشتﻪ باشد. -4اولﻴﻦ بار تﻮسط ..................................ﻳﻮرﻳا از مادة غﻴر عضﻮي بﻪ دست آمد. جﻤﻠﻪ ﻫاي صحﻴح را با حرف (ص) و جﻤﻠﻪ ﻫاى ﻏﻠط را با حرف (غ) در ﻗﻮس ﻫر سؤال ﻧشاﻧﻲ ﻛﻨﻴد. -5بﻪ صﻮرت عمﻮم اتﻮم ﻫاي سازﻧدة مركبات عضﻮي تﻮسط رابطﻪ ﻫاي اشتراكﻲ با ﻫم وصل گردﻳده اﻧد) ( . -6مركبات عضﻮى در مﻮجﻮدﻳت اكسﻴجﻦ مﻰسﻮزﻧد) ( . -7مركبات حلقﻮي ،مﻮاد عضﻮي اﻧد؛ اما در وجﻮد مﻮجﻮدات حﻴﻪ وجﻮد ﻧدارﻧد) ( . -8تعداد مركبات غﻴر عضﻮى در حدود 20مﻴلﻴﻮن مﻲ باشد) ( . 10
-9مركبات عضﻮي مركباتﻲاﻧد كﻪ داراي عﻨاصر كاربﻦ ،ﻫاﻳدروجﻦ ،اكسﻴجﻦ و غﻴره مﻲباشﻨد) ( . -10كتلﺔ مالﻴكﻮلﻲ مركبات عضﻮي ﻧسبت بﻪ كتلﺔ مالﻴكﻮلﻲ مركبات غﻴر عضﻮي كمتر است) ( . در زﻳر ،ﻫر سؤال چﻬار جﻮاب وجﻮد دارد ﻛﻪ ﻳﻚ جﻮاب آن درست است ،آن را ﻧشاﻧﻲ ﻛﻨﻴد. -11اگر بﻮره را كﻪ ﻳك مركب عضﻮي است بﻪ درجﺔ حرارت بلﻨد حرارت دﻫﻴد ،بﻪ ﻳك مادة سﻴاه مبدل مﻲ شﻮد كﻪ اﻳﻦ مادة سﻴاه عبارت است از: ب) ﻧاﻳتروجﻦ الف) سلفر د) كاربﻦ ج) ﻫاﻳدروجﻦ 2 -12غﻴر از اكساﻳدﻫاي كاربﻦ ( )CO, CO2و كاربﻮﻧﻴت ﻫا ) (CO 3مركبات كاربﻦ بﻪ ﻳكﻲ ازﻧام ﻫاي زﻳر ﻳاد مﻲ شﻮد. ب) مركبات غﻴر عضﻮي الف) شبﻪ فلزات د) مركبات عضﻮي ج) ﻧمك ﻫاي غﻴر عضﻮي -13در مﻮجﻮدﻳت قﻮة حﻴاتﻰ اجسام حﻴﻪ ،مركبات عضﻮى ساختﻪ مﻰشﻮد .اﻳﻦ ﻧظرﻳﻪ تﻮسط ﻳكﻰ از علماى ذﻳل پﻴشﻨﻬاد گردﻳده است. ب) برزﻳلﻴﻮس الف) ﻧﻴﻮتﻦ د) فارادي ج) وﻫلر -14رابطﺔ اشتراكﻲ دوگاﻧﻪ در ﻳكﻲ از مركبات ذﻳل وجﻮد دارد. ب) NaCl الف) C2H4 د) H2O ج) HCl سؤال ﻫاي ذﻳﻞ را تﻮضﻴح و تشرﻳح ﻧﻤاﻳﻴد: -15روابط اشتراكﻲ ﻳگاﻧﻪ ،دو گاﻧﻪ و سﻪ گاﻧﻪ را با ﻳك ﻳك مثال واضح سازﻳد. -16برزﻳلﻴﻮس درباره قﻮة حﻴاتﻲ چﻪ ﻧظر داشت؟ -17مﻮدل اتﻮمﻲ كاربﻦ را تﻮسط شكل واضح سازﻳد. -18كاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ چطﻮر در ﻳك مركب عضﻮي تشخﻴص شده مﻲتﻮاﻧد؟ -19كﻴمﻴاى عضﻮي در حﻴات روزمرة اﻧسانﻫا داراي چﻪ اﻫمﻴت دارد؟ -20ساختمان ﻫاي اﻳتلﻴﻦ و استلﻴﻦ را با ﻫم مقاﻳسﻪ كﻨﻴد .چﻪ شباﻫتﻲ و چﻪ تفاوت ﻫاى بﻴﻦ آنﻫا مﻮجﻮد است؟ -21اسكلﻴت زﻧجﻴري از اتﻮمﻫاى كاربﻦ را درست كﻨﻴد كﻪ داراي 6اتﻮم كاربﻦ باشد .در اﻳﻦ مركب ،چﻨد اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ وجﻮد دارد؟ در مركب مذكﻮر رابطﺔ اتﻮمﻫاى كاربﻦ ﻳگاﻧﻪ است. 11
ﻓصﻞدوم
ﻫاﻳدروﻛاربﻦ ﻫا در فصــل اول راجع بﻪ مركبات عضﻮى معلﻮمات حاصل ﻧمﻮدﻳد ،در اﻳــﻦ فصل ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا كﻪ مركبات عضﻮى اﻧد ،تﻮضﻴح مﻰگردد. پترولﻴم ،گازﻫاى طبﻴعﻲ وغﻴره كﻪ مﻮاد عضﻮي مﻲباشﻨد ،از مخلﻮط ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا ســاختﻪ شــده اﻧد .بﻪ اﻳﻦ دلﻴــل ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا بﻪ صﻨعت پترولﻴم (ﻧفت) ﻧسبت داده مﻲشﻮﻧد؛ ﻫمچﻨان بعضﻲ از اﻳﻦ مركبات در ﻻبراتﻮارﻫا بﻪ طﻮر مصﻨﻮعﻲ ﻧﻴز استحصال مﻰگردﻧد. ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا مركبات عضﻮي اﻧد كﻪ از كاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ تركﻴب شده و رابطﻪ بﻴﻦ آنﻫا اشتراكﻰ است. دراﻳــﻦ فصل شــماخﻮاﻫﻴد داﻧســت كــﻪ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫــا چﻪ ﻧﻮع فﻮرمﻮل ﻫاي ساختماﻧﻲ دارﻧد؟ چطﻮر ﻧامگذاري مﻲ گردﻧد؟ اﻳزومﻴرﻫا چﻴست؟ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا در حﻴات روزمره چﻪ اﻫمﻴت دارﻧد؟
12
ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا بر اســاس ســاختمان بﻪ دو صﻨف عمدة الﻴفاتﻴك و اروماتﻴك تقسﻴم شده اﻧد. ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى الﻴفاتﻴك ﻧﻴز بﻪ ﻧﻮبﺔ خﻮد بﻪ فامﻴلﻫاى الكانﻫا ،الكﻴﻦﻫا ،الكاﻳﻦﻫا و ســاﻳكلﻮ الكانﻫا تقسﻴم گردﻳده اﻧد كﻪ در دﻳاگرام زﻳر بﻪ شكل خﻼصﻪ ﻧشان داده شده است. ﻫاﻳدروكاربﻦ ﻫا
)(2-2
)( Gasoline الﻴفاتﻴك
. .
الكان ﻫا
الكﻴﻦ ﻫا
اروماتﻴك
ساﻳكلﻮ الكان ﻫا
الكاﻳﻦ ﻫا
اﻟﻜانﻫا ﻳا ﻫاﻳدروﻛاربﻦﻫاى ﻓاﻣﻴﻞ ﻣﻴتان بﻪ صﻮرت عمﻮم ،الكانﻫا مركبات عضﻮى اﻧد كﻪ در زﻧده گﻰ روزمرة ما مﻮرد اســتعمال قرار مﻰگﻴرﻧد؛ طﻮر مثال :تﻴلﻫا ،گاســﻮلﻴﻦ ( ،)Gasolineگاز طبﻴعﻰ ،شــمع و غﻴره از الكانﻫا ساختﻪ شده اﻧد. الكانﻫا ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشبﻮع اﻧد كﻪ تﻨﻬا داراى رابطﺔ اشتراكﻰ ﻳگاﻧﻪ بﻴﻦ اتﻮمﻫاى كاربﻦ مﻰباشﻨد؛ ماﻧﻨد: )(3-2 . H H H
H
H C C C C H H H H H بﻴﻮتان شكل ( )2-1شمع
13
الكانﻫــا را بﻪ ﻧام پارافﻴﻦ ( )Paraffinﻧﻴز ﻳاد مﻲ كﻨﻨد كﻪ بﻪ معﻨاى كم مﻴل اســت .الكانﻫا داراي فﻮرمــﻮل عمﻮمﻲ CnH2n+2بﻮده كﻪ در اﻳــﻦ فﻮرمﻮل حرف nتعداد اتﻮمﻫاى كاربﻦ را ﻧشان مﻲدﻫد. اگر n=1باشد فﻮرمﻮل الكان مربﻮطﺔ چﻨﻴﻦ حاصل مﻰشﻮد:
فﻮرمﻮل ﻫاﻳدروكاربﻦ مشبﻮع متذكره CH4است.
n = 1 , C1H2(1)+2=CH2+2=CH4
ﻓﻌاﻟﻴت جدول ذﻳل را مطالعﻪ ﻧمﻮده و آن را در كتابچﻪﻫاى خﻮد تكمﻴل ﻧماﻳﻴد.
H
1
H C H H H
2
H
H C C H H H
H
H H
3
H C C C H H H H
H H H
4
H C C C C H H H H H H H H
5
H
H H
H C C C C C H H H H H H
14
چﻬار مركب اول ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشبﻮع (الكان ﻫا) بﻪ ﻧامﻫاى معمﻮلﻰ ﻳاد شده اﻧد كﻪ عبارت )Butane( ) و بﻴﻮتانPropane( پروپان،)Ethane( اﻳتان،)Methane( مﻴتــان:اﻧد از مركبات دﻳگر آنﻫا طﻮرى ﻧام گذارى مﻰشــﻮﻧد كﻪ بﻪ ﻧام ﻻتﻴﻦ ارقام كاربﻦ شان.مﻰباشــد بــﻮده؛ بﻨابر اﻳﻦ ﻫاﻳدروكاربﻦPenta در ﻻتﻴﻦ5 : عﻼوه مﻰگــردد؛ طﻮر مثالane پســﻮﻧد . بﻪ ﻧام پﻨتان ﻳاد مﻰشﻮدC5H12 داراى پﻨج كاربﻦ ) ﻧام ده الكان و بعضﻰ از خﻮاصﻫاى فزﻳكﻰ آنﻫا2-1( جدول .
(1-2)
ذوبان
.
(1-2)
.
(1-2)
CH 4
.
CH 4
-183
-162
C2 H 6
-172
-80
CH 3
CH 3
CH 4 C3H8
-190
-42
CH 3
CHCH 2 4 CH-3183
-162
CH 4
H4
-183
-162
H6
-172
-80
H10 3 -135 CH 3C4CH
-0.5
CH 3
CH C22H 6 CH-2172CH 3 -80
CH 3
CH 3
H8
-190
-42
1303 H12 2 -CH CH 3 C5CH
36
CH 3
CH C32H8CH-2190CH 2 -42CH 3CH 3
CH 2
CH 3
H103 -135 CH
-0.5
H14 2 CH 3C6 CH
-942 CH
693 CH
CH 3
CH CH 2CHCH C4 H 2 10 CH-2135CH 2-0.5 3CH 2 3
CH 2
CH 3
1303 H122 -CH CH
36
H16 2 CH 3C7CH
-902 CH
982 CH 3 CH
CH CH C52H12CH-2130CH 2 36CH 2CHCH CH 2 3CH 2 3 2
CH 2
CH 3
H142 CH
-942 CH
CH693
H18 2 CH 3 C8CH
-572 CH
1262 CH 23 CH CH 2CHCH CH CH CH C63H CH CH 2 14 CH 2-94CH 2 69 2 2 3CH 2 3 2 2
CH 2
CH 3
H162 CH
-902 CH
CH33C9 H CH CH982 CH 20 2
-542 CH
1512 CH 32 CH CH 2 98 CH 2 CH CH CH CH CH CH CH CH23-90 C722H16CH 3 2 CH 2 2 CH 2 2 CH 2 3 CH 2
CH 2
C
H182 CH
-572 CH
H 1262 CH CH23C10CH CH CH 2232
-302 CH
1742 CH CH CH CHCH CH 32 CH CH CHCH CH CH CH CH C2 82HCH CH3 2 2CH 2 2 2-57 3 126 18 2 3 2CH 2 2 CH 22
CH 2
C
CH 2
-54 HH202 CH CH CH CH CH 2 CH 2 CHC29 HCH CH CH CH151 CH CH ( 3 CH) 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 2 2 3CH 2 2 2 CH 3 2 20 2 -54 2 151
ﻣرکباتﻰ کﻪ بﻪ اﻧدازة ﻳک ﮔروپ ﻣتﻠﻴﻦ.در اﻟﻜانﻫا سﻠســﻠﺔ ﻫﻮﻣﻮﻟﻮگ (ﻣشابﻬت) وجﻮد دارد
302 CH 174 H 22 30 2 CH 174 CH CH CH CH 2 CH 2 CH 2 CH C102H.22CH 2 -CH CH 2 -CH CH CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 2 2 3 CH 2 2 CH 3 2 ﻳﻜدﻳﮕر ﻳاد ﻣﻰشــﻮﻧد و ﻳک ﻫﻮﻣﻮﻟﻮگ ﻧــام بﻪ،باشــﻨد داشــتﻪ فرق CH ) CH 3 CH 2 CH 2 CH , CH CH CH 3ﻫﻤدﻳﮕر , CHاز3 ( CH 3 2 3 :2 ( ) CH 2 3 ( ) ( ) 2
:سﻠسﻠﻪ را تشﻜﻴﻞ ﻣﻰدﻫﻨد؛ طﻮر ﻣثال
.
CH CH و, H 3 CH 2 CH CH , 2 CH 3 3 CH 3 2 CH 3 3:
.
CH 3 CH 2 CH 3 ,
CH 3 CH 2 CH 3 ,
CH 3 CH 2
وCH3 CH CH : 3 3 CH 2 CH 2
CH 3 ,
CH 2 CH 3 ,
CH 3 CH 2 CH 3 ,
CH 3 CH CH 2 CH 3 CH 3
CH 2 15 , CH HCH CH CH CH 2 CH 3 , CH 3 CH CH CH2 2 CH CH3 3 , CH 3 CH 2 , 2 CH CH3CH CH2CH CH 3 3 CH 3 3 CH 2 3 3 = CH , CH C CH , CH CH 2 3 2 3 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2
CH 2
CH 3 ,
CH 3 CH
CH 3 CH 2
CH 3 CH 3
CH 2 CH 2
CH 3 CH 3 :
CH 2) CH 2 CH 2
CH 2
(2 CH CH 2
CH 2
CH 2
CH 3
151
-54
CH 2C H 9 20
CH 3
174
-30
C10 H 22
CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 ,
CH 2
CH 2
.
CH 2
CH 3( CH 2 ) CH 3 ,
CH 2
CH 2
CH 2
. CH 3 :
CH 3
,
CH 2
CH 3
CH 3
CH 3 ,
CH 2
CH 2
CH 3
ﻓﻌاﻟﻴت تشخﻴص دﻫﻴد؟ CHﻫا را در ﻫﻮمﻮلﻮگ ,ﻫاى الكان فﻮرمﻮلﻫاى CH CHآن CH 2 دﻳده CH 3 CHذﻳل راCH CH 3 3 2 3 2 CH32 CH 3 CH
CH CH 3
CH 3
,
CH 2
CH 3
CH 2
CH 3
CH 3 CH 2 CH 3 , CH 3 ,
CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
,
,
CH 3 C CH CH
C
CH 3
CH 3 CH = CH 2 ,
CH = CH 2 ,
CH 3
الكانﻫا را كﻪ درجدول ( )2-1مشــاﻫده كردﻳد ،داراى زﻧجﻴر مســتقﻴم مﻰ باشــﻨد .در اﻳﻦ (1-2(1 )) -2 الكانﻫا بﻴﻦ اتﻮم ﻫاى كاربﻦ رابطﺔ اشتراكﻰ طﻮرى برقرار .گردﻳده است كﻪ ﻳك كاربﻦ با ﻳك . كاربﻦ و ﻳا دو كاربﻦ دﻳگر رابطﻪ دارد .ســاختمان ﻫاي دﻳگر ﻧﻴز وجﻮد دارﻧد كﻪ .در آنﻫا ﻳك . اشــتراكﻲ دارﻧد .اﻳﻦ ﻧﻮع مركبات را بﻪ ﻧام اتﻮم كاربﻦ با دو الﻰ چﻬار اتﻮم كاربﻦ دﻳگر رابطﺔ : كﻨﻨد؛ طﻮر مثال( :پﻨتان :را مﻲتﻮان با . ) ســاختمان زﻧجﻴر مســتقﻴم الكانﻫاى )مﻨشــعب (ﻳاد مﻰ (اﻳزو وﻧﻴﻮ پﻨتان) (بﻪ صﻮرت زﻳر ﻧشان . (ﻧارمل پﻨتان) و (مﻨشعب ) ) دادH H H H H: ﻧارمل پﻨتان
اﻳزو پﻨتان
ﻧﻴﻮ پﻨتان
H C C C C C H H H H H H H H H H H
H C C C C C H H H H H H
H H C H C H H H
H H H C H C HH HH
H H
H H H C H C H H
H H H H C C C C C H H C H H H H H H H C HH H C HH C C C C H C HH H C HH H H
ﮔروپ اﻟﻜاﻳﻞ اگر ﻳك اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ از ﻳك مالﻴكﻮل الكان كاستﻪ شﻮد ،در آن صﻮرت ،گروپ الكاﻳل را تشكﻴل مﻲدﻫد .فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ گروپ الكاﻳل CnH2n+1مﻲباشد و در ﻧام گذارى آنﻫا پسﻮﻧد aneالكان ane C n H 2 n +1 Cالكاﻳل مربﻮط آن بﻪ دست مﻲآﻳدane . ﻧتﻴجﻪ، درn H 2 n + مربﻮط بﻪ ylتعﻮﻳض مﻰگردد كﻪ 1 yl yl
16
) ( ) (
. .
C n H 2 n +1 C n H 2 n +1 alkyl alkyl
H H
C n H 2 n +2 C n H 2 n +2 Alkane Alkane H H
. .
: :
C n H 2 n +1
) (
ane
.
.
CCnnH H 2 nn+1
ماﻧﻨد:
H
:
CCnnHH2 n2+n2+2 Alkane H
alkyl H C H H
H C H
H
H Methane
Methyl
شكل ( )2-4مﻮدل مﻴتان ومﻴتاﻳل
جدول ( )2-2الكان و الكاﻳل مربﻮطﺔ آن
)(2-2
)(2-2 CH 3 CH 3
CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
CH 3 CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
اﻟﻜانﻫا ﻧاﻣﮕذاري CH
CH 3
CH 4
1
CH 3
CH 3
2
CH 2
CH 3 CH 3
1
CH 4
3
CH 3
CH 3
CH 2
CH 3
2 3
الكانﻫا بﻪ طرﻳقﻪ ﻫاى معمﻮلﻲ و IUPACﻧامگذارى مﻰ شﻮﻧد؛ طﻮرىكﻪ پﻴشتر گفتﻪ شد؛ مﻴتان، .IUPAC ارقام ﻻتﻴﻦ و اﻳتان ،پروپان و بﻴﻮتان ﻧامﻫاي معمﻮلﻲ داشتﻪ و متباقﻲ آن با ﻧﻮشتﻦ تعداد كاربﻦ بﻪ اضافﻪ ﻧمﻮدن پسﻮﻧد aneبﻪ آنﻫا ﻧامگذارى مﻰشﻮﻧد؛ طﻮر مثال :كلمﺔ Hexaدر ﻻتﻴﻦ 6بﻮده پس، .IUPAC اشتﻪباشد،بﻪﻧامﻫكزان()Hexaneﻳادمﻰشﻮد. ane ﻫاﻳدروكاربﻦ مشبﻮعكﻪششكاربﻦد . 3
: IUPAC ﻧامگذاري الكانﻫا بﻪ صﻮرت ســاده در ﻧظر گرفتﻪ ﻧاﻣﮕذاري بﻪ ane طرﻳﻘﺔ :IUPACدر اﻳﻦ صﻨف . : مﻰشﻮد كﻪ قﻮاعد آن قرار ذﻳل است: IUPAC: -1 -1 زﻧجﻴرﻫاى كﻪ داراي شــاخﻪ ﻧبﻮده: ،ﻳعﻨﻲ زﻧجﻴرﻫاى مســتقﻴم استﻨد ﻧظر بﻪ تعداد اتﻮمﻫاى كاربﻦﻫاى شان بﻪ ﻧام ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى ﻧارمل ﻳاد مﻰشﻮﻧد و كلمﺔ . ﻧارمل بﻪ :شكل پﻴشﻮﻧد در ﻧام -1 H H H H H H H H H H آنﻫا عﻼوه مﻰگردد؛ ماﻧﻨد: : . H C C C C H H H H H H H H H C C C C H H H H H
-2
C C C C H H H H H C H H
n-Butane
CH 3
-3 )
C H C H
H C H H H H H H C C C C H H H H
.
n- Hexane
:
CH 2 CH 3 CH 3 =: IUPAC . CH CH CH 2and Applied Chemistry CH 2 CH 2 CH 2 -2CH 2 International Union of Pure 3 CH 2 CH 3 CH CH CH CH CH CH CH . 3 3 2 2 2 2 3 CH 3 CH CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3
(
-3
.
CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
1
2
3
4
CH
CH
CH
CH
CH 2 5
CH
CH 3
17
.
AC
.IUPAC .IUPAC ane
ane ane
.
..
: IUPAC
::IUPAC IUPAC
:
-2اﻧتخــاب طﻮﻳلترﻳﻦ زﻧجﻴر : اتﻮم :ﻫاى كاربﻦ كﻪ زﻧجﻴر اصلﻲ بﻪ شــمار مﻲرود؛ طﻮر مثال: -1 مركبﻰ كﻪ 11 داراى--فﻮرمﻮل مالﻴكﻮلﻰ C6H14است ،طﻮﻳل ترﻳﻦ زﻧجﻴر آن پﻨج كاربﻦ كﻪ داراى :: .. زﻧجﻴر مﻨشعب است ،قرار ذﻳل ﻧام گذارى مﻰگردد: H H H HHH H HH H H H H H HH 3HH HH4CH HH2 5 CH3 H H H H H H CH C C HHC CCC CCH CC CC CC CCHHH C C C C HHH CC | CC CC3 | CC HH 2 CH 3H CH C H2 CH -CHH2 -CH H 1Hو-CH 2 -CH 2 -CH 3 H H 3H H 2 HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH اﻳزوﻫكزان
:
.
H H H C C H H
ﻧارمل ﻫكزان
n-hexane
2-methylpentane
2 كاربﻦ-در طﻮﻳلترﻳﻦ زﻧجﻴر از ســمتﻰ شــروع مﻰشــﻮد. .كﻪ بﻪ: : -3شــماره --22 گذاري اتﻮم ﻫاي
CH 2 CH 3 CH CH22 CH CH33 CH CH33 معاوضﻪ (شاخﻪ) ﻧزدﻳك باشد. CH CH CH CH CH CH 2 2 2 2 2 3 CH CH CH CH CH CH CH CH اﻧشعاب در آنCH ابتدا ﻧمبر كاربﻨﻰ كﻪ CH22 طﻮﻳلCH22، زﻧجﻴرCH2 ﻫاىCH ﻧمبرگذارى CH22 CH33 33 22 CH 2 است، مﻮجﻮد كاربﻦ -4بعد از CH CH CH CH CH CH 3 2 2CH .. CH 2CH CH 2CH CH 3CH CH CH CH CH CH
. CH 3 CH
22 ترتﻴب الفبا22تحرﻳر؛22سپس33ﻧام زﻧجﻴر طﻮﻳل (اساسﻰ) تحرﻳر گردﻳده و پﻴﻮست بﻪ آن 33ﻧام بقﻴﻪ22بﻪ -3 با پسﻮﻧد --33ane ذكر مﻰشﻮد؛ طﻮر مثال:
((
))
). .
.
(
22
11
1
33 3
44 2
2
55 2
3
4
5
C H 3 C H 2 C HCCHHC HCCHHC HCCH 2CCHH22 CCHH33 H22 methylpentane 33 22 CH 3 CH CH 33
ﻧام گذاري ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى كﻪ در زﻧجﻴر كاربﻨﻰ آنﻫا تعداد معاوضﻪﻫا بﻴشتر از ﻳك معاوضﻪ است .. در صﻨف دوازدﻫم مطالعﻪ مﻲ گردد.
.
.
..
:
ﻓﻌاﻟﻴت::
تعداد روابط اتﻮمﻫاى كاربﻦ را درساختمانﻫاى زﻧجﻴري ذﻳل تﻮسط اتﻮمﻫاى ﻫاﻳدروجﻦ تكمﻴل ﻧمﻮده و ﻧامگذاري ﻧماﻳﻴد. C C C C -3 CC CC CC CCC C --33 C C C CC-2CC CCCCCC CCC--22-1 CC CC CC --11
..
CC
C
CC
C
اﻳزوﻣﻴري در ﻣرﻛبات عضﻮي ﻳكﻲ از دﻻﻳل دﻳگر ازدﻳاد مركبات عضﻮي مﻮجﻮدﻳت اﻳزومﻴري در مركبات عضﻮي است. مركبات عضﻮي كﻪ فﻮرمﻮلﻫاى مالﻴكﻮلﻲشــان ﻳكســان بﻮده؛ ولﻰ فﻮرمﻮلﻫاى ساختماﻧﻲ، خﻮاص فزﻳكﻲ و كﻴمﻴاوي شــان از ﻫم فرق داشــتﻪ باشــﻨد ،اﻳزومﻴر ﻳكدﻳگر گفتﻪ مﻰشﻮﻧد؛ ماﻧﻨد :بﻴﻮتان ( )C4H10كﻪ دو فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ قرار ذﻳل دارد:
18
. ( C 4 H10 ) H
H
:
. H
H C H
H C C H H C HH H
H C H
H H H
.
.C C C H H H H
(C H )
(Iso-butaneاﻳزوبﻴﻮتان ) )Isobutane( 2-methylpropane 2-methyl propane
:
4 10 (Butane) )n-butane( ﻧارمل بﻴﻮتان
H
H
.
H
H C H
H C C H H C HH H
H C H
(Iso-butane) 2-methyl propane
(Butan
(5-2) . H
H C H
H C اﻳزوبﻴﻮتانH
H H H C C C H H H C H H ﻧارمل بﻴﻮتان . H
) مﻮدلﻫاى اﻳزومﻴرﻫاى بﻴﻮتان2-5( شكل
H
H H H H H C C C C C HH C H H ﻓﻌاﻟﻴت 3 2 1 H HH C HH H H C C C H مركبات ذﻳل را بﻪ دقت مطالعﻪ ﻧمﻮده و بگﻮﻳﻴد كﻪ آﻳا اﻳزومﻴر ﻫمدﻳگر مﻲباشﻨد ﻳا خﻴر؟ اگر اﻳزومﻴر اﻧد علت آن H HH C H H .را بﻴان كﻨﻴد H H H H H H H
H
6
5
4
3
2
1
H C C C C C C H H H H H H H C H H
.
H
HH C H H H C3 C 2 C1 H HH C H H H .
. 19
. .
خﻮاص ﻓزﻳﻜﻰ اﻟﻜانﻫا -1الكانﻫا مﻰتﻮاﻧﻨد ﻧظر بﻪ شراﻳط ،حالت گاز ،ماﻳع و جامد را داشتﻪ باشﻨد. -2چﻬــار مركــب اول الكانﻫا حالت گاز و مركباتﻰ كﻪ تعداد اتﻮمﻫاى كاربﻦ آنﻫا از پﻨج تا ﻫفده مﻰرسد ،حالت ماﻳع و باﻻتر از ﻫفده حالت جامد را دارﻧد. -3ﻧقطﺔ غلﻴان الكانﻫا تﻮأم با ازدﻳاد اتﻮمﻫاى كاربﻦ بلﻨد مﻰ رود و كثافت آنﻫا كمتر از آب ) (1g / mLمﻰباشد. -4تمام -5 الكانﻫا در ﻫﻮا بﻪ شعلﺔ آبﻰ رﻧگ مﻰسﻮزﻧد. بﻨزﻳﻦ ،كاربﻦ تتراكلﻮرﻳد -5الكانﻫــا در آب غﻴــر مﻨحل؛ اما در محللﻫاى عضﻮى؛ ماﻧﻨــد: . سادة الكانﻫا ،ﻳعﻨﻰ مﻴتان را مطالعﻪ مﻰكﻨﻴد. مﻨحل اﻧد .در زﻳر مركب Methane
ﻣﻴتان ()Methane
در درسﻫا گذشــتﻪ با ﻧام و فﻮرمﻮل مﻴتان آشــﻨاﻳﻰ حاصل ﻧمﻮدﻳد .مﻴتان عبارت از اولﻴﻦ مركب الكانﻫا است. H
-5
.
H C H . H
Methane
.
H H C H H )(6-2 شكل ( )2-6مﻮدل مﻴتان
:
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻰ
ﻫرگاه ﻳك اتــﻮم ﻫاﻳدروجﻦ مالﻴكــﻮل مﻴتان بﻪ ﻳك اتﻮم كلﻮرﻳﻦ عﻮض شﻮد ،مركب كﻪ بﻪ دست ﻧام(6- مﻰ آﻳد ،مﻴتاﻳــل كلﻮراﻳد بﻮده كﻪ بﻪ )2 مشــتق ﻫلﻮجﻨﻰ:مﻴتان ﻳاد مﻰ شﻮد. كلﻮروفــارم ﻳكــﻰ از مشــتقات كلﻮرﻳﻦ دار مﻴتان بﻮده كﻪ سﻪ اتﻮم .ﻫاﻳدروجﻦ مﻴتان بﻪ . فﻮرمﻮل سﻪ اتﻮم كلﻮرﻳﻦ تعﻮﻳض شده است و H مالﻴكﻮلﻰ آن CHCl3ﻣﻰباشدH C Cl .
.
H
H C Cl
H
شكل ( )2-7مﻮدل مﻴتاﻳل كلﻮراﻳد
H 20
. )(7-2
.
.
طﻮرىكﻪ از فﻮرمﻮل مركب مذكﻮر معلﻮم مﻰگردد ،سﻪ اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ مﻴتان بﻪ ســﻪ اتﻮم كلﻮرﻳﻦ تعﻮﻳضگردﻳده و بﻪ كلمﻪ سﻪ در ﻻﻳتﻦ tri گفتﻪ مﻰشــﻮد ،بﻨابر آن ﻧام مركب مذكﻮر تراى كلﻮرومﻴتان است و ﻧام تجارتﻰ آن كلﻮروفارم مﻰباشد .مركب مذكﻮر ﻳك ماﻳعسﻨگﻴﻦ ،بﻴرﻧگ و داراى ذاﻳقﺔ شﻴرﻳﻦ است احتﻴاط گردد كﻪ كلﻮروفارم چشﻴده ﻧشﻮد. اﻳــﻦ مركــب در آب بﻪ ســختﻰ و در الكﻮل بﻪ آســاﻧﻰ حل مﻰگردد و بﻪ حﻴث ﻳك محلل خﻮب از آن اســتفاده مﻰشــﻮد؛ چﻨاﻧچﻪ ﻳك تعداد مــﻮاد؛ از قبﻴــل آﻳﻮدﻳﻦ ،روغــﻦ و رابر را در خﻮد حل كــرده مﻰتﻮاﻧد؛ چﻮن كلﻮروفارم در مﻮجﻮدﻳت ﻧﻮر آفتاب تجزﻳﻪ مﻰشــﻮد؛ بﻨابر اﻳﻦ آن شكل ( )2-8مﻮدل كلﻮروفارم را در بﻮتلﻫاي ســﻴاه تارﻳك محافظت مﻰكﻨﻨد .سابق از كلﻮروفارم بﻪ F H حﻴث مادة بﻰﻫﻮشكﻨﻨده اســتفاده مﻰگردﻳد؛ اما بﻨابر خطرى كﻪ در F C C Cl جرﻳان عملﻴات داشت ،امروز از مركب ﻫلﻮتان C2HBrF3Clبﻪ عﻮض F Br كلﻮروفارم و اﻳتر استفاده بﻪ عمل مﻰآﻳد. فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ مركب ﻫلﻮتان
ﮔاز طبﻴﻌﻰ
F H
F C C Cl طﻮرىكﻪ از گاز طبﻴعﻰ در درسﻫاى Br . گذشتﻪFﻧام برده شد ،گاز طبﻴعﻰ ﻳك مادة عضﻮى بﻮده
.
و مﻨبع خﻮب ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا مﻰباشــد .در كشﻮر ما در مﻨاطق شمال (شبرغان) مﻨابع خﻮب گاز طبﻴعﻰ مﻮجﻮد اســت كﻪ در اثر برمﻪ كارى و حفر چاه ﻫا استخراج مﻰشﻮد .در اكثر جاﻫا مﻰشﻮد( . طبﻴعﻰ با ﻧفت خام ﻳكجا پﻴدا ) گاز . وجﻮد دارد و بقﻴﺔ آن را اﻳتان ،پروپان ،بﻴﻮتان ،ﻧاﻳتروجﻦ و در گاز طبﻴعــﻰ 90فﻴصــد مﻴتان . .غﻴره تشــكﻴل مﻰدﻫﻨد .بﻪ عقﻴدة بعضﻰ از علما گاز طبﻴعﻰ در تحت زمﻴﻦ از پﻮسﻴده شدن و گﻨدﻳده شدن مﻮاد عضﻮى بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد. شكل ( )2-9سﻮختﻦ گاز طبﻴعﻰ از گاز طبﻴعﻰ بﻪ حﻴث مﻮاد سﻮخت ﻧﻴز استفاده مﻰشﻮد كﻪ در وقت سﻮختﻦ از آن H2O,CO2و حرارت بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد. H2O CO2 )
حرارت CO 2 + 2H 2O + ( Q
CH 4 + 2O 2
21
از گاز طبﻴعﻰ طﻮرى اســتفاده صﻮرت مﻰگﻴرد كﻪ گاز طبﻴعﻰ را تﻮسط پاﻳپ لﻴﻦ از معادن آن تحت فشــار بلﻨد بﻪ شﻬرﻫا اﻧتقال مﻰدﻫﻨد و از آن بﻪ حﻴث مادة سﻮخت در فابرﻳكﻪﻫا و خاﻧﻪﻫا اســتفاده مﻰﻧماﻳﻨد؛ ﻫمچﻨان از آن در ساختﻦ مركبات عضﻮى دﻳگر ﻧﻴز استفاده بﻪ عمل مﻰآﻳد. ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻰ ﻧﻔت خام ﻳا پتروﻟﻴﻢ بﻪ ﻧظر داﻧشمﻨدان ﻧفت خام ﻳا پترولﻴم مﻴلﻴﻮنﻫا سال قبل در طبقات مختلف زمﻴﻦ و ابحار در اثر فشار و حرارت بلﻨد در عدم مﻮجﻮدﻳت ﻫﻮا از بقاﻳاي حﻴﻮاﻧات و ﻧباتات تشــكﻴل گردﻳده اســت و ﻳك ماﻳع ســﻴاه ﻧســﻮارى شكل مﻰ باشد .پترولﻴم از دو كلمﺔ ﻻتﻴﻦ ( Petraزمﻴﻦ سﻨگﻰ) و ( Oliumتﻴل) تركﻴب شده است؛ ﻳعﻨﻰ تﻴلﻰ كﻪ از قسمت تحتاﻧﻰ طبقات سﻨگﻰ زمﻴﻦ بﻪ دست مﻰآﻳد. ﻧفــت ﻳــا پترولﻴم بــﻪ حالت ماﻳع با بﻮى مشــابﻪ بﻨزﻳــﻦ از مخلﻮط ماﻳعات مختلــف الكانﻫا ،ســاﻳكلﻮ الكانﻫا و ﻫاﻳدروكاربﻦ ﻫاى معطر (اروماتﻴك) تشــكﻴل شده است كﻪ ﻧسبت اجزاى مخلﻮط اﻳﻦ مﻮاد در ﻧفت استخراج شده از ﻧقاط مختلف زمﻴﻦ ،متفاوت است و با داشتﻦ ﻧقاط غلﻴان متفاوت در طبﻴعت در بﻴﻦ طبقات رﻳگﻰ وجﻮد دارد. ﻧفت ﻳا پترولﻴم كﻪ از چاهﻫاى ﻧفتﻰ اســتخراج مﻰشــﻮد ،قابل استفاده ﻧمﻰباشد و در آن مركباتﻰ از عﻨاصر سلفر، ﻧاﻳتروجﻦ و اكسﻴجﻦ و ﻫمچﻨان سﻨگ ،گل و غﻴره ﻧﻴز ﻫمراه اش مخلﻮط مﻰباشد. گازﻫا
بﻨزﻳﻦ
ستﻮن تقطﻴر
?
ﻧفت سفﻴد
سﻮخت ﻫﻮاپﻴما
دﻳزل
روغﻦ صﻨعتﻰ
كﻮره
ﻧفت خام قﻴر
شكل ( )2-11تصفﻴﻪ ﻧفت شكل ( ) 2-10برمﻪ كارى وقتﻰ كﻪ ﻧفت از چاه استخراج مﻰگردد ،آن را در تاﻧكﻫاى بزرگ مﻰاﻧدازﻧد تا مﻮاد سﻨگﻴﻦ و معدﻧﻰ در حصﺔ تحتاﻧﻰ تاﻧك رســﻮب ﻧماﻳد و مﻮاد ســبك آن در سطح فﻮقاﻧﻰ بلﻨد مﻰرود ،بعد مﻮاد غﻴر مﻨحل آن را جدا و ﻧفت خام را تحت عملﻴﺔ تقطﻴر تدرﻳجﻰ قرار داده كﻪ در ﻧﻴتجﺔ آن مﻮادى كﻪ در شكل فﻮق مﻰبﻴﻨﻴد بﻪ دست مﻰآﻳد.
22
ﻓﻌاﻟﻴت ساﻣان و ﻣﻮاد ﻣﻮرد ضرورت طرزاﻟﻌﻤﻞ :در سلﻨدرﻫاى شﻴشﻪﻳﻰ مختلف تﻴل خاک ،دﻳزل و روغﻦ ماﻳع را بﻴﻨدازﻳد ،چﻨد طبقﻪ را مشاﻫده مﻰكﻨﻴد؟ علت آن چﻴست؟ ﻳك تﻮتﻪ كاغذ ﻳا فتﻴلﺔ تاري را تﻮســط تﻴل خاک چرب و ﻳك تﻮتﻪ كاغذ دﻳگر را تﻮســط روغﻦ ماﻳع چرب ﻧماﻳﻴد. سپس تﻮتﻪﻫاى كاغذ را بسﻮزاﻧﻴد و ﻧتﻴجﺔ مشاﻫدات خﻮد را بﻨﻮسﻴد. احتﻴاط :تﻮجﻪ كﻨﻴد كﻪ در وقت ســﻮختاﻧدن كاغذ ،ظروف تﻴل خاک ،دﻳزل و روغﻦ از محل تجربﻪ دور باشــﻨد تا ﻧسﻮزﻧد.
روغﻦ ماﻳع
تﻴل دﻳزل
.
تﻴل خاک
. .
.
Cn H 2n
.
CH 2
Cn H 2n
. CH 2
ساﻳﻜﻠﻮ اﻟﻜانﻫا
.
C H2 CH 2
CH 2
.
CH
CH 2
CH
CH 2
CH 2
Cyclo hexane
CH 2
CH 2
CH 2 CH CH 2 C H2 CH 2 2 CH 2 CH 2 CH CH 2 2 H CH C CH 2 2 2 CH CH 2 CH22 Cyclo pentane Cyclo propaneCyclo hexaneCyclo butane Cyclopentane Cyclobutane
CH 2
C H2
CH 2
ﻳك حلقﻪ با ﻫمدﻳگر وصل اتﻮمﻫــاى كاربﻦ الكانﻫاى كﻪ بﻪ شــكل CH 2 CH 2 ﻧــامCH 2 CHﻫا ﻳاد مﻰشــﻮﻧد .ســادهترﻳﻦ مركب ســاﻳكلﻮ 2الكان باشــﻨد بﻪ CH CH 2 ســاﻳكلﻮالكانﻫا ،ســاﻳكلﻮپروپان اســت كﻪ داراى ســﻪ 2 اتﻮم كاربﻦ سلسلﻪ ﻫﻮمﻮلﻮگ Cycloســاﻳكلﻮالكانﻫا كﻪ مﻰباشد .فﻮرمﻮل propane ﻳك. Cyclo butaneعمﻮمﻰ. را تشكﻴل مﻰدﻫﻨد CnH2n ،است. Cyclo butane در ﻧامگذارى ساﻳكلﻮ الكانﻫا پﻴشاوﻧد ساﻳكلﻮ ( )Cycloبﻪ ﻧام الكان مربﻮط كﻪ داراى عﻴﻦ تعداد كاربﻦ اﻧد ،اضافﻪ مﻰشﻮد. CH 2
.
CH 2
CH 2
butane
Cyclo propane
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 Cyclohexane Cyclo hexane Cyclo pentane
CH CH 2 CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
23
ﻫاﻳدروﻛاربﻦﻫاى ﻏﻴر ﻣشبﻮع ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشــبﻮع مركباتﻰ اﻧد كﻪ در ســاختمان آنﻫا بﻴﻦ دو اتﻮم كاربﻦ رابطﺔ اشتراكﻲ دوگاﻧﻪ ﻳا سﻪ گاﻧﻪ مﻮجﻮد است؛ ماﻧﻨد: C=C
,
C C
ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشــبﻮع بﻪ دو دستﻪ تقسﻴم مﻰگردﻧد كﻪ بﻪ ﻧام الكﻴﻦﻫا و الكاﻳﻦﻫا ﻳا سلسلﺔ اﻳتلﻴﻦ و استلﻴﻦ ﻳاد مﻰ شﻮﻧد. ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشبﻮع بﻪ صﻮرت عمﻮم تعامﻼت جمعﻰ را سبب شده و در ﻧتﻴجﻪ مركبات جدﻳد را بﻪ وجﻮد مﻰآورﻧد .در حالﻰ كﻪ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشبﻮع تﻨﻬا تعامﻼت تعﻮﻳضﻰ را اﻧجام مﻰدﻫﻨد. در ﻧامگذارى ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشــبﻮع در اخﻴر ﻧام مركب مربﻮط ﻫاﻳدروكاربﻦ مشبﻮع بﻪ عﻮض پســﻮﻧد ،aneپســﻮﻧد eneبراى الكﻴﻦ و پســﻮﻧد yneبراى سلسلﺔ الكاﻳﻦ عﻼوه مﻰگردد؛ طﻮر مثال:
H C H
C=C
H C
H
Ethyne اﻳتاﻳﻦ (استلﻴﻦ)
24
Ethene اﻳتﻴﻦ (اﻳتلﻴﻦ)
H H
H H H C C H H H
Ethane اﻳتان
جدول ( )2-3مقاﻳسﺔ مشخصات سلسلﺔ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا مشخصات
ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا
الكان
ﻧﻮع روابط اشتراكﻰ
الكﻴﻦ
الكاﻳﻦ
بﻴﻦ اتﻮمﻫاى كاربﻦ بﻴﻦ اتﻮمﻫاى كاربﻦ ﻳك بﻴﻦ اتﻮمﻫاى كاربﻦ ﻳك رابطﺔ اشتراكﻰ ﻳگاﻧﻪ رابطﺔ اشتراكﻲ دوگاﻧﻪ رابطﺔ سﻪ گاﻧﻪ مﻮجﻮد مﻰباشد. مﻮجﻮد است. وجﻮد دارد.
ﻧﻮع تعامﻼت
تعامﻼت تعﻮﻳضﻰ را اﻧجام مﻰدﻫد.
فﻮرمﻮل عمﻮمﻰ
Cn H 2n+ 2
بﻴشتر تعامﻼت جمعﻰ بﻴشتر تعامﻼت جمعﻰ را اﻧجام مﻰدﻫﻨد. را اﻧجام مﻰدﻫﻨد. 2
Cn H 2 n
2
Cn H 2 n
از ﻳك مركب تا تفاوت ﻫﻮمﻮلﻮگﻰ بﻴﻦ مركب دﻳگر بﻪ اﻧدازة مركبات
از ﻳك مركب تا مركب دﻳگر بﻪ اﻧدازة
از ﻳك مركب تا مركب دﻳگر بﻪ اﻧدازة
فرق دارد
فرق دارد
فرق دارد
CH 2
CH 2
CH 2
اﻟﻜﻴﻦ ﻫا ﻳا ﻫاﻳدروﻛاربﻦ ﻫاى سﻠسﻠﺔ اﻳتﻠﻴﻦ الكﻴﻦ ﻫا با داشتﻦ ﻳك رابطﺔ اشتراكﻰ دوگاﻧﻪ در بﻴﻦ اتﻮم ﻫاى كاربﻦ -كاربﻦ مركبات عضﻮى فعالتر ﻧسبت بﻪ الكانﻫا مﻰباشﻨد .الكﻴﻦ ﻫا را بﻪ ﻧام اولفﻴﻦ ( )Olef inﻧﻴز ﻳاد مﻰكﻨﻨد كﻪ معﻨاى اولفﻴﻦ سازﻧدة تﻴل مﻰباشد. فﻮرمﻮل عمﻮمﻰالكﻴﻦ ﻫا CnH2nاســت .در اﻳﻦ فﻮرمﻮل nتعداد اتﻮم ﻫاى كاربﻦ و 2nتعداد اتﻮمﻫاى ﻫاﻳدروجﻦ را ﻧشــان مﻰ دﻫد ،تﻮجﻪ داشــتﻪ باشﻴد كﻪ سادهترﻳﻦ مركب اﻳﻦ سلسلﻪ اﻳتلﻴﻦ بﻮده كﻪ داراى 2كاربﻦ است .اگر n =2باشد؛ پس تعداد ﻫاﻳدروجﻦ مساوى بﻪ چﻬار 2n n . CH n 2 nاتﻮم است. n=2
H H
. C=C
Cn H 2 n
H H
Propene
)C2 H 2( 2 C2 H 4
.
H H C=C C H H H
H
Cn H 2 n ) C3 H 2 ( 3 C3 H 6
25
2n
n
n=2
. 2n
Cn H 2 n
n H
C2 H 2( 2)
H
2n
nH .
CC2 HH2 ( 2 ) n
2n
CC2 HH4
2 ( 3)
3
C=C
H
.
CCn3HH26n C H2n Cn H 2
Cn H 2 n
. H
C=C
2
H
. n =ﻧام 2 باشد مركب مربﻮط آن بﻪ 2 n =3اگر : ﻳاد مﻰشﻮدPropene
C2 H 4 Cn H 2 n
Cn H 2 n
.
H
H
H.
Propene Cn H 2 n
HH
H
. C =nC= 2C H Propene H H
2
n =3
H
C=C H HH C=C C H H سلسلﺔ. مركبات ازPropene ) بعضﻰ2-4( H
2( 2)
n =3
(4-2)
HH
C3 H 2 ( 3 ) C2 H 4 C3 H 6
الكﻴﻦﻫا
Cn H 2 n
Ethene
2
C2H 4
opene CPr 3H 6
3
C3 H 6
Pr opene Pentene Butene Hexene
24
C 2C H4 H8
CH 3
35
C3 H CH C56 H10 CHCH 2 = CH 2 = CH 3 CH 2
CH 2
46
C4C H8 H
Ethene Pentene Heptene
25 7
C52H104 CH
Pr opene Hexene
63
Octene
Heptene Butene
74
Pentene Octene
Hexene
Heptene Octene
8
6
7
C36H12 6
12 14
C8 H16
CHCH CH 2CHCH 3 CH 2 = CH = CH 2
2
n =3
(4-2)
= CHH2 HCH 2 H C=C C H CH 3 HCH 2 = CH H CHCH CH 2 2 = CH 2 = 2CH
C3 H 2 ( 3 )
Ethene Butene
جدول
(4-2) CH 3 CH 2
2
CH 3
CH 2 CH 2 CH 3 CHCH 2 = CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 2 = CH CH 2 = CH CH 32 CH 2 CH 2 CH 3
CH 2 = CH CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 3
C74 H14 8
CH 2 = CH CH 2
CH 32
85
C85H16 10
CH 2 = CH CH 2
CH 2
CH 32
CH 2
6
C6 H12
CH 2 = CH CH 2
CH 2
CH 2
CH 3
7
C7 H14
CH 2 = CH CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 3
8
C8 H16
. 2 = CH CH 2 CH
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
.
CH 2
CH 2
CH 3
CH 3
CH 3
ﻓﻌاﻟﻴت
= C تكمﻴل C اضافﻪ ﻧمﻮدن اتﻮمﻫاى ﻫاﻳدروجﻦCتﻮسطCذﻳل=را C زﻧجﻴرى C Cســاختمانﻫاى سپس فﻮرمﻮل مالﻴكﻮلﻲCﻧماﻳﻴد؛ = CC C C C آنﻫا را در كتابچﻪ تانCﻫاى CC =C C .كﻨﻴد CC=ﻳادداشت CC = CC . C=C C C C خﻴر؟ C =ﻳاCﻫستﻨد C آﻳا اﻳﻦ مركبات ﻫﻮمﻮلﻮگ
IUPAC :
C=C C
H
H
:
IUPAC
C=C C C
H
H
C C=C C C C C=C C
H
H
H
H
2H H HC5 H C 4 H C3H CIUPAC = C1 5 3 H CH C 4H CH C 2 = C1 H : H H H H
H2 H H1 C H C H C1 H C 2 = C3 H
H H H C5 C 4
H H H H H C1 C 2 = C3 C 4
H H H C3 C 2 = C1
H
H
= HC3 HC 4 C5 C 4 CH5 HH H H H C5
H
26 H
CH 3
CH 3
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2
CH 2 = CH CH 2
C8 H16
8
.
ﻣرﻛبات C = C ﻧاﻣﮕذارى C C سﻠسﻠﺔ Cاﻳتﻠﻴﻦ بﻪ طرﻳﻘﺔ C C=C C
C IUPAC =C C
C=C C C
-1اﻧتخاب طﻮﻳلترﻳﻦ زﻧجﻴرى كﻪ رابطﺔ دوگاﻧﻪ در آن شامل باشد. گردد كﻪ رابطﺔ دوگاﻧﻪ بﻪ آن ﻧزدﻳك -2شمارهگذارى كاربﻦﻫا در زﻧجﻴر از سمتﻰ شروع مﻰ IUPAC باشد؛ ماﻧﻨد: : H H H H H H C1 C 2 = C3 C 4 C5 H H H
H
H H H H H H C5 C 4 C3 C 2 = C1 H H H H
-3در وقت ﻧامگذاري اول ﻧمبر كاربﻦ كﻪ در آن رابطﺔ دوگاﻧﻪ مﻮجﻮد اســت ،ذكر مﻲگردد؛ سپس تعداد كاربﻦ بﻪ ارقام ﻻتﻴﻦ تحرﻳر و پسﻮﻧد eneبﻪ آن اضافﻪ مﻲگردد: –ene H
:
H H H H H H C1 C 2 = C3 C 4 C5 H H H
2-pentene
H H H H 5 4 3 2 H C C C C = C1 H H H H H
1-pentene
در صﻮرتﻰكﻪ زﻧجﻴر مﻨشعب باشد ،ﻧامگذارى اﻳﻦ ﻧﻮع ﻫاﻳدروكاربﻦ ﻫاى غﻴر مشبﻮع در صﻨف مطالعﻪ مﻰ گردد. دوازدﻫم .
خﻮاص ﻓزﻳﻜﻰ اﻟﻜﻴﻦﻫا
14
4–2 -1سﻪ مركب اول اﻳﻦ سلسلﻪ كﻪ تعداد اتﻮمﻫاى .كاربﻦ آنﻫا از 4–2است بﻪ حالت گاز و از مﻰشﻮﻧد. آن بﻪ حالت جامد ﻳافت ( كاربﻦ 17-5بﻪ حالت ماﻳع و باﻻتر از ) -5
-2 .ﻧقطﺔ غلﻴان آنﻫا متﻨاسب با ازدﻳاد اتﻮمﻫاى كاربﻦ (زﻳاد شدن كتلﺔ مالﻴكﻮلﻰ) بﻪ تدرﻳج افزاﻳش مﻰﻳابد. : 27
. (
)
: ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻰ
.
ﻣـﻮارد اسـتﻌﻤال اﻳتﻠﻴﻦ :مالﻴكﻮلﻫاى اﻳتلﻴﻦ در مﻮجﻮدﻳت تﻴتاﻧﻴم و المﻮﻧﻴــم با ﻫم اتحاد ﻧمﻮده مالﻴكﻮل ﻫاى پﻮلﻰ اﻳتلﻴﻦ را مﻰسازد كﻪ اﻳﻦ طرﻳقﻪ را بﻪ ﻧام پﻮلﻴمﻴراﻳزﻳش ﻳاد مﻰكﻨﻨد .در زبان ﻻتﻴﻦ پﻮلﻰ بﻪ معﻨاى چﻨدﻳﻦ و ﻳا زﻳاد است .از پﻮلﻰ اﻳتلﻴﻦ در پﻼستﻴكسازى و ﻧﻴز از اﻳتلﻴﻦ در پختﻦ مﻴﻮهﻫاى خام بﻪ صﻮرت مصﻨﻮعﻰ و در ساختﻦ مركبات عضﻮى استفاده بﻪ عمل مﻰآﻳد. حرارت (( CH 2 = CH 2 ) 2 )n nCHn2 CH = CH CH2 2 CH CH 2 Ti Ti/Al / Al 2 n
2
82
شكل ( )2-13بﻮتلﻫاى پﻼستﻴكﻰ
(1
9
شكل ( )2-14پختﻦ بادﻧجان رومﻰ
)(12-2
اﻟﻜاﻳﻨﻬا ()Alkynes
)(Alkynes
الكاﻳﻦﻫا ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشــبﻮعﻲ اﻧد كﻪ از مركبات مربﻮطﻪ مشــبﻮع آن چﻬار اتﻮم ﻫاﻳدروجــﻦ كمتر دارﻧد و در اﻳﻦ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا بﻴﻦ دو اتﻮم كاربﻦ -كاربﻦ-رابطﺔ ســﻪ گاﻧﻪ مﻰ C n مﻮجﻮد اســت .فﻮرمﻮل عمﻮمﻰآنﻫا H 2 n C2 nH2n-2 باشد كﻪ nقﻴمت 2 nو ﻳا 2اضافﻪتر را گرفتﻪ ( )Ethyneﻳا استلﻴﻦ مﻰ . مﻰتﻮاﻧد و اولﻴﻦ مركب اﻳﻦ سلسلﻪ اﻳتاﻳﻦ Ethyne باشد. 2
C2H 2
2
Cn H 2n
n=2 ,
)C 2 H 2( 2
H C C H
) اﻳتاﻳﻦ (
–ane
–yne
(استلﻴﻦ)
الكاﻳﻦﻫا طﻮرى ﻧامگذارى مﻰشــﻮﻧد كﻪ پسﻮﻧد aneﻧام الكان مربﻮطﺔ آنﻫا بﻪ پسﻮﻧد yne الكاﻳﻦ مربﻮط حاصل مﻰشﻮد. تعﻮﻳض و در ﻧتﻴجﻪ ﻧام *
.
. C C
28
**
C C C
C C
:
C
C C
n
2
2n 2
..
Cn H H 2 n C2 n H 2 n 2 C n 2n 2 = nn 2 C = 2 ,, Ethyne C2H )H 2( 2
C C 22 H H
2 2( 2) 2
2
2
n=2 ,
)
.
2n 2
C2H 2
.
H C C C C H H H
Cn H 2n
Ethyne
2
n
n
2
)C 2 H 2( 2
)C 2 H 2( 2
C C H
Cn H 2n
2
C 2 H(2
2
n=2 ,
)
–ane –yne ﻓﻌاﻟﻴت . H C C H -1ســاختمانﻫاى زﻧجﻴرى ذﻳل را )تﻮســط (اضافﻪ ﻧمﻮدن اتﻮمﻫاى ﻫاﻳدروجــﻦ تكمﻴل ﻧماﻳﻴد؛ سپس فﻮرمﻮل مالﻴكﻮلﻰ آنﻫا را در كتابچﻪﻫاىتان ﻳادداشت كﻨﻴد. . –ane –yne . *
H C –ane (
C C C,C C C C,C C C C
.
-2بــا.اســتفاده از مــﻮاد محﻴطﻰ؛ ماﻧﻨــد :گل ،خمﻴر و چﻮبــك گﻮگرد مــﻮدل مركبات فﻮق را C C C C C C C C C C C بسازﻳدC . C C C : ** . .
:
C
C
CC CC CC IUPAC طرﻳﻘﺔ C بﻪ C C ﻧاﻣﮕذارى اﻟﻜاﻳﻦﻫا C
C C
C
IUPAC
-1IUPACتعﻴﻴﻦ طﻮﻳلترﻳﻦ زﻧجﻴر كﻪ داراى رابطﺔ سﻪ گاﻧﻪ باشد. -2شــروع .شــمارهگذارى اتﻮمﻫاى كاربﻦ از سمتﻰ كﻪ رابطﺔ ســﻪ گاﻧﻪ بﻪ آن ﻧزدﻳك باشد. IUPAC . ماﻧﻨد: .:
*
2 ,
.
.
.
.
H H C5 C 4 H H H H 4 5 HC C H H
–yn
H H H . 1 2 3 4 5 C H Hالف) C C C H H C C H H H H H H H H HH 1 2 3 4 H C1 C 2 C 3 C 4 C 5 H H C 5 CH CC3 CC2 CC1 ﻧامگذارىHاول ،ﻧمبر كاربﻨﻰ Hكﻪ درHآن رابطﺔ سﻪ گاﻧﻪHمﻮجﻮد است ذكر مﻰگردد؛ -3در وقت H HH
.
ب)
H H H H C5 C 4 C3 C 2 H H H
1
2-Pentyne
.
H
–yne
.
ســپس تعداد كاربﻦ بﻪ ارقام ﻻتﻴﻦ تحرﻳر و پســﻮﻧد yneبﻪ آن اضافﻪ مﻰگردد .با اﻳﻦ دلﻴل . 1-Pentyne ﻧام مركب (الف) 2 Pentyneو ﻧام مركب (ب) 1 Pentyneمﻰباشد. .. 2-Pentyne 2-Pentyne –yne ﻧامگــذارى الكاﻳﻦﻫــاى را كــﻪ داراى زﻧجﻴر مﻨشــعب باشــﻨد ،در صﻨف دوازدﻫــم مطالعﻪ . 1-Pentyne مﻰﻧماﻳﻴد. .
.
) . ( C2H 2
.استﻠﻴﻦ ()C2H2
.
.
) (. C2H 2
سلســلﺔ الكاﻳﻦﻫا بﻮده ،گاز بﻰ رﻧگ و زﻫرى است .از سﻮختﻦ آن در مركب اولﻴﻦ 4CO + 2H Oاســتلﻴﻦ، CH CH CH + +5 5O O 22 . 4CO 2 + 2H 22 O 4CO 2 + 2H 2 O + . . 22 CH 2مﻮجﻮدﻳت اكسﻴجﻦ آب ،كاربﻦ داى اكساﻳد و حرارت بﻪ دست مﻰآﻳد. .
CH + 5 O
2 CH
CH + 5O 2 CH + 45CO حرارت O +2 Q 2 CH O 2 2 + 2H42CO + 2H 2 O +
2CH
29
.
H C5 H
5 O2
شكل ( :)2-15ولدﻳﻨگ كاري
از استلﻴﻦ در چراغﻫاى اكسﻰ استلﻴﻦ كﻪ حرارت زﻳاد ) (3300oCرا تﻮلﻴد مﻰﻧماﻳد براى قطع و لﻴم ﻧمﻮدن فلزات استفاده مﻰشﻮد. بﻨابر مﻮجﻮدﻳت رابطﺔ ســﻪگاﻧﺔ ،استلﻴﻦ ﻳك گاز غﻴر ثابت مﻰباشد و در اثر فشــار مﻨفجر مﻰشــﻮد؛ از اﻳﻦ ســبب آن را در تاﻧك ﻫاى فــﻮﻻدى كﻪ حاوى اســﻴتﻮن اﻧــد ،از ﻳك جا بﻪ جــاى دﻳگر اﻧتقال مﻰدﻫﻨد.
ﻓﻌاﻟﻴت استحصال استﻠﻴﻦ سـاﻣان و ﻣـﻮاد ﻣـﻮرد ضرورت ســﻨگ كلســﻴم كارباﻳــد ،گﻮگرد، ﻧل شﻴشــﻪ ﻳﻰ ،اﻳرلﻴﻦ ماﻳر ،كارک چﻮبﻲ سﻮراخ دار ،قﻴف و آب. طرزاﻟﻌﻤﻞ :سﻨگ كلسﻴم كارباﻳد را مﻴده ﻧمــﻮده ،آن را در بﻴﻦ اﻳرلﻴﻦ ماﻳر عﻼوه كﻨﻴد ،مطابق شكل ذﻳل، كمــﻰ آب در آن عــﻼوه ﻧمــﻮده؛ سپس بﻪ سرعت دﻫﻦ اﻳرلﻴﻦ ماﻳر را تﻮسط كارک چﻮبﻲ سﻮراخ داركﻪ ﻧل شﻴشﻪ ﻳﻲ از آن عبﻮر ﻧمﻮده ،محكم بســتﻪ ﻧماﻳﻴد ،بعــد از آن گﻮگرد را روشﻦ كﻨﻴد و بﻪ قسمت باﻻﻳﻰ ﻧل شﻴشــﻪﻳﻲ ﻧزدﻳك كﻨﻴد .شعلﺔ گاز استلﻴﻦ را مشاﻫده خﻮاﻫﻴد ﻧمﻮد. احتﻴاط گردد كﻪ فﻼسكتكان داده ﻧشــﻮد؛ زﻳرا اســتلﻴﻦ ﻳك گاز غﻴر ثابت مﻰباشــد و اﻧفجار مﻰ ﻧماﻳد و بﻮى بد دارد.
30
شكل( )2-16استحصال گاز استلﻴﻦ و سﻮختﻦ آن
ﻫاﻳدروﻛاربﻦﻫاى اروﻣاتﻴﻚ ﻧام مركبات اروماتﻴك از كلمﺔ ﻻتﻴﻦ اروما (عطر و بﻮى) گرفتﻪ شده است .اﻳﻦ مركبات داراى بﻮى گﻮﻧاگﻮن مﻰباشــﻨد .بﻨزﻳﻦ ،اولﻴﻦ مركب اروماتﻴك اســت .بخارات بﻨزﻳﻦ زﻫرى بﻮده و باعث اﻳجاد امراض ســرطان جگر و گرده مﻰگردد؛ ﻫمچﻨان بعضﻰ مركبات دﻳگر ارومات ﻫا كﻪ در تﻨباكﻮ ﻧﻴز مﻮجﻮد اســت ،باعث امراض ســرطاﻧﻲ مﻰ شــﻮد .مركبات اروماتﻴك داراى اﻫمﻴت زﻳاد بﻮده كﻪ در صﻨاﻳع دواسازى و تﻮلﻴد رﻧگﻫا در ﻧساجﻰ مﻮرد استعمال دارﻧد؛ طﻮر مثال :اسپرﻳﻦ كﻪ براى تسكﻴﻦ درد و تتراسكلﻴﻦ كﻪ بﻪ قسم اﻧتﻰ بﻴﻮتﻴك استعمال مﻰشﻮﻧد مركبات اروماتﻴك اﻧد .مﻨابع مﻬم مركبات اروماتﻴك زغال ســﻨگ و پترولﻴم است .مﻮادى كﻪ از تقطﻴر تدرﻳجﻰ زغال ســﻨگ بﻪ دســت مﻰ آﻳد ،عبارت از قﻴر زغال ســﻨگ است .قﻴر زغال سﻨگ ماﻳع سﻴاه رﻧگﻰ است كﻪ از مخلﻮط ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى اروماتﻴك تشكﻴل گردﻳده است .اگر تحت عملﻴﺔ تقطﻴر تدرﻳجﻰ قرار گرفتﻪ شﻮد ،از آن ﻫاﻳدروكاربﻦ ﻫاى اروماتﻴك؛ماﻧﻨد :تالﻮﻳﻦ، بﻨزﻳﻦ ،ﻧفتالﻴﻦ و اﻧتراسﻴﻦ بﻪ دست مﻰآﻳد.
شكل ( )2-17دواﻫاى ساختﻪ شده از مركبات عضﻮى
31
. .
.
. .
.
شكل ( )2-18اسپرﻳﻦ ﻳكﻰ از دواﻫاى پرمصرف درجﻬان
)(16-2
)(15-2
)(15-2
)(15-2
.
)(16-2
)(16-2
. .
.
:
: .
.
بﻨزﻳﻦ
:
80.1
بﻨزﻳﻦ ﻳك ماﻳع بﻰ رﻧگ و زﻫرى بﻮده و :داراى بﻮى خاص مﻰباشــد .بﻨزﻳﻦ در حرارت 80 درجﻪ ســاﻧتﻰ گرﻳد بﻪ جﻮش مﻰآﻳد و در محللﻫاى عضﻮى؛80.1 80.1و ماﻧﻨد :اﻳتر ،الكﻮل ،اســﻴتﻮن . شﻮد؛ ﻫمچﻨان بﻨزﻳﻦ ﻳك :محلل خﻮبﻰ براى مركبات عضﻮى استﻴك اسﻴد بﻪ خﻮبﻰ حل مﻰ : مﻰباشد و براى حل .ﻧمﻮدن شحمﻴات ،رابر. ،آﻳﻮدﻳﻦ و سلفر مﻮرد استفاده قرار مﻰگﻴرد. بﻨزﻳﻦ در مﻮجﻮدﻳت اكســﻴجﻦ ﻫﻮا ﻧســبت زﻳاد بﻮدن اتﻮمﻫاى كاربﻦ با شــعلﺔ زرد دود دار . . . مﻰ سﻮزد. C H + 15O ( 12CO + 6H O + Q ) 2
)
2
2
:
6
حرارت 12CO HO C6 H2 6++615 2O ( 2 + Q ( 12CO)2 + 6H 2 O + Q
برخﻰ از مشتقات بﻨزﻳﻦ : قرار ذﻳل است:
6
.
C6 H 6 + 15O 2
:
OH CHO COOH C C C CH C HCHO C H COOH HC OH CHO COOH HC OH H C C CC CC C H C HH HC CH CH HC H H C H HC HHCC C HC C C CH H H C C C C C CHC H H H H C HC H HH CH HC HH CH HC HC C CC CC فﻴﻨﻮل بﻨزالدﻳﻬاﻳد اسﻴد Cبﻨزوﻳﻴك C CC CC H HH H HH
32
.
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻰ ﻧﻔتاﻟﻴﻦ ﻧفتالﻴﻦ مركبﻰ است كﻪ از دو حلقﺔ بﻨزﻳﻦ طﻮرى ساختﻪ شده است مشترک مﻰباشد ،فﻮرمﻮل مالﻴكﻮلﻰ كﻪ ﻳك ضلع آن بﻴﻦ )دو حلقﻪ، ( ساختماﻧﻰCآن قرار ذﻳل است: و : H 8
10
فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ
H C
H C
CH
C
HC
CH
C
HC
C H
C H
فﻮرمﻮل مالﻴكﻮلﻰ
C10H8
ﻧفتالﻴــﻦ از تقطﻴــر تدرﻳجﻰ زغال ســﻨگ بﻪ شــكل كرســتلﻫاى شفاف رﻧگ بﻪ وجﻮد مﻰآﻳد كﻪ بﻮى مشخص اروماتﻴكﻰ دارد ،ﻧقطﺔ . 80 ذوبان آن 80درجﻪ ساﻧتﻰ گرﻳد است. ﻧفتالﻴﻦ بﻪ حرارت 218درجﻪ ساﻧتﻰ گرﻳد غلﻴان ﻧمﻮده و بﻪ آساﻧﻰ تصعﻴــد مﻰﻧماﻳــد. ،ﻻرواى كﻮﻳــﻪ را از بﻴﻦ مﻰبــرد و براى برطرف ﻧمﻮدن بﻮى بد در تشﻨابﻫا ﻧﻴز استعمال مﻰگردد.
)(17-2
شكل ( )2-19ﻧفتالﻴﻦ از جملﺔ ﻫاﻳدروكاربﻦ اروماتﻴك
33
خﻼصﺔ ﻓصﻞ دوم ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا مركبات عضﻮى اﻧد كﻪ ازكاربﻦ و ﻫاﻳدروجﻦ ســاختﻪ شــده ا ﻧد و داراى رابطﺔ اشتراكﻰ مﻰباشﻨد. الكانﻫــا ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاﻳﻰاﻧد كﻪ بﻴــﻦ اتﻮمﻫاى كاربﻦ آن رابطﺔ اشــتراكﻰ ﻳگاﻧﻪ مﻮجﻮد است. اگر ﻳك اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ از ﻳك مالﻴكﻮل الكان جدا شــﻮد ،در آن صﻮرت گروپ الكاﻳل آن تشكﻴل مﻰشﻮد. مركبات عضﻮى كﻪ فﻮرمﻮل مالﻴكﻮلﻰشان ﻳكسان و فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ و خﻮاص شان از ﻫم فرق داشتﻪ باشﻨد ،اﻳزومﻴر ﻳكدﻳگر اﻧد. الكﻴﻦﻫا ﻳك رابطﺔ اشــتراكﻰ دوگاﻧﻪ و الكاﻳﻦﻫا رابطﺔ اشتراكﻰ سﻪ گاﻧﻪ داشتﻪ و مربﻮط بﻪ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشبﻮع اﻧد. در ﻫاﻳدروكاربﻦﻫــاى مشــبﻮع ،تعامــﻼت تعﻮﻳضﻰ و در ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشــبﻮع، تعامﻼت جمعﻰ صﻮرت مﻰگﻴرد. مركبات اروماتﻴك ،مركبات عضﻮى اﻧد كﻪ از زغال سﻨگ و ﻧفت بﻪ دست مﻰ آﻳﻨد. بﻨزﻳﻦ با شعلﺔ زرد رﻧگ دود دار مﻰسﻮزد. مركبات اروماتﻴك در صﻨاﻳع مختلف؛ از قبﻴل دواســازى ،ســاختﻦ رﻧگﻫا و غﻴره مﻮرد استعمال دارﻧد.
سؤال ﻫاى ﻓصﻞ دوم ﻫر ســؤال زﻳر چﻬار جﻮاب دارد كﻪ ﻳكﻰ آن صحﻴح و ســﻪ دﻳگر آن غلط اســت .جﻮاب درست سﻮالﻫا را در كتابچﻪ ﻫاى خﻮد بﻨﻮﻳسﻴد: -1ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى زﻧجﻴرى ﻳا الﻴفاتﻴك بﻪ كدام ﻳكﻰ از سلسلﻪﻫاى زﻳر تقسﻴم شده است: ب) الكﻴﻦ و الكاﻳﻦ الف) الكان و ساﻳكلﻮ الكان د) الكان ،الكﻴﻦ ،الكاﻳﻦ و ساﻳكلﻮ الكان ج) ساﻳكلﻮالكان و اروماتﻴك -2اگــر ﻳك اتﻮم ﻫاﻳدروجــﻦ مﻴتان بﻪ ﻳك اتﻮم كلﻮرﻳﻦ تعﻮﻳض گردد ،كــدام ﻳكﻰ از مركبات ذﻳل حاصل مﻰشﻮد. الف) CH 3Cl ب) CH 2Cl 2 د) CCl 4 ج) CHCl3 -3فﻮرمﻮل عمﻮمﻰمركبات سلسلﺔ الكاﻳﻦ عبارت است از: ب) CnH2n+1 الف) CnH2n د) CnH2n+2 ج) Cn H2n-2 34
-4مركبات ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى سلســلﺔ الكﻴﻦ ،صرف بﻴﻦ دو اتﻮم كاربﻦ خﻮد ﻳكﻰ از رابطﻪﻫاى اشتراكﻰ زﻳر را دارا مﻲباشﻨد. ب) رابطﺔ دوگاﻧﻪ الف) رابطﺔ ﻳگاﻧﻪ د) رابطﺔ چﻬار گاﻧﻪ ج) رابطﺔ سﻪگاﻧﻪ -5مركب اولﻰ سلسلﺔ الكاﻳﻦ كدام است؟ ب) پروپان الف) مﻴتان د) ا ﻳتلﻴﻦ ج) استلﻴﻦ طرف راسـت صﻔحﻪ ،سـؤالﻫا و طرف چپ صﻔحﻪ ،جﻮابﻫاى آن ﻧﻮشـتﻪ شـده است ،شﻤا ﻧﻤبر جﻮاب صحﻴح را در ﻣﻘابﻞ سؤال ﻣربﻮط آن در داخﻞ ﻗﻮس درﻛتابچﻪﻫاى خﻮد ﻧﻮشتﻪ ﻛﻨﻴد. جﻮابﻫا
سؤالﻫا
-6ﻫاﻳدروكاربﻦﻫــاى غﻴــر مشــبﻮع چﻪ ﻧﻮع مركبــات اﻧد؟ -1بﻮى بﻨزﻳﻦ دارد. -2تعامل تعﻮﻳضﻰ است. ) ( -3بﻮى تﻨد دارد. ) -7ﻧام مركب C5 H10عبارت است از( : -4ساﻳكلﻮ الكان -8در ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشــبﻮع بﻴﻦ دو اتــﻮم كاربﻦ مجاور C n H 2 n + 2 -5 ) كدام رابطﻪ وجﻮد دارد؟ ( Pentene -6 C8 H16 -9چﻪ ﻧﻮع ﻫاﻳدروكاربﻦ است؟ -7رابطﻪ ﻳگاﻧﻪ -8تعامﻼت جمعﻰ ) ( -9مركباتﻰ اﻧد كﻪ اتﻮمﻫاى كاربﻦ آنﻫا تﻮسط اتﻮمﻫاى ﻫاﻳدروجﻦ مشبﻮعﻧشدهباشد.
جﻤﻠﻪﻫاى زﻳر را بﻪ دﻗت بخﻮاﻧﻴد و بﻌد در آن جﻤﻠﻪﻫاى صحﻴح را بﻪ حرف (ص) وجﻤﻠﻪﻫاى ﻏﻠط را بﻪ حرف (غ) ﻧشاﻧﻰ ﻛﻨﻴد: -10فﻮرمﻮل كﻴمﻴاوى مركب استلﻴﻦ C2H2است) ( .
C7H12 -11ﻳكﻰ از مركبات سلسلﺔ الكانﻫاست( . -12پروپان ﻳك ﻫاﻳدروكاربﻦ جامد است) (. -13فﻮرمﻮل بﻨزﻳﻦ C6H6است) ( . -14تﻮسط اﻳتلﻴﻦ مﻴﻮهﻫا را بﻪ صﻮرت مصﻨﻮعﻰ پختﻪ مﻰكﻨﻨد ) (. سؤالﻫاى ذﻳﻞ را تشرﻳح ﻧﻤاﻳﻴد. -15از زغال سﻨگ كدام ﻧﻮع گاز بﻪ دست مﻰآﻳد؟ -16قﻴر زغال سﻨگ داراى كدام ﻧﻮع مركبات است؟ -17از تقطﻴر تدرﻳجﻰ زغال سﻨگ كدام ﻧﻮع مركبات بﻪ دست مﻰآﻳد؟ -18فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ بﻨزﻳﻦ را تحرﻳر دارﻳد. )
35
ﻓصﻞسﻮم ﮔروپﻫاى وظﻴﻔﻪﻳﻰ در ﻣرﻛبات عضﻮى و صﻨﻒ بﻨدى آنﻫا شــما چاي شﻴرﻳﻦ را ﻧﻮشــﻴده اﻳد و مﻴﻮهﻫاي شﻴرﻳﻦ؛ ماﻧﻨد :اﻧگﻮر، تربﻮز را ﻧﻴز خﻮردهاﻳد .شﻴرﻳﻦ بﻮدن اﻳﻦ مﻮاد بﻪ كدام ﻧﻮع از مركبات مﻲ تﻮاﻧد ارتباط داشــتﻪ باشد؟ ﻫمچﻨان مﻴﻮهﻫاي ترش؛ ماﻧﻨد :لﻴمﻮ و ﻧارﻧــج را ﻫم خﻮردهاﻳد ،تــرش بﻮدن اﻳﻦ مﻮاد مربﻮط بﻪ كدام ﻧﻮع مﻮاد است؟ در اﻳﻦ فصل مﻲخﻮاﻫﻴــم اﻧﻮاع مركبات عضﻮي را كﻪ ﻫر ﻳك آنﻫا خــﻮاص فزﻳكﻲ و كﻴمﻴاوي خاص خﻮد را دارﻧد و اﻳﻦ خاصﻴت آنﻫا مربــﻮط بﻪ گروپﻫــاى وظﻴفﻪ ﻳﻲ در مالﻴكﻮل آنﻫا اســت ،مطالعﻪ ﻧماﻳﻴم .مثال :الكﻮلﻫا ،اﻳترﻫا ،الدﻳﻬاﻳدﻫا ،كﻴتﻮنﻫا و كاربﻮكسلﻴك اســﻴدﻫا وغﻴره .اﻳــﻦ مركبات از جملﺔ مركبات عضــﻮي بﻮده و ﻫر ﻳكشــان داراى ﻳك گروپ وظﻴفﻪﻳﻰ خاص اﻧد؛ ﻫمچﻨان بعضﻰ از مركبات عضﻮى دﻳگر؛ از قبﻴل كاربﻮﻫاﻳدرﻳتﻫا ،شــحمﻴات وغﻴره، داراى چﻨدﻳــﻦ گــروپ وظﻴفﻪﻳﻰ اﻧــد .با مطالعﺔ اﻳــﻦ فصل جﻮاب سؤالﻫاى ذﻳل را بﻪ دســت مﻰآﻳد :گروپﻫاى وظﻴفﻪﻳﻰ چﻨد ﻧﻮع است؟ گروپﻫاى وظﻴفﻪﻳﻰ باﻻى خاصﻴت مركبات عضﻮى چﻪ تأثﻴر دارﻧد؟ فرق بﻴﻦ تﻴل و شــمع چﻪ است؟ كاربﻮﻫاﻳدرﻳتﻫا چﻨد ﻧﻮع ﻫستﻨد و قﻨدﻫاى مﻬم در زﻧده گﻰ كدامﻫا اﻧد؟
36
ﮔروپﻫاي وظﻴﻔﻪﻳﻲ گروپ ﻫاﻳﻲ اﻧد كﻪ در مالﻴكﻮل مركب عضﻮي از اتﻮم ﻫاي مشــخص تركﻴب شــده و بﻪ آنﻫا خــﻮاص فزﻳكﻲ و كﻴمﻴاوي خاص مﻲ بخشــﻨد .اكثر اﻳﻦ گروپﻫا ســبب تعامﻼت كﻴمﻴاوي مﻲ گردﻧدكﻪ بﻪ ﻧام گروپﻫاى وظﻴفﻪﻳﻰ ﻳاد شده اﻧد .در تركﻴب اﻳﻦ گروپﻫا عﻨاصر مختلف مﻮجﻮد بﻮده مﻰتﻮاﻧد ،در زﻳر گروپﻫاى وظﻴفﻪﻳﻰ اكسﻴجﻦ دار را با مركبات تشكﻴل دﻫﻨدة آنﻫا مطالعﻪ مﻰﻧماﻳﻴم.
جدول ( )3-1گروپﻫاي وظﻴفﻪﻳﻲ در مركبات عضﻮى فﻮرمﻮل مركبات مربﻮط و ﻧام آنﻫا اﻳتاﻳل الكﻮل داي اﻳتاﻳل اﻳتر اسﻴت الدﻳﻬاﻳد داي مﻴتاﻳل كﻴتﻮن استﻴك اسﻴد داي مﻴتاﻳل اﻳستر
CH3-CH2-OH CH3-CH2-O-CH2-CH3 CH3-CHO
فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ مركبات R- OH
- OH
الكﻮل
R- O- R
-O-
اﻳتر
RCHO
-CHO
الدﻳﻬاﻳد
CH3-CO-CH3
R-CO-R
گروپ ﻫاي وظﻴفﻪ ﻳﻲ
O
ﻧام مركبات
كﻴتﻮن C
CH3-COOH
R-COOH
- COOH
اسﻴد
CH3-COO-CH3
R-COO-R
- COOR
اﻳستر
اﻟﻜﻮلﻫا الكﻮلﻫا مشتقات اكسﻴجﻨﻲ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا بﻮده كﻪ ﻳك اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ آنﻫا تﻮسط گروپ ﻫاﻳدروكسﻴل ( )-OHتعﻮﻳض شده است. فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ آن R-OHمﻲباشــد و سادهترﻳﻦ مركب اﻳﻦ سلسلﻪ عبارت از مﻴتاﻳل الكﻮل ﻳا مﻴتاﻧﻮل است.
37
بﻪ فﻮرمﻮلﻫاى ذﻳل دقت ﻧماﻳد: الكﻮل R –OH CH3 –OH مﻴتاﻧﻮل
الكان R-H CH3 –H مﻴتان
CH3-OH مﻴتاﻧﻮل Methanol
+OH
CH3 –H مﻴتان Methane
-H
شكل ( )3-1مﻮدل مﻴتاﻧﻮل
CH3 – CH2 – OH اﻳتاﻧﻮل Ethanol
+OH -H
شكل ( )3-2مﻮدل اﻳتاﻧﻮل
38
CH3 – CH2 – H اﻳتان Ethane
ﻧاﻣﮕذاري اﻟﻜﻮلﻫا الكﻮلﻫا بﻪ دو طرﻳق ﻧامگذاري مﻲشﻮﻧد :طرﻳقﺔ آﻳﻮپك ( )IUPACو معمﻮلﻲ. ﻧامگــذاري الكﻮلﻫــا بــﻪ طرﻳقــﺔ آﻳﻮپك طﻮري صــﻮرت مﻰگﻴرد كــﻪ حرف آخــر ( )eﻧام ﻫاﻳدروكاربﻦﻫــاى مربﻮط بﻪ ( )olتعﻮﻳض مﻰشــﻮد .ﻧامگذاري الكﻮلﻫــا بﻪ طرﻳقﺔ معمﻮلﻲ طﻮري اســت كﻪ اول ﻧام الكاﻳل را گرفتﻪ بعد كلمﺔ الكﻮل ذكر مﻰشــﻮد؛ طﻮر مثال :مﻴتاﻳل الكﻮل ). (CH 3OH ﻧامگذاري برخﻲ از الكﻮلﻫا بﻪ طرﻳقﺔ ( )IUPACدر جدول ( )3-2ﻧشان داده شده است: جدول ( )3-2ﻧامگذاري الكﻮلﻫا بﻪ طرﻳقﻪ آﻳﻮپاک ﻧقطﺔغلﻴان الكﻮل ﻫا بﻪ o C 65
ﻧام درى
ﻧام IUPAC
مﻴتاﻧﻮل
Methanol
78
اﻳتاﻧﻮل
Ethanol
CH3 –CH2 - OH
97
پروپاﻧﻮل
Propanol
CH3 –CH2 – CH2 - OH
فﻮرمﻮل الكﻮل CH3- OH
ﻧام ﻫاﻳدروكاربﻦ
فﻮرمﻮل ﻫاﻳدرو كاربﻦ
Methane
CH4
Ethane
C2H6
Propane
C3 H8
ﻣﻴتاﻧﻮل (ﻣﻴتاﻳﻞ اﻟﻜﻮل) :اﻳﻦ الكﻮل ﻳك مادة بﻲ رﻧگ زﻫري است .كثافت آن 0/79گرام فﻲ ســاﻧتﻲ متر مكعب بﻮده و در حرارت 65درجﻪ ســاﻧتﻲگرﻳد بﻪ غلﻴان مﻲآﻳد .در ســابق مﻴتاﻳل الكﻮل را از تقطﻴر تدرﻳجﻲ چﻮب ارچﺔ خشك بﻪ دست مﻲآوردﻧد؛ از اﻳﻦ رو آن را بﻪ ﻧام الكﻮل چﻮب ﻧﻴز ﻳاد مﻲكﻨﻨد .در سال 1923درآلمان ﻳك طرﻳقﺔ دﻳگري براي استحصال مﻴتاﻧﻮل بﻪ كار بردﻧد ،آنﻫا در مﻮجﻮدﻳت اكساﻳدﻫاى كروم و جست بﻪ حﻴث كتلست از تعامل ﻫاﻳدروجﻦ و كاربﻦ مﻮﻧﻮاكساﻳد مﻴتاﻳل الكﻮل را بﻪ دست آوردﻧد: 400 C o
CH3 – OH
ZnO/Cr2O3
2H2 + CO
از مﻴتاﻳل الكﻮل بﻪ حﻴث محلل رﻧگ ورﻧس ،رﻧگ پالش و ﻻک استفاده مﻰشﻮد .ﻧﻮشﻴدن مقدار بســﻴار كم مﻴتاﻳل الكﻮل باعث ﻧابﻴﻨاﻳﻲ گردﻳده و اگر مقدار آن بﻪ 25گرام برســد، ســبب از بﻴﻦ رفتﻦ اﻧســان مﻲگردد .براي اﻳﻦ كﻪ اﻳتاﻳل الكﻮل براي ﻧﻮشــﻴدن ﻧامﻨاسب گــردد ،مقدار كمﻲ مﻴتاﻳل الكــﻮل را در آن مخلﻮط مﻰﻧماﻳﻨد .از اﻳﻦ ماده بﻪ حﻴث مادة سﻮخت و ضد ﻳخ در وساﻳط ﻧقلﻴﻪ ﻧﻴز استفاده مﻰشﻮد.
39
اﻟﻜﻮل ﻫاي چﻨد ﻗﻴﻤتﻪ الكﻮل ﻫاي كﻪ تا اكﻨﻮن معرفﻲ شــدهاﻧد ،داراي ﻳك گروپ ﻫاﻳدروكسﻴل ( )-OHمﻲباشﻨد، چﻨﻴــﻦ الكﻮلﻫا را بﻪ ﻧــام الكﻮل ﻫاي ﻳك قﻴمتﻪ (مﻮﻧﻮﻫاﻳدرﻳك) ﻳــاد مﻰكﻨﻨد .اگر الكﻮلﻫا بﻴشــتر از ﻳك گروپ ﻫاﻳدروكســﻴل ( )-OHداشتﻪ باشــﻨد آنﻫا را الكﻮلﻫاي چﻨد قﻴمتﻪ (پﻮلﻲ ﻫاﻳدرﻳك) مﻲﻧامﻨد؛ ماﻧﻨد: CH 2 OH
3
CH OH
2
CH 2
1
OH
1,2,3 Pr opanetriol
CH 2
2
CH 2
1
OH OH 1,2 Ethanediol
اﻳتلﻴﻦ گﻼﻳكﻮل گلﻴسرﻳﻦ اﻳتلﻴﻦ گﻼﻳكﻮل كﻪ ﻳك الكﻮل دو قﻴمتﻪ بﻮده ،بﻪ حﻴث مادة اﻧتﻲ فرﻳز (ضد ﻳخ) در وســاﻳط ﻧقلﻴﻪ مﻮرد استعمال قرار مﻲ گﻴرد .اﻳﻦ ماده ﻳك مركب بﻲبﻮ بﻮده و بﻪ حالت ماﻳع ﻳافت شده و در آب مﻨحل است كﻪ محلﻮل آن ﻧقطﺔ اﻧجماد آب را پاﻳﻴﻦ مﻲآورد.
شكل ( :)3-3اﻳتلﻴﻦ گﻼﻳكﻮل بﻪ حﻴث مادة اﻧتﻲ فرﻳز
گلﻴسرﻳﻦ كﻪ ﻳك الكﻮل سﻪ قﻴمتﻪ مﻲباشد ،ماﻳع غلﻴظ و بﻲرﻧگ بﻮده ،ذاﻳقﺔ شﻴرﻳﻦ داشتﻪ و در آب مﻨحل اســت .اﻳﻦ ماده بﻪ حﻴث مادة اﻧتﻲ فرﻳز و ﻧﻴز در ســاختﻦ مرﻫم جلدى و در رﻧگﻫاي طباعتﻰ مﻮرد استفاده قرار مﻲ گﻴرد.
40
::
ﻓﻌاﻟﻴت
ﻣﻘاﻳسﺔ خﻮاص ﮔﻠﻴسرﻳﻦ و اﻳتﻠﻴﻦ :: ﮔﻼﻳﻜﻮل ساﻣان و ﻣﻮاد ﻣﻮرد ضرورت :سلﻨدر درجﻪ دار ،آب ،گلﻴسرﻳﻦ ،اﻳتلﻴﻦ گﻼﻳكﻮل و بﻴكر. طرز اﻟﻌﻤﻞ :كمﻲ اﻳتلﻴﻦ گﻼﻳكﻮل را در بﻴكر برﻳزﻳد ،چﻪ بﻮي و رﻧگ خﻮاﻫد داشت؟ ﻳك مقدار كم اﻳتلﻴﻦ گﻼﻳكﻮل را در ســلﻨدر درجﻪدار كﻪ ﻧصف آن از آب پر باشــد ،برﻳزﻳد و آن را شﻮر دﻫﻴد، آﻳا طبقﺔ جداگاﻧﺔ آب و الكﻮل در سلﻨدر تشكﻴل مﻰشﻮد ﻳا خﻴر؟ تجربﺔ فﻮق را در مﻮرد گلﻴسرﻳﻦ ﻧﻴز اجرا ﻧمﻮده و ﻧتاﻳج را در كتابچﻪﻫاى خﻮد ﻳادداشت ﻧماﻳﻴد.
..
اﻧﻮاع اﻟﻜﻮلﻫا بر اساس ﻧﻮعﻴتﻫاى اتﻮم كاربﻦ كﻪ گروپ ﻫاﻳدروكسﻴل ( )) -OH ((-OHبﻪ آن وصل است ،الكﻮلﻫا )-OH ((Secondary alcohol )) ((Primary alcohol )) ســﻮمﻲ )Secondaryو دومﻲ ،)Primary اولــﻲ(alcohol بﻪ الكﻮلﻫــاي Secondary (alcoholalcohol Primary alcohol طبقﻪ بﻨدي مﻰشﻮﻧد.. . ((Tertiary alcohol )) )Tertiary (alcohol Tertiary alcohol ((--COH )) بﻪ اتﻮم كاربﻨﻲ كﻪ گروپ ﻫاﻳدروكسﻴل ( )) ((-OHآن وصل است كاربﻦ كاربﻴﻨﻮل )-OHبﻪ ()-COH COH -OH شــﻮد .در الكﻮلﻫاي اولﻲ كاربﻦ كاربﻴﻨﻮل بﻪ ﻳك الكاﻳل وصل مﻲ ..باشد كﻪ فﻮرمﻮل گفتﻪ مﻰ .. ذﻳل است: عمﻮمﻲ آن قرار .. H H R – C R – C –– OH OH H H
.. .. شــﻮد كﻪ باشــد ،بﻪ ﻧام الكﻮل دومﻲ ﻳاد مﻰ اگــر كاربــﻦ كاربﻴﻨﻮل بﻪ دو گروپ الكاﻳل وصل فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ آن قرار ذﻳل است: H H R – C R – C –– OH OH R R 11
اگر كاربﻦ كاربﻴﻨﻮل بﻪ ســﻪ گروپ الكاﻳل وصل باشــد ،بﻪ ﻧام الكﻮل ســﻮمﻲ ﻳاد مﻰشﻮد كﻪ :: عمﻮمﻲ آن قرار ذﻳل است: فﻮرمﻮل R R 22 R – C R – C –– OH OH R R 11
41
ﻓﻌاﻟﻴت با تﻮجﻪ بﻪ فﻮرمﻮلﻫاى ساختماﻧﻲ داده شدة ذﻳل بﻪ سؤالﻫاى زﻳر جﻮاب دﻫﻴد: . 1 -1 قﻴمت-الكﻮلﻫاي زﻳر را مشخص كﻨﻴد. الكﻮلﻫاي زﻳر را تعﻴﻦ ﻧماﻳﻴد. . -2ﻧﻮع-2 CH3 – CH2 – OH
.
CH 3 CH CH 3
CH 3
OH
CH 3 C CH 3 3 CH
CH3 – CH- CH3 H OH CH 2 CHOH 2 C OH OHCH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH3 – OH C OH H
OH C – CH CH –3 3 OH
CH 3 OH
CH 3 CH 2 OH
اﻳتاﻧﻮل (اﻳتاﻳﻞ اﻟﻜﻮل)
)(Ethanol
اﻳتاﻳل الكﻮل ﻳك ماﻳع شــفاف و داراي بﻮي تﻴز و مشــخص بﻪ خﻮد است ،ﻧقطﺔ غلﻴان آن 78 درجﻪ ســاﻧتﻲ گرﻳد مﻲباشــد و آن را از حبﻮبات ،ﻧشاﻳستﻪ و مﻮاد قﻨدي؛ ماﻧﻨد78: اﻧگﻮر بﻪ دست مﻲآورﻧد؛ از .اﻳﻦ رو آن را بﻪ ﻧام الكﻮل حبﻮبات ﻧﻴز ﻳاد مﻲكﻨﻨد .اﻳتاﻳل الكﻮل از شﻴرة .مﻮاد قﻨدي؛ . اﻧزاﻳم زاﻳمز ( )Zymaseقرار معادلﺔ ذﻳل بﻪ دست مﻲآﻳد: ماﻧﻨد :اﻧگﻮر در اثر عمل كتلستﻲ . )(Zymase Zymasev C6 H12 O 2C H OH + 2CO 2 Zymase 2 OH 5 + 2CO C 6 H612 O 6 C2 H 5 2 Ethanol
Glucose Glucose
Ethanol
ﻫمچﻨــان اﻳتاﻳل الكــﻮل از تعامل اﻳتلﻴﻦ با آب در مﻮجﻮدﻳت : كتلســت؛ ماﻧﻨد :تﻴزاب گﻮگرد حاصل مﻲ . گردد: CH 3 CH 2 OH
H 2SO 4
CH 2 = CH 2 + H 2 O
از اﻳتاﻳــل الكﻮل در تﻬﻴﺔ تﻴﻨچرآﻳﻮدﻳﻦ ،رﻧگﻫاى ورﻧس ،پﻼســتﻴك ،رﻧگﻫا ،ادوﻳﻪ ،اﻧﻴلﻴﻦ، عطرﻳات ،ســامان آراﻳش و .در طبابت بﻪ حﻴث مادة ضد عفﻮﻧﻲ بﻪ كار برده مﻰشــﻮد .اﻳتاﻳل ممالك بﻪ حﻴث مادة ســﻮخت و ضد اﻧجماد مﻮرد الكــﻮل ﻳك محلل خﻮب بﻮده و در بعضﻲ . اســتفاده قرار مﻲگﻴرد .اﻳتاﻳل الكﻮل در بســﻴاري مشروبات الكﻮلﻲ وجﻮد دارد و ﻧﻮشﻴدن آن سﻴستم عصبﻲ ،عضﻼتﻲ و ﻧظام ﻫضمﻲ را خراب مﻲﻧماﻳد و اﻧسان را در حالت بﻲخﻮدي) قرار ( مﻲدﻫد؛ از اﻳﻦ ســبب است كﻪ در دﻳﻦ مقدس اسﻼم ﻧﻮشــﻴدن اﻳتاﻳل الكﻮل (شراب) حرام ( 90 ) . قطعﻲ مﻲباشد( .آﻳﺔ 90سﻮرة مائده) : 42 . .
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻲ ﻓﻴﻨﻮل :فﻴﻨﻮل خالص ﻳك مادة جامد ،بلﻮري و بﻲ رﻧگ است؛ اگر فﻴﻨﻮل براي مدتﻲ در برابر اكسﻴجﻦ ﻫﻮا و ﻧﻮر قرار بگﻴرد ،رﻧگ بﻨفش را بﻪ خﻮد اختﻴار مﻲكﻨد .فﻴﻨﻮل داراي بﻮي سمﻲ و ضد عفﻮﻧﻲ است و در طبابت از آن استفاده بﻪ عمل مﻲآﻳد.
شكل ( )3-4مﻮدل فﻴﻨﻮل
اﻳتر وقتــﻲ كﻪ اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ گروپ ﻫاﻳدروكســﻴل الكﻮل بﻪ ﻳك گــروپ الكاﻳل تعﻮﻳض گردد، مركب حاصلﺔ آن اﻳتر است: R O R
اﻳتر
+R H
R OH
الكﻮل
شكل ( )3-5مﻮدل داى اﻳتاﻳل اﻳتر
43
(3
اﻳتر ،ﻳك ماﻳع بﻲرﻧگ و قابل ســﻮخت بﻮده و داراي بﻮي خاص مﻲ باشــد .از اﻳتر در سابق بﻪ حﻴث مادة بﻲﻫﻮش كﻨﻨده در جراحﻲ استفاده مﻲشد. درﻧامگذارى اﻳترﻫا ﻧخست بقﻴﺔ كﻮچك الكاﻳل و بعد بقﻴﺔ بزرگ الكاﻳل تحرﻳر گردﻳده و كلمﺔ )(3-4 اﻳتر بﻪ آن عﻼوه مﻰگردد:
(R- O- R) Eth (R- O- R) Ether
CH 3 O CH 2 CH 3
( )metyal ethyal etherمﻴتاﻳل اﻳتاﻳل اﻳتر بقﻴﻪﻫا مشابﻪ و ﻳكسان باشد ،با ﻧام بقﻴﻪﻫاى مذكﻮر پﻴشﻮﻧد داى ( )diعﻼوه شده و .اگر در اﻳترﻫا . گردد: مﻰ R R OH اخﻴر R كلمﺔ اﻳترRدر O R OH + R O+ R ﻧام تحرﻳر R H
H
CH3 – CH2 –O –CH CH CH23–O – CH2 - CH3 –3 2 -CH
داي اﻳتاﻳل اﻳتر ()di ethyl ether )(Diethyl ether
CH3 - O -CH3 CH3 - O -CH3
داي مﻴتاﻳل اﻳتر )di (methyl ether ) (Dimethyl ether
) (Dimethyl ether
)(Diethyl ether
اﻟدﻳﻬاﻳدﻫا الدﻳﻬاﻳدﻫا ﻳكﻰ از مشــتقات اكسﻴجﻦ دار ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا مﻲباشﻨد .اگر ﻳك اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ ﻫاﻳدروكاربﻦ بــﻪ ﻳك گروپ وظﻴفﻪﻳﻰ الدﻳﻬاﻳدﻫا C OHتعﻮﻳض گردد ،الدﻳﻬاﻳد بﻪ وجﻮد مﻲآﻳد كﻪ داراي فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ ( )R-CHOاست. طﻮر مثال :اگر ﻳك اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ مﻴتان باگروپ الدﻳﻬاﻳد تعﻮﻳض شــﻮد ،طبق معادلﺔ ذﻳل : بﻪ الدﻳﻬاﻳد مبدل مﻲ شﻮد:
(3
)(3-5
.
CHO
CH 3
( ) اسﻴت الدﻳﻬاﻳد . اﻳتاﻧل
+ CHO H
.
CH 4
مﻴتان
ﻧامگــذارى الدﻳﻬاﻳد eطﻮرى صﻮرت مﻰگﻴرد كﻪ حرف ( )eﻧامalﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مربﻮط :شــان . . بــﻪ پســﻮﻧد ( )alتعﻮﻳض مﻰگردد .در جــدول ذﻳل ﻧام ،فﻮرمﻮل و بعضــﻰ از خﻮاص فزﻳكﻰ . (Methanal ) ( ) Methane Aldehyds Aldehyds شان تحرﻳر گردﻳده است. الدﻳﻬاﻳدﻫا و ﻧامﻫاى )(3-3
(R-CHO (R-CHO) . g/100mL
.
-92
-21
Methanal
-123 44 -81
20
Ethanal
49
Propanal
-97
CHO
CHO
1
H CHO CH 3 CHO
2
CH 2
CH 3
3
)(CH
CH
جدول ( )3-3ﻧامﻫاي بعضﻰ الدﻳﻬاﻳدﻫا با خﻮاص فزﻳكﻰ آنﻫا اﻧحﻼلﻴت بﻪ
ﻧقطﺔ ذوبان
g 100ml
C
o
ﻧقطﺔ غلﻴان C
o
ﻧام بﻪ دري
فﻮرمﻮل الدﻳﻬاﻳدﻫا
ﻧام بﻴﻦ المللﻲ
شماره
H CHO CH 3 CHO CH 3 CH 2 CHO CH 3 (CH) 2 CHO
4
CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CHO Pentanal
5
C6 H 5 CHO
6
زﻳاد مﻨحل
-92
-21
مﻴتاﻧل
Methanal
زﻳاد مﻨحل
-123
20
اﻳتاﻧل
Ethanal
زﻳاد مﻨحل
-81
49
پروپاﻧل
Propanal
مﻨحل است
-97
75
بﻴﻮتاﻧل
Butanal
كم مﻨحل
-92
104
پﻨتاﻧل
كم مﻨحل
-26
178
بﻨزالدﻳﻬاﻳد
Benzaldehyde
1 2 3
ﻓﻌاﻟﻴت الدﻳﻬاﻳدﻫاى ذﻳل را ﻧام گذارى ﻧماﻳﻴد.
CH3 CH 2 CH 2 CHO, CH3 CH 2 CHO
ﻣﻴتاﻧﻞ (ﻓارم اﻟدﻳﻬاﻳد)
=
فارم الدﻳﻬاﻳد ﻳا مﻴتاﻧل گازي است كﻪ داراي بﻮي تﻴز مﻲباشد و محلﻮل 40فﻴصد آن را بﻪ ﻧام فارملﻴﻦ ﻳاد مﻲكﻨﻨد و از اﻳﻦ ماده در ﻻبراتﻮار ﻫا براي حفاظت اجساد ،در ساختﻦ پﻼستﻴك و رﻧگ استفاده بﻪ عمل مﻲآﻳد. در صﻨعت ،فارم الدﻳﻬاﻳد را طﻮرى بﻪ دســت مﻰآورﻧد كﻪ بخارات مﻴتاﻧﻮل و ﻫﻮا را از مس داغ شده عبﻮر مﻰدﻫﻨد ،در ﻧتﻴجﻪ ،فارم الدﻳﻬاﻳد بﻪ دست مﻰآﻳد .در اﻳﻦ جا مس بﻪ حﻴث كتلست استعمال مﻰشﻮد. O 2H C H + 2H 2 O
Cu
2CH 3 OH + O 2
ﻓﻌاﻟﻴت استحصال اﻳتاﻧﻞ ساﻣان و ﻣﻮاد ﻣﻮرد ضرورت :بﻴكر ،جالﻲ ،مﻨبع حرارت ،سﻴم فلزي مسﻲ و اﻳتاﻳل الكﻮل. طرزاﻟﻌﻤﻞ :بﻪ اﻧدازة 20ملﻲ لﻴتر اﻳتاﻳل الكﻮل معمﻮلﻲ را در ﻳك بﻴكر برﻳزﻳد؛ ســپس بﻪ بﻮي مخصﻮص آن تﻮجﻪ كﻨﻴد و سﻴم مسﻲ را بﻪ شكل فﻨر پﻴچ بدﻫﻴد ،بﻴكر را تﻮسط مﻨبع حرارت گرم كﻨﻴد و سﻴم مسﻲ را روي شــعلﻪداغ ﻧمﻮده و فﻮرى بﻪ دﻫﻦ بﻴكر بگﻴرﻳد تا بخار الكﻮل بﻪ آن درتماس شــﻮد .در اﻳﻦ حالت چﻪ تغﻴﻴرات در سطح فلز مشاﻫده مﻰشﻮد؟ سﻴم فلزي را بﻪ احتﻴاط از بﻴكر بﻴرون كﻨﻴد و آن را بﻮ كﻨﻴد ،بﻮي غﻴر عادي را حس خﻮاﻫﻴد كرد كﻪ دﻻلت بﻪ
45
مادة عضﻮي بﻪ ﻧام اسﻴت الدﻳﻬاﻳد ﻳاد مﻲكﻨد .معادلﺔ تعامل آن قرار ذﻳل است: O || Cu 2CH CH OH + O 2CH C H + 2H O 3 2 2 3 2
شكل ( )3-6مﻮدل اسﻴت الدﻳﻬاﻳد
شكل ( )3-7دستگاه استحصال اﻳتاﻧل
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻲ بﻨزاﻟدﻳﻬاﻳد :بﻨزالدﻳﻬاﻳد ﻳك مادة بﻲ رﻧگ روغﻨﻲ بﻮده و ساده ترﻳﻦ الدﻳﻬاﻳد اروماتﻴكﻲ است كﻪ فﻮرمﻮل آن C6 H5 CHOمﻲباشد .اﻳﻦ مركب در خستﺔ بادام تلخ وجﻮد دارد و از اﻳﻦرو بﻪ ﻧام روغﻦ بادام تلخ شﻬرت دارد .از اﻳﻦ ماده در صﻨعت رﻧگ و عطر سازي كار مﻲ گﻴرﻧد.
شكل ( )3-8مﻮدل بﻨزالدﻳﻬاﻳد
46
شكل ( )3-9بادام تلخ
ﻛﻴتﻮن ﻫا كﻴتﻮنﻫا مشتقات اكسﻴجﻦ دار ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا بﻮده كﻪ گروپ كاربﻮﻧﻴل آنﻫا بﻪ دو گروپ الكاﻳل وصل است و فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ آنﻫا قرار ذﻳل مﻲباشد: O
O
C R
O || R C R CíR O
Rﻳا
در اﻳﻦ فﻮرمﻮل Cگروپ وظﻴفﻪﻳﻰ كﻴتﻮنﻫا بﻮده كﻪ بﻪ ﻧام گروپ كاربﻮﻧﻴل ﻳاد مﻰشﻮد و Rو' Rمﻰ تﻮاﻧد قﻴمت ﻳكســان و ﻳا مختلف را داشتﻪ باشــد .كﻴتﻮنﻫاﻳﻲ كﻪ وزن مالﻴكﻮلﻲ كمتــر دارﻧد بﻪ حالت ماﻳــع و كﻴتﻮن ﻫاﻳﻲ كﻪ در تركﻴب خﻮد بﻴشــتر از ﻳازده كاربﻦ دارﻧد بﻪ حالت جامد اﻧد و بﻪ حﻴث محلل در اســتحصال مﻮاد كﻴمﻴاوي رﻧگﻪ مﻮرد اســتعمال قرار مﻲگﻴرﻧد. جدول ( )3-4ﻧام و خﻮاص بعضﻰ كﻴتﻮنﻫا اﻧحﻼلﻴت
ﻧقطﺔ غلﻴان ﻧقطﺔ ذوبان ﻧام بﻪ سﻴستم IUPAC ()oC ()oC
بﻪ ﻫر ﻧسبت
65
-95
ﻧام معمﻮلﻲ
O
فﻮرمﻮل
Propanoneداي مﻴتاﻳل كﻴتﻮن CH 3CO CH 3
بسﻴار مﻨحل
80
-86
butanone
مﻴتاﻳل اﻳتاﻳل كﻴتﻮن
CH 3COCH 2 CH 3
غﻴر مﻨحل
202
21
Phenylethanone
مﻴتاﻳل فﻴﻨاﻳل كﻴتﻮن
C6 H 5 COCH 3
ﻧامگــذارى كﻴتﻮنﻫــا بﻪ اســاس طرﻳقﺔ آﻳﻮپــك طﻮرى صــﻮرت مﻰگﻴرد كﻪ حــرف eﻧام ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مربﻮط بﻪ oneتعﻮﻳض مﻰگردد. در ﻧامگذارى معمﻮلﻰ ﻧخست ﻧام بقﻴﺔ كﻮچك و بﻪ تعقﻴب آن ﻧام بقﻴﺔ بزرگ ذكر و كلمﻪ كﻴتﻮن بﻪ آن عﻼوه مﻰگردد .در صﻮرتﻰكﻪ كﻴتﻮنﻫا داراى بقﻴﻪﻫاى مشابﻪ باشﻨد آنﻫا كﻴتﻮنﻫاى متﻨاظر اﻧد و در ﻧام گذارى آنﻫا كلمﺔ داى و بﻪ تعقﻴب آن ﻧام بقﻴﻪﻫاى متﻨاظر ذكر مﻰگردد؛ سپس كلمﺔ كﻴتﻮن بﻪ آن عﻼوه مﻰشﻮد كﻪ در جدول فﻮق ذكر گردﻳده است.
تﻴزابﻫاى عضﻮى تﻴزابﻫاى عضﻮى مركباتﻰ اﻧد كﻪ در تركﻴب آنﻫا گروپ وظﻴفﻪﻳﻰ كاربﻮكسﻴل مﻮجﻮد است؛ از اﻳﻦ سبب آنﻫا را بﻪ ﻧام كاربﻮكسلﻴك اسﻴدﻫا ( )Carboxylic acidsﻳاد مﻰكﻨﻨد .فﻮرمﻮل عمﻮمﻰآنﻫا R-COOHاست. 47
)(Carboxylic acids C n H 2 n +1COOH
.
.
.
O R C OH
،)- CH قبﻴــل مﻴتاﻳــل ( در فﻮرمــﻮل عمﻮمﻰتﻴزابﻫــاى عضــﻮى R ،قﻴمتRﻫــاى مختلــف را؛ از : ( CH )3 3 مثال :در استﻴك اسﻴد ( )CH3R-COOHقﻴمت ) و غﻴره اختﻴار كرده مﻰتﻮاﻧد؛ طﻮر :( C C22 H اﻳتاﻳل ()H 55 )( -Cمﻰ باشد .در فارمﻴك ( CHقﻴمت H ( R )C32HCOOH اسﻴد(-COOH (HCOOHپروپاﻧﻮﻳك ( CHو در CH ) ) 3 )R 2 3 5) R 5 اســﻴد )(C 6 H 5COOH ﻫاﻳدروجﻦ و ﻫمچﻨان در بﻨزوﻳك R ﻳك) ( C2 H5 قﻴمت R R (( C 2)HCOOH اســﻴد ) H 5 COOH بﻮده6وCتﻴزاب مذكﻮر ﻧسبت بﻪ تﻴزابﻫاى معدﻧﻰ ضعﻴفتر است. H5 COOH قﻴمت ( C 6 H 5: ) R تﻴزابﻫاى عضﻮي از زماﻧﻪﻫاى قدﻳم .شﻨاختﻪ شده و ﻧامگذاري آن ﻫا بر اساس مﻨابع پﻴداﻳششان صــﻮرت مﻰگﻴرد؛ ماﻧﻨد :فارمﻴك اســﻴد ( )H -COOHكﻪ ﻧام ﻻتﻴــﻦ آن از Formicaﻳعﻨﻰ Acetumكﻪ ( )CH3 -COOHاز ﻧام ﻻتﻴــﻦ ســركﻪ Formica ( H COOH مﻮرچﻪ گرفتﻪ شــده اســت : .ﻧام تﻴزاب ) مشبﻮع حرف eﻧام آﻳﻮپك در ﻧام ﻫاﻳدروكاربﻦ ﻧام ســركﻪ اســت. ، Acetum سﻴســتم ( CH3 گرفتﻪ شده است .در) COOH ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مربﻮط بﻪ پسﻮﻧد oic.تعﻮﻳض و كلمﺔ اسﻴد بﻪ آن عﻼوه مﻰ شﻮد؛ طﻮر مثال: e oic
.
CH 3 CH 2 COOH
,
O CH 3 C OH
,
H COOH
Propanoic acid
Ethanoic acid
(
Methanoic acid
پروپاﻧﻮﻳﻴك اسﻴد
اسﻴتﻴك اسﻴد(تﻴزاب سركﻪ)
فارمﻴك اسﻴد (تﻴزاب مﻮرچﻪ)
Propanoic acid
) ethanoic acid
:
) Methanoic acid
(
در رواش ،اگزالﻴك اسﻴد ،در شﻴر ترش شده ،لكتﻴك اسﻴد و در لﻴمﻮ و ﻧارﻧج ،سﻴترﻳك اسﻴد . مﻮجﻮد اﻧد.
الف
48
ب شكل ( )3-10الف :لكتﻴك اسﻴد ب :سﻴترﻳك اسﻴد
ﻣﻴتاﻧﻮﻳﻴﻚ اسـﻴد (ﻓارﻣﻴﻚ اسـﻴد) :اولﻴﻦ مركب سلســلﺔ تﻴزابﻫاى ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشــبﻮع كاربﻮكســلﻴك ،بﻪ ﻧام فارمﻴك اسﻴد ﻳاد مﻰشــﻮد كﻪ ﻳك ماﻳع بﻰ رﻧگ بﻮده و بﻮى تخرﻳش كﻨﻨده دارد .اﻳﻦ تﻴزاب از قسمت قدامﻰ مﻮرچﻪﻫاى سرخ از غدوات مخصﻮص ترشح مﻰشﻮد؛ ﻫمچﻨان در ﻧﻴش زﻧبﻮرﻫا و در بعضﻰ ﻧباتات سبز؛ ماﻧﻨد :پالك ﻧﻴز وجﻮد دارد. )(3-10
: . .
:
شــكل ( )3-11فارمﻴك اســﻴد (تﻴزاب مﻮرچﻪ) ماده اى است كﻪ مﻮرچﻪﻫا آن را تﻮلﻴد مﻰكﻨﻨد
فارمﻴك اســﻴد در صﻨاﻳع كﻴمﻴاوى (چرم ســازى و ﻧســاجﻰ) بﻪ حﻴث مادة برطرف كﻨﻨدة مﻴكروبﻫا بﻪ كار برده مﻰشــﻮد؛ ﻫمچﻨان در مﻨازل مســكﻮﻧﻲ جﻬت بر طرف ﻧمﻮدن مﻨگ ( ) )(3-11 ظروف استفاده مﻰشﻮد .طرﻳقﺔ مﻬم استحصال فارمﻴك اسﻴد عبارت از تعامل سﻮدﻳم فارمﻴت ( ) با تﻴزاب گﻮگرد مﻰباشد. .
)
o
(
CO + NaOH 200 C /10 Atm HCOONa HCOONa + H 2SO 4 HCOOH + NaHSO 4
فارمﻴك اسﻴد HCOONa
200 o C / 10 Atm
.
CO + NaOH
HCOONa تخرﻳشH 2SO HCOOH NaHSO اســﻴتﻴك اسﻴد در حرارت كﻨﻨده +دارد. رﻧگ+بﻮده و بﻮى ماﻳع بﻰ 4 اسـﻴتﻴﻚ اسـﻴد4 : 118كرستلﻫاى ﻳخ ماﻧﻨد ساﻧتﻰ گرﻳد بﻪ جﻮش مﻰآﻳد و در 16,5درجﺔ ساﻧتﻰ گرﻳد 118درجﺔ : اكسﻴدﻳشﻦ ضعﻴف كﻴمﻴاوى آن CH3COOHمﻲ باشد .تﻴزاب سركﻪ از . را مﻰسازد .فﻮرمﻮل16.5 طبق تعامل ذﻳل بﻪ دست مﻰ آﻳد: اﻳتاﻳل الكﻮل . CH COOH 3
COOH + H 2 O
CH 3
OH + O 2
CH 2
CH 3
49
.
تﻴزاب ســركﻪ در تﻬﻴﺔ رﻧگﻫا ،ابرﻳشــم مصﻨﻮعﻰ، اســتﻴت سلﻮلﻮز و پﻼستﻴك مﻮرد استعمال داشتﻪ و ﻫم بﻪ حﻴث ﻳك محلل عضﻮي بﻪ كار مﻰرود.
)(3-12
. شــكل ( )3-12اسﻴتﻴك اســﻴد ماﻳع بﻰ رﻧگ است كﻪ در ظروف پﻼستﻴكﻰ ﻧگﻬدارى مﻰشﻮد
: . ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻲ تﻴزاب اﮔزاﻟﻴﻚ :تﻴزاب اگزالﻴك ﻳك .مادة جامد ســفﻴد رﻧگ بﻮده و ﻧمكﻫاى آن در COOHترب و غﻴره پﻴدا مﻰشــﻮد. بعضﻲ از ﻧباتات از جملﻪ در ســبزيﻫا؛ چﻮن بادﻧجان رومﻲ، COOH گروپ كاربﻮكسﻴل تشكﻴل شده است: تﻴزاب اگزالﻴك از دو . .
. COOH COOH فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ اگزالﻴك اسﻴد شكل ( )3-13اگزالﻴك اسﻴد در سبزىﻫا
) (3-13بﻨزوﻳﻴﻚ اسـﻴد :ﻳكﻰ از مشتقات اكســﻴجﻦدار بﻨزﻳﻦ ،بﻨزوﻳﻴك عضﻮى اروماتﻴك اســﻴد است .بﻨزوﻳﻴك اســﻴد از جملﺔ تﻴزابﻫاى . : O بﻮده و ﻧقطﺔ ذوبان آن 122درجﺔ ســاﻧتﻰ گرﻳد اســت .اﻳﻦ تﻴزاب C OH . 122 براى حفاظت مﻮاد غذاﻳﻰ بﻪ خاطر جلﻮگﻴرى از فاســد شدن آنﻫا استعمال مﻰشﻮد؛ زﻳرا از ﻧمﻮ و تكثر خمﻴرماﻳﻪ و پﻮپﻨك ﻫا جلﻮگﻴرى . . فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ بﻨزوﻳﻴك اسﻴد مﻰ كﻨد؛ ﻫمچﻨان بﻨزوﻳﻴك اسﻴد جﻬت استحصال سﻮدﻳم بﻨزوﻳﻴت بﻪ كار برده .. 122 مﻲ شﻮد. .
.
COON
C6 H 5
C 6 H 5 COONa + H 2 O سﻮدﻳم بﻨزوﻳﻴت +
سﻮدﻳم بﻨزوﻳﻴت مادة سفﻴد رﻧگ عضﻮى است كﻪ آن را براى حفاظت مﻮاد غذاى استعمال مﻰﻧماﻳﻨد.
COOH + NaOH
+ 50
C 6 H 5 COOH + NaOH بﻨزوﻳﻴك اسﻴد +
C6 H 5
O -Na C OH
فﻮرمﻮل سﻮدﻳم بﻨزوﻳﻴت بﻨزوﻳﻴت سﻮدﻳم(3 شكل( )3-14ﻧمك)-14
. .
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻲ تﻴزاب سلﻴســلﻴك كﻪ بﻪ طﻮر مصﻨﻮعﻰ بﻪ دســت مﻰآﻳد بﻪ حﻴث مــادة اولﻴﻪ در صﻨاﻳع . دوا ســازى براى ســاختﻦ اســپرﻳﻦ بﻪ كار مﻰرود .اﻳﻦ تﻴزاب از جملﺔ تﻴزابﻫاى عضﻮى . باشد .اســپرﻳﻦ ﻳكﻰ از مشتقات مﻬم بﻨزﻳﻦ اروماتﻴك اســت و ﻳك مادة سفﻴد بلﻮرى مﻰ O مﻰباشــدOو خﻮردن زﻳاد آن باعث امراض معده مﻰشــﻮد؛ بﻨابر آن از خﻮردن زﻳاد اسپرﻳﻦ O C CH 3 O C CH 3 گردد. خﻮددارى COOH COOH .
O
C CH 3
OH
O
C O
فﻮرمﻮل اسپرﻳﻦ
شكل ( :)3-15تابلﻴت اسپرﻳﻦ
تﻴزابﻫاى شحﻤﻰ :تﻴزابﻫاى شحمﻰتﻴزابﻫاى اﻧد كﻪ در تركﻴب خﻮد گروپ كاربﻮكسﻴل و بقﻴــﻪ ﻫاﻳدروكاربــﻦ الﻴفاتﻴــك را دارا )15 بﻮده-و(3تعداد اتﻮمﻫاى كاربﻦ آنﻫا چﻬار و ﻳا بﻴشــتر از چﻬار مﻰباشــد .تﻴزابﻫاى شحمﻰ با گلﻴســرﻳﻦ تعامل ﻧمﻮده ،اﻳسترگلﻴسرول را تشكﻴل مﻰدﻫد؛ بﻨابر اﻳﻦ بﻪ شكل اﻳسترگلﻴسرول پﻴدا مﻰشﻮﻧد ،سادهترﻳﻦ تﻴزاب شحمﻰ بﻴﻮتارﻳك شــحمﻰ( C بﻪ اســﻴد() )( C3H 7COOHاســت كﻪ داراى چﻬار اتﻮم كاربﻦ مﻰ باشــد .تﻴزاب )ﻫاى 3H 7 COOH صﻨف مشــبﻮع و غﻴر مشبﻮع تقسﻴم مﻰشــﻮﻧد كﻪ مثالﻫاى .ﻳك تعداد تﻴزابﻫاى شحمﻰ با . C17 H35 COفﻮرمﻮلشان قرار ذﻳل است: ستﻴارﻳك اسﻴد C17 H 35 COOH پالمتﻴك اسﻴد C15H 31 COOH C15H 31 CO اولﻴﻴك اسﻴد C17 H33 COOH C17 H33 C 51
ســتﻴارﻳك اســﻴد ﻳك تﻴزاب مشــبﻮع شــحمﻰ بﻮده كﻪ درجﺔ ذوبان آن 70 oCو فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ ذﻳل را دارا مﻰباشد: COOH m.p = 70oo C COOH
m.p = 70 C CH 3 (CH 2 )16
COOH
است و ﻳك تﻴزاب غﻴر مشبﻮع شحمﻰ است كﻪ درجﺔ ذوبان آن اولﻴﻴك اسﻴد در اﻳستر و الكﻮل مﻨحل COOH m..pp ==13 13ooC C COOH m 13oCو فﻮرمﻮل ساختماﻧﻰ ذﻳل را دارد: COOH
CH = CH (CH 2 ) 7
شكل ()3-16الف) ﻧماﻳش فﻮرمﻮل فضاﻳﻰ اولﻴﻴك اسﻴد
اﻳستر ﻫا
CH 3 (CH 2 ) 7
ب) فﻮرمﻮل فضاﻳﻰ ستﻴارﻳك اسﻴد
))16 ((33--16
اﻳسترﻫا مشتقات تﻴزاب ﻫاي عضﻮي اﻧد كﻪ از تعﻮﻳض گروپ ﻫاﻳدروكسﻴل ( )-OHبﻪ گروپ الكا اوكسﻰ ) ' ( ORتشكﻴل گردﻳده اﻧد اﻳﻦ مركبات بﻪ ﻧام ﻧمكﻫاى تﻴزابﻫاى عضﻮى ﻳاد مﻰشﻮﻧد كﻪ فﻮرمﻮل عمﻮمﻰآنﻫا قرار ذﻳل است: O O R C C O O R R R
O گــروپ وظﻴفﻪﻳــﻰ اﻳســتر ) ( C Oبﻮده كــﻪ بﻪ دو گــروپ الكاﻳــل مرتبط مﻰباشــد،
بﻪ اســتثﻨاى مﻴتاﻳــل فارمﻴت كﻪ بﻪ كاربﻦ گــروپ وظﻴفﻪﻳﻰ آن ﻫاﻳدروجﻦ مرتبط اســت. ) (H COO CH 3
شكل ( )3-17مﻮدل اﻳتاﻳل استﻴت
))17 ((33--17
اﻳســترﻫاﻳﻰ كﻪ گروپ الكاﻳل آنﻫا كﻮچك اســت؛ ماﻳع بﻲرﻧگ بﻮده و بﻮي خﻮشگﻮار دارﻧد. مﻨابع آنﻫا عبارت اﻧد از :ﻧباتات ،گل و مﻴﻮهﻫا اﻧد كﻪ بﻮي آنﻫا مﻮجﻮدﻳت اﻳسترﻫا را در گل و مﻴﻮهﻫا ﻧشان مﻲدﻫد. 52
ﻧام بﻪ دســت مﻰآﻳﻨد كﻪ اﻳﻦ ﻧﻮع تعامل بﻪ.اﻳســترﻫا از تعامل تﻴزاب ﻫاي عضﻮي و الكﻮل ﻫا . .شﻮدOﻳاد مﻰ. ) ﻳا اﻳستر سازىEsterfication( اﻳسترﻳفكﻴشﻦ O O CH 2 OH
CH 3
C CH O 3O C2H C 5 +OH H 2O + CH 3
CH 3
C OH + CH 3
CH 2 OH
CH 2 OH
: R
-ate ,
yl ethanoate
7 H 35
C O O C2 H 5 + H 2O
C O C2 H 5 + H 2O
CH 3
:
.
H 3 COOC 2 H 5
CH 3
=
C OH + CH 3
=
O
-1 -2
R.
R
:
ic acid :
CH 3 COOCH 3
methyl ethanoate:
.
-ate
CH,3 COOC H 2COOCH H5 3 ,
ic acid
CH 3 COOCH 3
methyl-ate ethanoate
Ethylmethyl ethanoate methanoate
H COOCH 3
CH 3 COOCH 3
Ethyl ethanoate .
methyl ethanoate )
,
H COOCH 3 methyl methanoate .
ﻧاﻣﮕذاري اﻳسترﻫا
.
.
-1 -2
R
methyl methanoate ic acid
,
(
R ,
CH 3 COOC 2 H 5
( اﻳسترﻫا ) ) مﻴﻮهﻫاى دارﻧدة3-18( شكل
-1 -2
R
.
. گروپ الكاﻳل را كﻪ بﻪ عﻮض ﻫاﻳدروجﻦ با . اﻳســترﻫا طﻮرى ﻧامگذاري مﻲ شــﻮﻧد كﻪ در ابتدا ic كاربﻮكسﻴل را كﻪ پسﻮﻧد بعد از آن ﻧام بقﻴﺔ،وصل است ﻧام گرفتﻪ . . اكســﻴجﻦ كاربﻮكسﻴل (Oil) :طﻮر مثال (fat(گردﻧد؛ )fat) ذكر مﻲ،تعﻮﻳض شده (Oil-oate ) (پسﻮﻧدfat آن )بﻪacid و كلمﺔ ( ) (Oil)
.
CH3 CH 2 COOC2 H 5 .
اﻳتاﻳل پروپﻴﻮﻧﻴت CH 2
O C OH
O CO C H 35 CH Ethyl Propanoate 2 17OH
(Oil)
.
,
.
CH O COCHC17OH H 35 ++ 33CH172H O35 CH OH fat)2 C17 H 35 CH 2 O (CO + +
CH3 COO CH3 .
H COOCH3
,
مﻴتاﻳل استﻴت
مﻴتاﻳل فارمﻴت
O CO C17 H 35methyl 2 methylCHethanoate O . C OH CH O CO C17 H 35 + 3H 2 O CH 2
(C17 H 35 COO OH)
methanoate
(Oil ) C H (fat) O CO + شحﻤﻴات و روﻏﻨﻴات . (OilOH ) 17
35
. . شحمﻲ بﻮده كﻪ مﻨشأ حﻴﻮاﻧﻲ و ﻧباتﻲ روغﻨﻴات اﻳسترﻫاى گلﻴسرﻳﻦ و تﻴزابﻫاى شحمﻴات و . .دارﻧد
53
CH 2
OH
CH OH + 3C17 H 35 CH 2
OH
O C OH
CH 2
O CO C17 H 35
CH O CO C17 H 35 + 3H 2 O CH 2
O CO C17 H 35
.
.
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻲ شــحم حﻴﻮاﻧﻲ بﻪ طﻮر عمﻮم؛ ماﻧﻨد :ســتﻴارﻳﻦ و بﻴﻮتارﻳﻦ (مســكﺔ) جامد و ﻧﻴمﻪ جامد مﻰباشــد ،حــال آن كﻪ برخﻲ از روغﻦﻫــاى ﻧباتﻲ ماﻧﻨد روغﻦ زﻳتــﻮن ،پﻨبﻪ داﻧﻪ ،تﻴل .كﻨجد ،زغر ،شرشم و غﻴره ماﻳع اﻧد. اگر تﻴزاب شحمﻲ كﻪ باعث تشكﻴل اﻳستر مﻰشﻮد غﻴر .مشبﻮع باشد ،روغﻦ حاصل شده از آن ماﻳع است؛ . ﻳعﻨﻲ روغﻦ ماﻳع غﻴر مشبﻮع مﻲباشد. فزﻳكﻲ آنﻫا است، روغﻦ روغﻦ ﻧباتﻲ ( )Oilمربﻮط بﻪ حالت )(fat (fatحﻴﻮاﻧﻲ () )fatو(Oil فرق بﻴﻦ ) جامد ،و روغﻦ ﻧباتﻲ ( )Oilماﻳع است. حرارت اتاق . شحم ( )fatدردرجﺔ)(Oil ستﻴارﻳﻦ ،پالمتﻴﻦ و اولﻴﻴﻦ روغﻦﻫاﻳﻲ اﻧد كﻪ از معاوضﺔ سﻪ اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ گروپﻫاى )
(
O . ﻫاﻳدروكسﻴل گلﻴسرﻳﻦ تﻮسط سﻪ گروپ اساﻳل ) (R Cتﻴزابﻫاى عضﻮى تشكﻴل مﻰشﻮﻧد. O CO C17 H 35
CH 2
CH O CO C17 H 35 + 3H 2 O
آب
O CO C17 H 35 + شحم ستﻴارﻳﻦ +
O C OH
OH
CH 2
CH OH + 3C17 H 35 CH 2
CH 2
تﻴزاب شحمﻲ
+
OH + گلﻴسرﻳﻦ
بقﻴﻪCOO شحمﻴات طﻮري است كﻪ اول ﻧام گلﻴسراﻳل و بعد ﻧام ) ﻧامگذاري OH 17 H 35 ﻫاى(Cعضﻮي تﻴزاب گرفتﻪ . مﻲ شﻮد .طﻮريكﻪ مﻲداﻧﻴد ﻧام بقﻴﺔ تﻴزاب ﻫاي عضﻮي بﻪ ﻧحﻮي خﻮاﻧده مﻲ شﻮد كﻪ در آخر ﻧام تﻴزاب عضﻮي از - icacidبﻪ ( )-ateتعﻮﻳض شﻮد .بر اﻳﻦ اساس شحم ستﻴارﻳﻦ بﻪ ﻧام گلﻴسراﻳل تراي ستﻴارﻳت ﻳاد مﻲ شﻮد. شــحم پالمﻴتﻴﻦ از تعامل گلﻴسرﻳﻦ و پالمتﻴك اسﻴد طبق معادلﺔ ذﻳل بﻪ دست مﻲ آﻳد كﻪ بﻪ ﻧام گلﻴسراﻳل تراى پالمتﻴت ﻳاد مﻰشﻮد.
O O C C15 H 31
O
CH 2
O CH O C C15 H 31 + 3H 2O O O C C15 H 31
آب
54
+
شحم پالمتﻴﻦ
CH 2
OH C C15 H 31 HO O OH HO C C15 H 31 O OH C C15 H 31 HO
CH 2 OH +
CH OH CH 2 OH
پالمتﻴك اسﻴد +گلﻴسرﻳﻦ
روﻏﻦ اوﻟﻴﻴﻦ :اﻳﻦ روغﻦ ماﻳع بﻮده و از تركﻴب تﻴزاب شــحمﻲ غﻴر مشــبﻮع اولﻴﻴك اســﻴد ( ) C17 H33COOHكﻪ رابطﺔ دوگاﻧﻪ دارد با گلﻴســرﻳﻦ حاصل مﻰشــﻮد .روغﻦ ماﻳع ﻳكﻲ از روغﻦﻫاى مﻬم پخت و پز مﻲباشد و براي صحت مفﻴد است. روغــﻦ ماﻳع را بﻪ خاطر حمــل و ﻧقل و ﻧگﻬداري خﻮب آن ،جامد مﻲ ســازﻧد .روغﻦ ماﻳع را تﻮســط عملﻴﺔ ﻫاﻳدورجﻨﻴشــﻦ در مﻮجﻮدﻳت ﻧﻴكل ( )Niبﻪ حﻴث كتلســت بﻪ جامد و ﻧﻴمﻪ جامد ماﻧﻨد :مارجرﻳﻦ ( )Margarineتبدﻳل مﻰﻧماﻳﻨد. جﻬــت داشــتﻦ رﻧگ و بــﻮي خــﻮب ،مﻮاد اضافﻲ را بﻪ آن عﻼوه مﻲكﻨﻨد .مصرف زﻳاد مارجرﻳﻦ باعث بســتﻪ شدن ورﻳدﻫا در بدن اﻧسان مﻰ شﻮد .از اﻳﻦ سبب استعمال چﻨﻴﻦ روغﻦ ﻫــا براي صحــت مضر بــﻮده و باعث امراض قلبﻲ مﻲگردد. مســكﻪ بر عــﻼوة اولﻴﻴــﻦ و پالمتﻴﻦ داراى روغﻦ ماﻳع پﻨبﻪ داﻧﻪ روغﻦ گل آفتاب پرست شحم بﻴﻮتارﻳﻦ ﻧﻴز مﻰباشد .زﻳر جلد زﻧان بﻪ ﻧسبت داشتﻦ مقدار زﻳاد اولﻴﻴﻦ ﻧرم است. شكل ( )3-19دو روغﻦ ماﻳع ﻧباتﻰ
شكل( )3-20شحمﻫاى اولﻴﻴﻦ و پالمتﻴﻦ در جﻮارى
55
) (3-20صابﻮن صابﻮن ،ﻧمك ســﻮدﻳمﻰﻳا پﻮتاشﻴمﻰتﻴزابﻫاى شــحمﻰبﻮده كﻪ براى شستﻦ لباس ،بدن و لﻮازم خاﻧﻪ )استعمال مﻰشﻮد( .صابﻮن در مﻮجﻮدﻳت حرارت .از تعامل شحم حﻴﻮاﻧﻰ ﻳا ﻧباتﻰ با . ﻧتﻴجﺔ تعامل كﻴمﻴاوى ،گلﻴسرﻳﻦ و صابﻮن حاصل ســﻮدﻳم ﻫاﻳدروكساﻳد حاصل مﻰ شﻮد .در . مﻰشﻮد: . O CH 2 O C C17 H 35 CH 2 OH CH OH + 3C17 H 35 COONa
O CH O C C17 H 35 + 3NaOH O
CH 2 OH
O C C17 H 35
سﻮدﻳم ستﻴارﻳت +گلﻴسرﻳﻦ صابﻮن
C CH 2
سﻮدﻳم ﻫاﻳدروكساﻳد +گلﻴسرول تراى ستﻴارﻳت شحم
شكل ( )3-21ﻧﻮعﻲ از صابﻮنﻫا
) (3-21بــراى برطــرف كردن بﻮى ﻧامطبﻮع و رﻧگ ﻧمﻮدن صابﻮن ،مــﻮاد عطرى و رﻧگ در آن اضافﻪ . مﻰگردد.
ﻓرق بﻴﻦ صابﻮنﻫاى ﻟباس شﻮﻳﻰ و دست شﻮﻳﻰ صابﻮن دســت شــﻮﻳﻰ و لباس شــﻮﻳﻰ را از چربﻮﻫاى خﻮب مﻰســازﻧد و در آن عطر قﻴمتﻰ را ﻧﻴــز مخلــﻮط مﻰﻧماﻳﻨد .در تركﻴب صابﻮن مقدار NaOHو KOHمعﻴﻦ مﻰ باشــد .در
56
صابــﻮن لباس شــﻮﻳﻰ غرض از بﻴﻦ بردن بــﻮى ،بﻪ صابﻮن خام بعضــﻰ عطرﻫاى ارزان را عﻼوه ﻧمﻮده ،مقدار بﻴشــترى NaOHرا در تركﻴــب آن شــامل مﻰســازﻧد تا چرک و ﻧاپاكﻰ لباس را از بﻴﻦ ببرد. شكل ( )3-22اﻧﻮاع صابﻮنﻫا
ﻓﻌاﻟﻴت ساختﻦ صابﻮن سـاﻣان و ﻣﻮاد ﻣﻮرد ضرورت :بﻴكر ،مﻨبع حرارت ،قاشق ،شــحم حﻴﻮاﻧﻲ ،سﻮدﻳم كلﻮراﻳد ،سﻮدﻳم ﻫاﻳدروكساﻳد ،عطر، جالﻰ سﻴمﻰ ،سﻪ پاﻳﻪ ،مﻴلﻪ شﻮر دﻫﻨده ،آب مقطر و سلﻨدر درجﻪ دار. طرزاﻟﻌﻤﻞ :بﻪ اﻧدازة 50mLشحم ماﻳع را در بﻴكر بﻴﻨدازﻳد و 15mLمحلﻮل غلﻴظ ( 40فﻴصد) سﻮدﻳم ﻫاﻳدروكساﻳد را بﻪ آن اضافﻪ كﻨﻴد .مخلﻮط را بﻪ آﻫســتﻪگﻰ حرارت دﻫﻴد و آن را بﻪ شــكل دوامدار تﻮسط قاشق مخلﻮط ﻧماﻳﻴد. مخلﻮط خمﻴر شكل تشكﻴل مﻰشﻮد؛ چﻮن در عملﻴﺔ ساختﻦ صابﻮن ،گلﻴسرﻳﻦ ﻧﻴز تشكﻴل مﻰشﻮد؛ لذا صابﻮن در مﻮجﻮدﻳت گلﻴسرﻳﻦ ﻧرم مﻰباشد .در ظرف دﻳگر 150mLآب مقطر را الﻰ درجﺔ غلﻴان گرم كﻨﻴد و آن را در مخلﻮط خمﻴرى شــكل برﻳزﻳد و 50mLمحلﻮل مشــبﻮع ﻧمك طعام را بﻪ آن اضافﻪ كﻨﻴد؛ سپس چﻨد قطره عطر را غرض خﻮشبﻮﻳﻰ ﻧﻴز بﻪ آن عﻼوه ﻧماﻳﻴد .ظرف را غرض سرد شدن در آب سرد بگذارﻳد؛ در ﻧتﻴجﺔ اجراى اﻳﻦ عملﻴﺔ صابﻮن ساختﻪ مﻰشﻮد ،صابﻮن را در قالب اﻧداختﻪ ،بگذارﻳد تا سخت شﻮد ،صابﻮﻧﻰ را كﻪ ساختﻪاﻳد آزماﻳش كﻨﻴد.
شكل ( )3-23مراحل ساختﻦ صابﻮن
57
ﻛاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫا اصطــﻼح كاربﻮﻫاﻳدرﻳتﻫــا بــﻪ مركباتــﻰ اطــﻼق مﻰشــﻮد كــﻪ ازكاربــﻦ ،ﻫاﻳدروجــﻦ و اكسﻴجﻦ تشكﻴل شــده و فﻮرمﻮل عمﻮمﻰآن C n (H 2O) mمﻰباشد؛ ماﻧﻨد :گلﻮگﻮز(C6 H12O ،)6ﻳا C6)H2O(6و بﻮره ( ،)C12 H22O11ﻳا C12 (H2O)11اﻳﻦ فﻮرمﻮل ﻫا باعث شــده بﻮد تا تصﻮر شﻮد كﻪ اﻳﻦ مركبات كاربﻦ ﻫاى آبدار ﻫستﻨد .كاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻳعﻨﻰ كاربﻦ آبدار اسم ﻧادرســت اســت؛ اما بﻪ كار مﻰ رود .كاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫا مﻮارد استعمال زﻳاد داشتﻪ كﻪ از آن بﻪ حﻴث غذا براى تﻮلﻴد اﻧرژى استفاده مﻰ شﻮد؛ ﻫمچﻨان براى ساختﻦ لﻮازم مﻨزل ماﻧﻨد مﻴز و چﻮكﻰ ،دروازه ،لباس ،كاغذ و غﻴره استفاده مﻰ شﻮد. كاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫا محصﻮل عملﻴﺔ تركﻴب ضﻴاﻳﻰ ﻧبات ســبز (فﻮتﻮسﻨتﻴز) است كﻪ برگ سبز ﻧباتــات CO 2را از ﻫــﻮا و آب را از طرﻳق رﻳشــﻪ گرفتــﻪ و آن را بﻪ گلﻮكﻮز ﻳــا قﻨد تبدﻳل مﻰ كﻨد: C6 H12 O6 + 6O 2
6CO 2 + 6H 2 O + E
C6 H12 O6 + 6O 2
تركﻴب ضﻴاﻳﻰ 6CO 2 + 6H 2 O + E
قﻨد براى تﻮلﻴد اﻧرژى در بدن مصرف مﻰ شﻮد. C6 H12 O6 + 6O 2
حرارت (اﻧرژى) 6CO 2 + 6H 2O +
اﻧﻮاع ﻛاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫا -1ﻗﻨدﻫـاى ﻳﻚ ﻗﻴﻤتﻪ :كاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫاﻳﻰ اﻧد كﻪ بﻪ كاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫاى ســاده تبدﻳل و ﻫاﻳدرولﻴز ﻧمﻰگردﻧد؛ ﻳا كاربﻮﻫاﻳدرﻳت ﻫاﻳﻲ اﻧد كﻪ در مﻮجﻮدﻳت تﻴزاب رقﻴق بﻪ مﻮاد ســاده تجزﻳﻪ ﻧمﻰ گردﻧد؛ ماﻧﻨد :گلﻮكﻮز ،فركتﻮز و گلكتﻮز كﻪ عبارت از قﻨدﻫاى ﻳك قﻴمتﻪ اﻧد. -2ﻗﻨدﻫاى دو ﻗﻴﻤتﻪ :قﻨدﻫاﻳﻰ كﻪ در مﻮجﻮدﻳت تﻴزابﻫا بﻪ قﻨدﻫاى ســاده ﻳا ﻳك قﻴمتﻪ ﻫاﻳدرولﻴز شﻮﻧد و بﻪ ﻧام قﻨدﻫاي دو قﻴمتﻪ ﻳاد مﻲ گردﻧد؛ چﻮن ﻫر مالﻴكﻮل قﻨدﻫاى دوقﻴمتﻪ داراى دو مالﻴكــﻮل قﻨدﻫــاى ﻳك قﻴمتﻪ اﻧــد؛ بﻨابراﻳﻦ بﻪ ﻧام قﻨدﻫاى دوقﻴمتــﻪ و ﻳا داى ســكراﻳد ﻫا ﻧﻴز ﻳا د مﻰگردﻧــد .قﻨدﻫاى مﻬم اﻳﻦ گروپ سكروز (بﻮره) ،لكتﻮز (قﻨد شﻴر) و مالتﻮز (قﻨدجﻮ) مﻰباشﻨد. -3ﻗﻨدﻫـاى چﻨدﻳـﻦ ﻗﻴﻤتـﻪ :قﻨدﻫاﻳﻲ كﻪ بﻪ چﻨدﻳــﻦ مالﻴكﻮل قﻨدﻫاى ﻳك قﻴمتﻪ ﻫاﻳدرولﻴز شــده مﻲ تﻮاﻧﻨد؛ بﻪ ﻧام قﻨدﻫاى چﻨدﻳﻦ شكل ( )3-24ﻧان قﻴمتﻪ ﻳاد مﻲ گردﻧد؛ ماﻧﻨد :ﻧشاﻳستﻪ و سلﻮلﻮز. قﻨدﻫاى چﻨد قﻴمتﻪ H10 O5 ) n
سلﻮلﻮز 58
6
قﻨدﻫاى دوقﻴمتﻪ
(C
ﻧشاﻳستﻪ
H 22 O11
مالتﻮز
قﻨدﻫاى ﻳك قﻴمتﻪ
C
12
لكتﻮز
سكروز
C6 H12 O6
گلكتﻮز
فركتﻮز گلﻮكﻮز
(3-24
ﮔﻠﻮﻛﻮز گلﻮكﻮز ،داراى فﻮرمﻮل مالﻴكﻮلﻰ C6H12O6اســت و قﻨد مﻬم ﻳك قﻴمتﻪ مﻲباشد كﻪ اﻧگﻮر12وC 6 H در شﻴرة O 6 عسل بﻪ مقدار زﻳاد ﻳافت مﻰشﻮد ،بﻪ ﻫمﻴﻦ دلﻴل بﻪ ﻧام قﻨد اﻧگﻮر ﻧﻴز اﻧــرژى بﻪ گلﻮكﻮز و فركتﻮز ﻳاد مﻰشــﻮد .بــﻮره و قﻨد ﻫاي دﻳگر در بدن ،پﻴش از تﻮلﻴد . تبدﻳل مﻰشﻮد: . 6
C C6 H H12O O6 ++CC6 HH12OO6 12
6
6
12
6
فركتﻮز + +گلﻮكﻮز
CC HH2222OO1111++HH2 2 OO 1212
آب ++بﻮره
ﻫمچﻨــان گلﻮكــﻮز در ﻧباتــات تﻮســط عملﻴــﺔ فﻮتﻮسﻨتﻴز ساختﻪ مﻰ شﻮد: C6 H12 O6 + 6O 2
(3-2
عملﻴﺔ فﻮتﻮسﻨتﻴز و ﻧﻮر
6CO 2 + 6H 2 O
شكل( )3-25اﻧگﻮر مﻨبع كاربﻮﻫاﻳدرﻳت
عملﻴﺔ فﻮتﻮسﻨتﻴز و ﻧﻮر 6COاكساﻳد آب+كاربﻦ 2داي + 6 H 2O گلﻮكﻮزC6 اكسﻴجﻦH12 +O 6 + 6O2 گلﻮكﻮز ﻳك مادة ســفﻴد بلﻮرى داراي ذاﻳقﺔ شــﻴرﻳﻦ مﻲ باشد كﻪ شﻴرﻳﻨﻲ آن ﻧسبت بﻪ بﻮره كم اســت .اﻳﻦ قﻨد تﻮسط جرﻳان خﻮن بﻪ تمام بدن اﻧتقال داده مﻰ شﻮد .گلﻮكﻮزمﻨبع اصلﻰ تأمﻴﻦ اﻧرژى حجرات مغز است. از گلﻮكﻮز در شــﻴرﻳﻨﻲ ســازي (قﻨادي) ،غذاي اطفال ،طبابت و ســاختﻦ مشروبات استفاده بــﻪ عمل مﻲآﻳــد .كاربﻮﻫاﻳدرﻳتﻫــا تا زماﻧﻲ كﻪ بــﻪ گلﻮكﻮز تبدﻳل ﻧشــﻮﻧد؛ در بدن جذب ﻧمﻲشﻮﻧد.
ﻓرﻛتـﻮز :فﻮرمــﻮل مالﻴكﻮلــﻲ آن ماﻧﻨــد گلﻮكــﻮز C6H12O6بﻮده كﻪ در عســل ،مﻴﻮهﻫاى شــﻴرﻳﻦ و پختﻪ و شــﻴرة گل ﻫا با گلﻮكﻮز ﻳكجا ﻳافت مﻲ شﻮﻧد. فركتﻮز كﻪ ﻧســبت بﻪ گلﻮكﻮز شﻴرﻳﻦ تر مﻲ باشد در آب قابل حل است. شكل( )3-26تﻮت زمﻴﻨﻰ مﻨبع فركتﻮز
59
سـﻜروز :سكروز كﻪ بﻪ قﻨد لبلبﻮ ﻳا ﻧﻴشــكر ﻧﻴز مشﻬﻮر است؛ ﻳك قﻨد دو قﻴمتﻪ است و از ﻳك مالﻴكﻮل گلﻮكﻮز و ﻳك مالﻴكﻮل فركتﻮز ســاختﻪ شده اســت .سكروز (بﻮره) ﻳك مادة ســفﻴد بلﻮرى شﻴرﻳﻦ مﻰ باشــد كﻪ بﻪ دو مالﻴكﻮل (گلﻮكﻮز و فركتﻮز) در مﻮجﻮﻳت تﻴزاب ﻳا اﻧزاﻳم ﻫاﻳدرولﻴز مﻰ شﻮد: C 6 H12 O 6 + C 6 H12 O 6
HCl
. 11 + H 2 O C12 H 22 O
اﻧزاﻳم ﻳا تﻴزاب ﻧمك
سكروز آب + 6CO + 6H O گلﻮكﻮزC فركتﻮزH 12 O+ 6 + 6O 2 2 2 6 بﻮره از ﻧﻴشــكر و لبلبﻮ طﻮرى بﻪ دســت مﻰآﻳد كﻪ آب ﻧﻴشكر و لبلبﻮ را فشــار بﻪ دســت مﻰآورﻧد و بعد در آن چﻮﻧﺔ+آب ﻧارسﻴده عﻼوه تﻮسط + مﻰگردد تا مﻮاد فاضلﺔ آن رســﻮب ﻧماﻳد .محلﻮل باقﻰ ماﻧدة آن را فلتر ﻧمﻮده و بعد محلﻮل فلتر شده را در دﻳگﻫاى تخلﻴﻪ از ﻫﻮا اﻧداختﻪ ،حرارت مﻰدﻫﻨــد تا آب آن تبخﻴر گردد .قﻨد خامﻰ . كﻪ بﻪ اﻳﻦ طرﻳق بﻪ دســت .مﻰآﻳد ،داراى رﻧگ سفﻴد ﻧمﻲباشد براى اﻳﻦ كﻪ قﻨد سفﻴد بﻪ دست آﻳد آن را بﻪ مﻨظﻮر جذب مﻮاد رﻧگﻪ دوباره در آب حل ســاختﻪ از فلتر زغال عبﻮر مﻰ ( فعال ) دﻫﻨد و ماﻳع فلتر شده را دوباره در دﻳگﻫاى تخلﻴﻪ از ﻫﻮا .
: .
اﻧداختﻪ ،آب آن را تبخﻴر مﻰﻧماﻳﻨد ،كﻪ در ﻧتﻴجﻪ ،سكروز بﻪ رﻧگ سفﻴد بﻪ دست مﻰآﻳد. C 6 H12 O 6 مﻮرد استفاده قرار مﻲگﻴرد .از آن تﻴزاب بﻮره در غذاﻫاى متﻨﻮع در مﻨزل ﻧﻴز بﻪ دست مﻰآورﻧد .اگر سكروز با تﻴزاب سركﻪ ﻳا آب مﻴﻮه اگزالﻴك را . جﻮش داده شﻮد؛ ﻳك قسمت قﻨد سكروز طﻮرى كﻪ پﻴشتر ذكر شد ،بﻪ قﻨد ﻳك قﻴمتﻪ تبدﻳل مﻰشﻮد كﻪ ذاﻳقﺔ آن شﻴرﻳﻦ بﻮده ،تبلﻮر ﻧمﻰگردد؛ بﻨابر اﻳﻦ از آن در ساختﻦ چاكلﻴت ،شﻴرﻳخ و مربا استفاده مﻰگردد. ﻟﻜتﻮز :ﻳك قﻨد دوقﻴمتﻪ است كﻪ بﻪ ﻧام قﻨد شﻴر ﻧﻴز ﻳاد مﻰشﻮد .اﻳﻦ قﻨد در شﻴر تمام حﻴﻮاﻧات ﻳافت مﻰشﻮد .شﻴر اﻧسان %6و شﻴرگاو %4 لكتﻮز دارد .لكتﻮز ﻧسبت بﻪ بﻮره ،داراى شﻴرﻳﻨﻰ كمتراست و در مﻮجﻮدﻳت اﻧزاﻳم و آب بﻪ ﻳك مالﻴكﻮل گلﻮكﻮز و ﻳك مالﻴكﻮل گلكتﻮز تجزﻳﻪ مﻰگردد:
)(3-26
ساختﻦ شكل ( )3-27مراحل + 6O 2
بﻮره از لبلبﻮ
60
.
C12 H 22 O11 + H 2 O C 6 H12 O 6 + C 6 H12 O 6 اﻧزاﻳم ﻳا تﻴزاب 6
گلﻮكﻮز گلكتﻮز C H+ O 12
6
آب +لكتﻮز .
شكل ( )3-28استعمال بﻮره در چاكلﻴت سازى
)6CO 2 + 6(H 2 O +
+ +
.
+
)
(
.
ﻗﻨدﻫاى چﻨد ﻗﻴﻤتﻪ اﻳﻦ قﻨدﻫا تﻮســط عملﻴﺔ ﻫاﻳدرولﻴز بﻪ چﻨدﻳﻦ مالﻴكﻮل قﻨدﻫاى ﻳك قﻴمتﻪ طبق معادلﺔ زﻳر تبدﻳل مﻰ شﻮﻧد: nC 6 H12 O 6
(C 6 H10 O 5 ) n + nH 2 O
آب +قﻨدﻫاى چﻨد قﻴمتﻪ قﻨدﻫاى ﻳك قﻴمتﻪ ﻧشاﻳستﻪ و سلﻮلﻮز از جملﺔ مﻬمترﻳﻦ قﻨدﻫاي چﻨد قﻴمتﻪ استﻨد. ﻧشاﻳسـتﻪ :در آب ســرد حل مﻰشﻮد و در آب گرم غﻴرمﻨحل است .زماﻧﻲكﻪ با آب و تﻴزاب حرارت داده شﻮد بﻪ مالﻴكﻮل ﻫاى سادة كاربﻮﻫاﻳدرﻳت تجزﻳﻪ مﻰگردد. مﻨابع مﻬم ﻧشاﻳستﻪ :جﻮارى ،گﻨدم ،برﻧج ،لﻮبﻴا ،ﻧخﻮد وكچالﻮ است .مﻴﻮه ﻫاى خام ﻧﻴز داراى ﻧشاﻳستﻪ مﻰ باشﻨد. ﻓﻌاﻟﻴت تشخﻴص ﻧشاﻳستﻪ سـاﻣان و ﻣـﻮاد ﻣﻮرد ضـرورت :محلﻮل رقﻴق اﻳﻮدﻳﻦ و كچالﻮ. طرزاﻟﻌﻤﻞ :تﻮســط چاقﻮ كچالﻮ را پﻮســت ﻧماﻳﻴد و بعد باﻻى كچالﻮي پﻮســت شــده ﻳــك ﻳا دو قطره محلﻮل آﻳﻮدﻳﻦ را بﻴﻨدازﻳد و آﻧــگاه ببﻴﻨﻴــد كﻪ كچالﻮ چــﻪ رﻧگﻰ را بﻪ خﻮد مﻰ گﻴرد؟ ﻧتﻴجﺔ تجربﻪ را بﻴان ﻧماﻳﻴد. شكل ( )3-29تأثﻴر محلﻮل آﻳﻮدﻳﻦ باﻻي كچالﻮ
سـﻠﻮﻟﻮز :مالﻴكﻮل سلﻮلﻮز ﻧسبت بﻪ مالﻴكﻮل ﻧشاﻳســتﻪ بزرگ مﻰ باشد و در طبﻴعت ﻧسبت بﻪ ﻧشاﻳســتﻪ زﻳاد ﻳافت مﻰ شﻮد .دﻳﻮارﻫاى حجرات تمام ﻧباتات از سلﻮلﻮز ساختﻪ شده است. چﻮب و پﻨبﻪ ،مﻨبع مﻬم ســلﻮلﻮز بﻮده و كاغذ فلتر ســلﻮلﻮز خالص است .سلﻮلﻮز ﻫم بﻪ شكل پﻮدر و ﻫم بﻪ شكل الﻴاف وجﻮد دارد و در آب و محلل ﻫاى عضﻮى حل ﻧمﻰ شﻮد.
61
خﻼصﺔ ﻓصﻞ سﻮم از اﻳتاﻳل الكﻮل در طبابت بﻪ حﻴث مادة ضد عفﻮﻧﻲ استفاده بﻪ عمل مﻲ آﻳد. اگــر اتــﻮم اكســﻴجﻦ با دو بقﻴﺔ عضــﻮى ( )Rمرتبط باشــد ،مركب حاصلــﻪ اﻳتر ﻧامﻴده مﻰشﻮد. الدﻳﻬاﻳدﻫا و كﻴتﻮنﻫا مركبات اكســﻴجﻦ دار عضﻮى بﻮده كﻪ گروپﻫاى وظﻴفﻪﻳﻰ آنﻫا O بﻪ ترتﻴب H C Oو Cاست. مركبــات عضﻮﻳﻰ كــﻪ داراي ﻳك ﻧﻮع گروپﻫاى وظﻴفﻪﻳﻲ باشــﻨد؛ تقرﻳباً داراي خﻮاص فزﻳكﻲ و كﻴمﻴاوي مشابﻪ اﻧد. از تعامل تﻴزابﻫاى عضﻮي و الكﻮل ،آب و اﻳستر بﻪ وجﻮد مﻲ آﻳﻨد. شحم حﻴﻮاﻧﻰ ﻳك اﻳستر ،تﻴزابﻫاى شحمﻲ مشبﻮع و گلﻴسرﻳﻦ مﻲباشد. ستﻴارﻳك اسﻴد ﻳك تﻴزاب شحمﻲ مشبﻮع است. روغﻦ ماﻳع در اثر عملﻴﺔ ﻫاﻳدروجﻨﻴشﻦ در مﻮجﻮدﻳت كتلست بﻪ روغﻦ جامد تبدﻳل مﻲشﻮد. صابﻮن عبارت از ﻧمك سﻮدﻳم ﻳا پﻮتاسﻴم تﻴزاب ﻫاي شحمﻲ است. كاربﻮﻫاﻳدرﻳتﻫا بﻪ قﻨدﻫاى ﻳك قﻴمتﻪ ،دو قﻴمتﻪ و چﻨد قﻴمتﻪ تقسﻴم شده اﻧد. گلﻮكﻮز مﻨبع اصلﻲ تأمﻴﻦ اﻧرژي حجرات مغز است. ﻧشاﻳستﻪ و سلﻮلﻮز از جملﺔ مﻬمترﻳﻦ قﻨدﻫاي چﻨد قﻴمتﻪ اﻧد.
سؤال ﻫاي ﻓصﻞ سﻮم ﻫر سؤال چﻬار جﻮاب دارد ﻛﻪ از جﻤﻠﻪ ﻳﻜﻲ آن صحﻴح است ،جﻮاب صحﻴح را اﻧتخاب ﻛﻨﻴد. -1در فﻮرمﻮلﻫاى زﻳر كدام ﻳكﻲ آن فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ الكﻮل است؟ الف) R CHOب) R OHج) R CH 3 د) R COOH -2كدام ﻳك از فﻮرمﻮلﻫاى ذﻳل اﻳتاﻧﻮل است؟ الف) CH 3 COOHب) CH 3 OH ج) R OH د) C2 H 5 OH -3براي بﻪ دست آوردن مﻴتاﻳل الكﻮل از كدام ﻳك آن از مركب زﻳر استفاده بﻪ عمل مﻲآﻳد؟ ب) H 2 Oو CO 2ج) COو H 2د) CO 2و H 2 الف) COو H 2 O -4اﻳتلﻴﻦ گﻼﻳكﻮل ﻳك الكﻮل: د) چﻨد قﻴمتﻪ است ج) سﻪ قﻴمتﻪ است ب) دو قﻴمتﻪ است الف) ﻳك قﻴمتﻪ است -5فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ تﻴزاب ﻫاي عضﻮي عبارت است از: الف) R COOH ج) R HO د) R O R ب) R OH -6بﻨزالدﻳﻬاﻳد بﻪ ﻧام روغﻦ ﻳكﻲ از مﻮاد زﻳر شﻬرت دارد: د) شرشم ج) بادام تلخ ب)كﻨجد الف) پﻨبﻪ داﻧﻪ 62
-7گروپ وظﻴفﻪﻳﻰ كﻴتﻮن ﻫا عبارت است از: الف) CHO ج) COOH ب) CONH د) CO جﻤﻠﻪ ﻫـاي زﻳر را بﻪ دﻗت ﻣطاﻟﻌﻪ ﻧﻤﻮده جﻤﻠﻪ ﻫاي صحﻴح را بﻪ حرف (ص) و جﻤﻠﻪ ﻫاي ﻏﻠط را بﻪ حرف (غ) ﻧشاﻧﻲ ﻛﻨﻴد: -8مﻴتاﻳل الكﻮل بﻪ ﻧام الكﻮل چﻮب ﻳاد مﻲ شﻮد) ( . -9ﻧﻮشﻴدن مﻴتاﻳل الكﻮل باعث كﻮري چشم و مرگ مﻲ گردد) ( . -10گلﻴسرﻳﻦ ﻳك الكﻮل دو قﻴمتﻪ است) ( . -11فﻮرمﻮل عمﻮمﻲ اﻳستر COORاست) ( . -12محلﻮل 40فﻴصد فارم الدﻳﻬاﻳد را بﻪ ﻧام فارملﻴﻦ ﻳاد مﻲ كﻨﻨد) ( . بﻪ طرف راسـت جدول ،سـؤالﻫا و بﻪ طرف چپ جدول ،جﻮاب ﻫا ﻧﻮشـتﻪ شده است؛ شﻤا جﻮاب سؤال ﻣربﻮط را درﻳاﻓت ﻧﻤﻮده ،شﻤارة آن را در ﻣﻘابﻞ سؤال در داخﻞ ﻗﻮس بﻨﻮسﻴد. اﻟﻒ
ب
-13گروپ وظﻴفﻪﻳﻰ اﻳتر است) ( . -14كدام الكﻮل بﻪ ﻧام الكﻮل دو قﻴمتﻪ ﻳاد مﻰ شﻮد؟ ( -15كﻴتﻮن چﻴست؟ ( ) -16تﻮسط اسﻴتﻮن كدام مﻮاد حل شده مﻰ تﻮاﻧد؟ ( ) -17فﻮرمﻮل اسﻴت الدﻳﻬاﻳد چﻴست؟ ( ) -18ﻧام بﻴﻦ المللﻰ H-CHOچﻴست؟ ( -19ﻧام آﻳﻮپك CH 3 CH 2 OHچﻴست؟ (
CH3-CHO -1 -2مﻮادى است كﻪ داراى گروپ وظﻴفﻮى COاست -O- -3 -4مﻴتاﻧل -5الدﻳﻬاﻳد و تﻴزاب عضﻮى -6كﻪ داراى دوگروپ ﻫاﻳدروكسﻴل باشد. -7مﻮاد عضﻮى ،ورﻧس و رﻧگ -8اﻳتاﻧﻮل
) )
)
جﻤﻠﻪ ﻫاي زﻳر را بﻪ دﻗت ﻣطاﻟﻌﻪ ﻛرده جاﻫاي خاﻟﻲ را بﻪ ﻛﻠﻤﻪﻫاى ﻣﻨاسب پر ﻧﻤاﻳﻴد: -20اﻳترﻫا مركبات عضﻮي اﻧد كﻪ داراي گروپ وظﻴفﻪﻳﻰ .........................................اﻧد. - C2H5 -21بﻪ ﻧام .........................................ﻳاد مﻰشﻮد. -22مركب اولﻲ اﻳترﻫا عبارت از .........................................است. -23ﻧام آﻳﻮپك مركب ......................................... CH3-CO- CH3است. - CHO -24گروپ وظﻴفﻪﻳﻰ .........................................است. سؤالﻫاى زﻳر را شرح دﻫﻴد: -25گروپ وظﻴفﻪﻳﻲ را با مثال تﻮضﻴح ﻧماﻳﻴد. -26الكﻮلﻫا را بﻪ اساس ﻧﻮعﻴت و كمﻴت گروپ -OHطبقﻪ بﻨدي ﻧمﻮده با مثال واضح سازﻳد. -27الدﻳﻬاﻳدﻫا بﻪ طرﻳقﺔ IUPACچطﻮر ﻧامگذاري مﻲشﻮﻧد؟ با مثال واضح سازﻳد. -28اﻳستر را با مثال تعرﻳف ﻧماﻳﻴد. -29تﻴزابﻫاى شحمﻲ را تﻮسط مثال شرح دﻫﻴد. -30روغﻦ اولﻴﻴﻦ را تﻮضﻴح ﻧماﻳﻴد. -31قﻨدﻫاى ﻳك قﻴمتﻪ ،دو قﻴمتﻪ و سﻪ قﻴمتﻪ را با مثال شرح ﻧماﻳﻴد. 63
ﻓصﻞچﻬارم
تﻌاﻣﻼت ﻣرﻛبات عضﻮى طﻮرىكــﻪ در درسﻫاى گذشــتﻪ مركبات عضــﻮى ،اﻧﻮاع و خﻮاص فزﻳكﻰ آنﻫا را خﻮاﻧدﻳــد و معلﻮمات دربارة ﻫر ﻳك از آنﻫا حاصل ﻧمﻮدﻳد و مﻰداﻧﻴد كﻪ مركبات عضﻮى بر عﻼوة خﻮاص فزﻳكﻰ داراى خﻮاص كﻴمﻴاوى ﻧﻴز مﻰ باشــﻨد .اگر ﻳك ســﻴب و ﻳا كﻴلﻪ در ﻫﻮاى آزاد قطع گردد ،بعد از ﻳك مدت كﻮتاه رﻧگ آنﻫا تغﻴﻴر مﻰكﻨد كﻪ عامل اﻳﻦ تغﻴﻴــرات ،مربﻮط تعامﻼت كﻴمﻴاوى مﻮاد عضﻮى مﻮجﻮد در آنﻫا مﻰباشــد .مركبات عضﻮى كﻪ بﻪ حﻴــث مﻮاد خﻴلﻰ مفﻴد مﻮرد استفاده قرار مﻰ گﻴرﻧد؛ از قبﻴل :الكﻮلﻫا ،دواﻫا ،پﻼستﻴك ﻫا و غﻴــره ،اﻳﻦﻫا در ﻧتﻴجــﺔ تعامﻼت كﻴمﻴاوى حاصل مﻰشــﻮﻧد .با داﻧستﻦ خﻮاص كﻴمﻴاوى مركبات عضﻮى خﻮاﻫﻴد آمﻮخت كﻪ اﻳﻦﻫا كــدام ﻧﻮع تعامﻼت كﻴمﻴاوى را اﻧجــام داده مﻰ تﻮاﻧﻨد؟ تحت كدام شــراﻳط تعامل مﻰﻧماﻳﻨد؟ تعامﻼت كﻴمﻴــاوى مركبات عضﻮى در حﻴات روزمرة ما و صﻨعت چﻪ اﻫمﻴت دارد؟ اﻧﻮاع تعامﻼت كﻴمﻴاوى در اﻳﻦ فصل مطالعﻪ مﻰشﻮد و با مطالعﺔ آن بﻪ سؤالﻫاى فﻮق جﻮاب ارائﻪ خﻮاﻫﻴد ﻧمﻮد.
64
اﻧﻮاع تﻌاﻣﻼت ﻣرﻛبات عضﻮى مركبــات عضﻮى ﻳك تعــداد تعامﻼت كﻴمﻴــاوى را اﻧجام مﻰدﻫﻨد كﻪ عبــارت از :تعامﻼت تعﻮﻳضﻰ ،جمعﻰ وغﻴره مﻰباشد .در ذﻳل ﻫرﻳك آنﻫا را تحت مطالعﻪ قرار مﻰ دﻫﻴم.
تﻌاﻣﻼتتﻌﻮﻳضﻰ ()Substitution Reactions تعامﻼت تعﻮﻳضﻰ ،تعامﻼتﻰ را گﻮﻳﻨد كﻪ ﻳك و ﻳا چﻨد اتﻮم مالﻴكﻮل ﻳك مركب تﻮسط ﻳك ﻳا چﻨد اتﻮم عﻨصر دﻳگر تعﻮﻳض مﻰگردد .باﻳد گفت كﻪ در ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشــبﻮع ،تعامﻼت تعﻮﻳضﻰ صﻮرت مﻰگﻴرد كﻪ مثال آن قرار ذﻳل است: H Cl + HCl
C
ﻧﻮر
H
H C H + Cl Cl
H
H
H
طﻮرىكﻪ دﻳده مﻰشــﻮد ،مﻴتــان در مﻮجﻮدﻳت ﻧﻮر بــا گاز كلﻮرﻳﻦ تعامل ﻧمﻮده اســت ،در معادلــﺔ كﻴمﻴــاوى بــاﻻ ،ﻳك اتــﻮم ﻫاﻳدروجﻦ مﻴتان با ﻳــك اتﻮم كلﻮرﻳــﻦ تعﻮﻳض گردﻳده و ﻫاﻳدروجﻦ كلﻮراﻳــد را بــﻪ وجــﻮد آورده اســت .در زﻳر ادامﺔ تعامل تعﻮﻳضــﻰ فﻮق را دﻳده مﻰ تﻮاﻧﻴم: ﻧﻮر
CH 2 Cl2 + HCl مﻴتلﻴﻦ كلﻮراﻳد
CCl CHCl + HCl 4 +3 HCl
CH 3Cl + Cl Cl كلﻮرﻳﻦ مﻴتاﻳل كلﻮراﻳد
ﻧﻮر
CHCl CH 2 Cl 2 3 + Cl Cl
كلﻮروفارم
CCl4 + HCl
ﻧﻮر
CHCl3 + Cl Cl
كاربﻦ تتراكلﻮراﻳد
65
ﻓﻌاﻟﻴت تعامل تعﻮﻳضﻰ اﻳتان ) (C2H6را با ﻳك مالﻴكﻮل برومﻴﻦ تﻮسط ﻳك معادلﺔ كﻴمﻴاوى ﻧشان داده ،مركبات حاصل شده را ﻧامگذارى ﻧماﻳﻴد.
تﻌاﻣـﻼت تﻌﻮﻳضـﻰ در بﻨزﻳﻦ :بﻨزﻳﻦ مركبﻰ اســت كﻪ ماﻧﻨد ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشــبﻮع، تعامــﻼت تعﻮﻳضﻰ را اﻧجام مﻰ دﻫد ،اﻳﻦ مركب در مﻮجﻮدﻳت تﻴزاب گﻮگرد با تﻴزاب شــﻮره تعامل ﻧمﻮده ،ﻧاﻳتروبﻨزﻳﻦ را مﻰسازد: H 2
H
H
NO
H
H 2SO 4
+ H 2O
O NO 2
H
H
+H H
تﻴزاب شﻮره
H
H
ﻧاﻳترو بﻨزﻳﻦ
H H بﻨزﻳﻦ
در تعامل فﻮق ﻳك اتﻮم ﻫاﻳدروجﻦ مالﻴكﻮل بﻨزﻳﻦ تﻮسط گروپ ﻧاﻳترو ) ( NO2تعﻮﻳض گردﻳده، ﻧاﻳترو بﻨزﻳﻦ و آب را تشكﻴل داده است. ﻧاﻳترو بﻨزﻳﻦ از جملﺔ مشتقات ﻧاﻳتروجﻦ دار بﻨزﻳﻦ مﻰباشد و بﻪ حﻴث مادة اولﻴﺔ مﻬم در صﻨاﻳع مﻮاد ملﻮﻧﻪ (رﻧگﻪ) مﻮرد استعمال قرار مﻲگﻴرد. . تعﻮﻳضــﻰ را اﻧجام مﻰدﻫد و مركبات ﻫلﻮجــﻦدار بﻨزﻳﻦ را بﻨزﻳــﻦ با ﻫلﻮجﻦﻫــا ﻧﻴز تعامل : مﻰسازد؛ ماﻧﻨد: Cl
H
H
H
+ HCl
Fe
H
H
H + Cl Cl H
H
H H
H
بﻨزﻳﻦ
كلﻮرو بﻨزﻳﻦ
)(Addation Reactions
تﻌاﻣﻼت جﻤﻌﻰ ()Addition Reactions
)
تعامــﻼت جمعﻰ ،ﻧﻮع تعامﻼتﻰ اﻧد كﻪ دو ﻳا بﻴشــتر از دو مالﻴكﻮل ﻫــاى مﻮاد مختلف باﻫم تعامل ﻧمﻮده ،در ﻧتﻴجﺔ تعامل مالﻴكﻮلﻫا ،مركب جدﻳدى را بﻪ مﻴان مﻲ آورﻧد؛ ماﻧﻨد:
(
:
CH = CH + Br Br CH 2 Br CH 2 Br CH 2 = CH 22 + Br 2 Br CH 2 Br CH Br 2 1,2- dibromo 1,2 dibromoeth ane ethane
) 66
. .
(
باﻳــد گفت كﻪ مركز فعالﻴت تعامــﻼت جمعﻰ در ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴرمشــبﻮع (الكﻴﻦﻫا و الكاﻳﻦﻫا) ،مﻮجﻮدﻳت روابط دوگاﻧﻪ وسﻪ گاﻧﻪ در آنﻫا است كﻪ ﻳك سلسلﻪ تعامﻼت جمعﻰ را سبب مﻰ شﻮد؛ طﻮر مثال :الكﻴﻦﻫا در مﻮجﻮدﻳت كتلست ﻫا با ﻫاﻳدروجﻦ تعامل جمعﻰ ﻧمﻮده ﻫاﻳدروكاربﻦ مشبﻮع را مﻰسازد: CH 3 CH 3
Ni
CH 2 = CH 2 + H 2
بــﻪ ﻫمﻴﻦ ترتﻴب الكﻴﻦﻫا بــا ﻫلﻮجﻦﻫا ﻧﻴز تعامل جمعﻰ را اﻧجام داده مﻰ تﻮاﻧﻨد؛ طﻮر مثال: از تعامــل جمعﻰ پروپﻴﻦ با آﻳﻮدﻳﻦ مركب جدﻳد 1,2-diiodopropaneطبق معادلﺔ ذﻳل حاصل مﻰشﻮد: CH 3 CHI CH 2 I
CH 3 CH = CH 2 + I 2
ﻓﻌاﻟﻴت اگــر اﻳتلﻴــﻦ) (C2H4با كلﻮرﻳﻦ ) (Cl2تعامل ﻧماﻳد ،كدام مركب حاصل مﻰگردد؟ معادلﻪ و ﻧام مركب را بﻪ طرﻳقﺔ آﻳﻮپك ) (IUPACبﻨﻮﻳسﻴد.
الكﻴﻦﻫــا باتﻴزابﻫاى ﻫلﻮجﻦدار ﻧﻴز تعامﻼت جمعﻰ را اﻧجام داده كﻪ در ﻧتﻴجﺔ آن مركبات جدﻳد را مﻰســازﻧد؛ در تعامــل اﻳتلﻴﻦ با تﻴزاب ﻧمك ( ،)HClمركــب جدﻳد بﻪ ﻧام اﻳتاﻳل كلﻮراﻳد طبق معادلﺔ ذﻳل بﻪ دست مﻰآﻳد: CH 3 CH 2 Cl
CH 2 = CH 2 + HCl
ﻫمچﻨﻴــﻦ الكﻴﻦ ﻫا با آب در مﻮجﻮدﻳت تﻴزاب گﻮگرد ،تعامل جمعﻰ را اﻧجام داده ،در ﻧتﻴجﻪ الكﻮل حاصل مﻰشــﻮد .از تعامل اﻳتلﻴﻦ با آب در مﻮجﻮدﻳت تﻴزاب گﻮگرد بﻪ حﻴث كتلســت مركب اﻳتاﻧﻮل بﻪ دست مﻰ آﻳد: CH 3 CH 2 OH
H 2SO 4
CH 2 = CH 2 + H 2 O
تعامل فﻮق را بﻪ ﻧام تعامل ﻫاﻳدرﻳشﻦ ( )Hydrationﻧﻴز ﻳاد مﻰ كﻨﻨد. تعامﻼت جمعﻰ در الكاﻳﻦﻫا ﻧﻴز صﻮرت گرفتﻪ مﻰ تﻮاﻧد. 67
(
)
1,2-dibromo 1-propene
الكاﻳﻦﻫا تعامﻼت جمعﻰ را با ﻫلﻮجﻦﻫا (كلﻮرﻳﻦ ،برومﻴﻦ و آﻳﻮدﻳﻦ) اﻧجام مﻰدﻫﻨد .اگر پروپاﻳﻦ با برومﻴﻦ تعامل كﻨد 1,2-di bromo propene ،حاصل مﻰشﻮد: CH 3 C CH + Br Br
CH 3 CBr = CHBr
1,2-di bromopropene
) (CCl 4
ﻫمچﻨﻴﻦ اســتلﻴﻦ با كلﻮرﻳﻦ در مﻮجﻮدﻳت كاربﻦ تتراكلﻮراﻳد ()CCl4بﻪ حﻴث محلل در دو مرحلــﻪ تعامــل جمعﻰ را اﻧجام داده و مركب آخرى تترا كلﻮرو اﻳتان را مﻰســازد كﻪ معادلﺔ كﻴمﻴاوى آن قرار ذﻳل مﻰباشد: CHCl = CHCl
CH + Cl Cl
CCl4
4
CHCl = CH Cl 1, 2-di chloroethene
CH
CCl
CH + Cl Cl
CH
CHCl = CHCl + Cl+ ClCl ClCCl 4 CCl CHCl 2 2 CHCl CHCL = CHCl CHCl CHCl2 2 4
1,1,2,2-tetra chloroethane
2
ﻓﻌاﻟﻴت
CHCl
2
CHCl
1,2-di chloroethelene ) (CCL
4
CHCl = CH Cl + Cl Cl
___________________________________________________
اگر استلﻴﻦ با برومﻴﻦ در مﻮجﻮدﻳت كاربﻦ تترا كلﻮراﻳد بﻪ حﻴث محلل تعامل ﻧماﻳد ،كدام مركب حاصل مﻰ گردد؟ معادلﺔ كﻴمﻴاوى آن را تحرﻳر دارﻳد.
ﻫاﻳدروجﻨﻴشﻦ ()Hydrogenation ﻫﻨگامﻰكﻪ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴرمشــبﻮع (الكﻴﻦ ﻫا و الكاﻳﻦ ﻫا) تﻮســط ﻫاﻳدروجﻦ ،مشبﻮع گردﻧد و الكانﻫا حاصل شﻮﻧد ،اﻳﻦ ﻧﻮع تعامل كﻪ در مﻮجﻮدﻳت كتلست ( )Pd, Pt ,Niاﻧجام مﻰ ﻳابد ،بﻪ ﻧام تعامل ﻫاﻳدروجﻨﻴشﻦ ﻳاد مﻰ شﻮد: )(Hydrogenation CH 3 CH 2 CH 3
Pd
)
Propane CH 3 CH 3
68
3
CH
2
CH
CH 3 CH = CH 2 + H 2
3
CH
(
Ni
CH + 2H 2 (Pd, CH )Pt ,Ni
Pd
CH = CH + H 3 2 2
CH
دى ﻫاﻳدرﻳشﻦ ()Dehydration ﻫرگاه ﻳك مالﻴكﻮل آب تﻮسط ﻳك مادة آب جذبان ،از ﻳك مركب عضﻮى كشﻴده شﻮد ،اﻳﻦ ﻧﻮع تعامل را بﻪ ﻧام دى ﻫاﻳدرﻳشﻦ ﻳاد مﻰﻧماﻳﻨد: CH 2 = CH 2 + H 2 O
H 2SO 4
CH 3 CH 2 OH
اگر از دو مالﻴكﻮل الكﻮل ﻳك مالﻴكﻮل آب خارج گردد ،در ﻧتﻴجﻪ ،اﻳتر بﻪ دست مﻰآﻳد: CH 3 CH 2 O CH 2 CH 3 + H 2 O
H 2SO 4
2CH 3 CH 2 OH
داى اﻳتاﻳل اﻳتر درگذشتﻪ ﻫا بﻪ حﻴث مادة بﻰ ﻫﻮش كﻨﻨده استعمال مﻰ گردﻳد.
شــكل ( )4-1مرﻳــض در حالت بﻴﻬﻮشﻰ تﻮسط اﻳتر
ﻓﻌاﻟﻴت از دى ﻫاﻳدرﻳشــﻦ دو مالﻴكﻮل مﻴتاﻧﻮل كدام اﻳتر بﻪ دســت مﻰ آﻳد؟ معادلﺔ تعامل آن را ﻧﻮشتﻪ و محصﻮل تعامل را ﻧامگذارى ﻧماﻳﻴد.
ﻫاﻳدروﻟﻴز ()Hydrolysis تعامل كﻴمﻴاوي كﻪ در ﻧتﻴجﺔ آن مركب عضﻮي ﻳا غﻴر عضﻮى تﻮسط آب بﻪ آﻳﻮن ﻫا تفكﻴك شده و با آﻳﻮنﻫاى آب ،عمل متقابل را اﻧجام دﻫد ،بﻪ ﻧام ﻫاﻳدرولﻴز ﻳاد مﻰشﻮد؛ ماﻧﻨد :تعامل مﻴتاﻳل اسﻴتﻴت با آب كﻪ مركبات تﻴزاب سركﻪ و مﻴتاﻧﻮل بﻪ دست مﻲ آﻳﻨد:
69
O
O
CH 3 C OH + CH 3 OH مﻴتاﻧﻮل +استﻴك اسﻴد
CH 3 C O CH 3 + H 2 O آب +مﻴتاﻳل استﻴت
از تعامل ﻫاﻳدرولﻴز در صﻨاﻳع زﻳادتر اســتفاده بﻪ عمل مﻰآﻳد .شــحم كﻪ ﻳك اﻳســتر است، تﻮسط محلﻮل NaOHﻫاﻳدرولﻴز گردﻳده و از آن صابﻮن بﻪ دست مﻲ آﻳد: O CH23 O C C17 H 35
CH 2 OH
O CH OH + 3C17 H 35COONa سﻮدﻳم ستﻴارﻳت (صابﻮن)
CH O C C17 H 35 + 3NaOH
O
CH 2 O C C17 H 35
CH 2 OH گلﻴسرﻳﻦ
گلﻴسراﻳد (شحم)
تحﻤض ()Oxidation تعامل مﻮاد با اكسﻴجﻦ ﻳا خروج ﻫاﻳدروجﻦ از ﻳك ماده بﻪ ﻧام تحمض ﻳاد مﻲ شﻮد؛ ﻫمچﻨﻴﻦ وقتﻲ كــﻪ اتﻮمﻫاى ﻳك عﻨصر در ﻳك تعامل كﻴمﻴاوي الكترون خﻮد را از دســت دﻫد ،چارج مثبت آن بلﻨد مﻰ رود و بلﻨد رفتﻦ چارج مثبت را بﻪ ﻧام تحمض ﻳا اكسﻴدﻳشﻦ ﻳاد مﻲ كﻨﻨد؛ طﻮر مثال :در تعامل زﻳر CuOحﻴثﻴت اكسﻴداﻧت را دارد: O
CH 3 C H + H 2 O + Cu
CuO
CH 3 CH 2 OH
در تعامل فﻮق ،عﻨصر مس ارجاع شده و مس عﻨصرى ،حاصل گردﻳده است و اتﻮم كاربﻦ در الكﻮل اكسﻴدى شده ،مركب اسﻴت الدﻳﻬاﻳد را تشكﻴل مﻰدﻫد.
احتراق ()Combustion تعامل اكسﻴدﻳشﻦ سرﻳع مركبات كﻴمﻴاوى كﻪ در ﻧتﻴجﺔ آن حرارت و روشﻨﻲ تﻮلﻴد مﻰشﻮد، بﻪ ﻧام تعامل احتراقﻰ ﻳاد مﻲ گردد. اكثر مﻮاد عضﻮي در اثر سﻮختﻦ كاربﻦ داي اكساﻳد( ،)CO2آب ( ) H2Oو حرارت را تﻮلﻴد مﻰ ﻧماﻳﻨد؛ طﻮر مثال: حرارت CO 2 + 2H 2 O +
حرارت 2CO 2 + 3H 2 O + 70
CH 4 + 2O 2
CH 3 CH 2 OH + 3O 2
ﻓﻌاﻟﻴت عﻤﻠﻴﺔ احتراق ساﻣان و ﻣﻮاد ﻣﻮرد ضرورت :تﻮلﻮﻳﻦ ،اﻳتاﻧﻮل ،ﻫكزان ،فتﻴلﺔ پﻨبﻪ ﻳﻲ و گﻮگرد. طرزاﻟﻌﻤﻞ :فتﻴلﺔ پﻨبﻪ ﻳﻲ را بﻪ صﻮرت جداگاﻧﻪ تﻮســط تالﻮﻳﻦ ،اﻳتاﻧﻮل و ﻫگزان چرب كرده و ﻫر ﻳك را تﻮســط گﻮگرد روشﻦ كﻨﻴد؛ سپس رﻧگ شعلﺔ آنﻫا را ﻳادداشت كﻨﻴد.
ارجاع ()Reduction عملﻴــﺔ ارجاع معكﻮس ،عملﻴﺔ تحمض اســت؛ ﻳعﻨــﻲ ﻧصب ﻧمﻮدن اتﻮم ﻫــاي مالﻴكﻮل ﻫاى ﻫاﻳدروجــﻦ باﻻي ﻳــك مركب عضﻮي و گرفتﻦ اتﻮمﻫاى اكســﻴجﻦ از ﻳك مركب عضﻮي بﻪ ﻧام ارجاع ﻳاد مﻰشــﻮد .بﻪ عبارت دﻳگر ،بلﻨد رفتﻦ چارج مﻨفﻰ قســمﻰاتﻮمﻫاى عﻨاصر را در تعامﻼت كﻴمﻴاوى بﻪ ﻧام عملﻴﺔ ارجاع ﻳاد مﻰكﻨﻨد؛ طﻮر مثال Propene :كﻪ ﻳك رابطﺔ دو گاﻧﻪ دارد ،با ﻧصب ﻳك مالﻴكﻮلﻫاﻳدروجﻦ رابطﺔ دوگاﻧﻪ آن بﻪ رابطﺔ اشــتراكﻲ ﻳگاﻧﻪ تبدﻳل مﻲ شﻮد و ﻫاﻳدروكاربﻦ مشبﻮع پروپان را مﻲسازد:
CH 3 CH 2 CH 3
Ni
CH 3 CH = CH 2 + H 2
ﻓﻌاﻟﻴت
معادﻻت زﻳر را تكمﻴل كﻨﻴد. Ni
a) CH 3 CH = CH CH 3 + H 2 O Ni Ni
b) CH 3 C CH 3 + H 2 c) CH 3 C C H + H 2
71
عﻤﻠﻴﺔ اﻧشﻘاق ()Cracking پارچﻪ شــدن مالﻴكﻮلﻫاى مركبات داراى زﻧجﻴر طﻮﻳل را بــﻪ مالﻴكﻮلﻫاى كﻮچك در مﻮجﻮدﻳت حرارت و كتلســت بﻪ ﻧام عملﻴﺔ اﻧشــقاق حرارتﻰ ﻳاد مﻰكﻨﻨد .در سال 1913كﻴمﻴادان ﻫا در اثر عملﻴﺔ اﻧشقاق، تﻮســط حــرارت بلﻨد و كتلســت ،مالﻴكﻮلﻫاي بزرگ الكان ﻫا را شكســتاﻧده و بــﻪ مالﻴكﻮلﻫاي مركبــات كﻮچــك (مالﻴكﻮلﻫاي پترول) تبدﻳــل ﻧمﻮدﻧدكﻪ از اﻳﻦ عملﻴــﻪ درصﻨاﻳع تصفﻴﺔ ﻧفت اســتفاده مﻲ كﻨﻨد .طﻮر مثال :مركب C16H34كﻪ مالﻴكﻮل بزرگ دارد ،تﻮسط عملﻴﺔ اﻧشقاق بﻪ مالﻴكﻮلﻫاي كﻮچك تر C8H16و C8H18تبدﻳل مﻰشﻮد. C8 H16 + C8 H18 اوكتان +اوكتﻴﻦ
o C16 H 34 700 C ﻫگزادﻳكان
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻲ در صﻨعــت مﻲتــﻮان مالﻴكﻮلﻫاﻳﻲ را كﻪ از 1تا 14ﻳا تعداد بﻴشــتر اتﻮم كاربﻦ دارﻧد از طرﻳق اﻧشــقاق مالﻴكﻮلﻫاي بزرگتر بﻪ دســت آورد .مالﻴكﻮلﻫاﻳﻲ كﻪ تعداد اتﻮم كاربﻦ آنﻫا 5الﻰ 12باشــد ،براي اســتفاده در پترول بﻪ كار مﻲروﻧد .در دســتگاه تصفﻴﻪ ،ﻳك تعداد مالﻴكﻮلﻫا كﻪ تعداد اتﻮمﻫاى كاربﻦ آن 1الﻰ 4عدد ﻫســتﻨد ،در عملﻴﺔ اﻧشــقاق تشكﻴل مﻲشﻮﻧد كﻪ بﻪ سرعت مﻰسﻮزﻧد و بﻪ اﻳﻦ ترتﻴب ،حرارت عملﻴﺔ اﻧشقاق را تأمﻴﻦ مﻲكﻨﻨد .در عملﻴﺔ اﻧشقاق ،المﻮﻧﻴم اكساﻳد و سلﻴكان داى اكساﻳد ( Al2O3و )SiO2بﻪ حﻴث كتلست استعمال مﻲشﻮﻧد كﻪ سرعت تعامل كﻴمﻴاوي (در اﻳﻨجا عملﻴﺔ اﻧشقاق) را زﻳاد مﻲســازد .عملﻴﺔ اﻧشقاق كتلستﻲ از ﻧظر مصرف اﻧرژي ،مﻮارد استعمال بﻬتري دارد؛ o o زﻳرا عملﻴﺔ اﻧشقاق بﻪ جاي حرارت 700 Cدر حرارت 500 Cاﻧجام مﻲشﻮد.
پﻮﻟﻴﻤراﻳزﻳشﻦ ()Polymerization ﻳكجا شدن چﻨدﻳﻦ مالﻴكﻮل مركبات عضﻮى را در مﻮجﻮدﻳت فشار ،حرارت و كتلست كﻪ باعث تشكﻴل مركب جدﻳد مﻰشــﻮد ،بﻪ ﻧام پﻮلﻴمﻴراﻳزﻳشﻦ ﻳاد مﻰ كﻨﻨد؛ طﻮر مثال :مالﻴكﻮلﻫاى اﻳتلﻴﻦ پﻮلﻴمﻴراﻳزﻳشﻦ ﻧمﻮده ،پﻮلﻰ اﻳتلﻴﻦ را تشكﻴل مﻰدﻫد: ( CH 2 CH 2 ) n Polyethelene
nCH 2 = CH 2 Ethene
بﻮتلﻫاى پﻼستﻴكﻰ از پﻮلﻴمﻴر اﻳتلﻴﻦ ساختﻪ شده اﻧد.
شكل ( )4-2بﻮتلﻫاى پﻼستكﻰ
72
ﻣﻌﻠﻮﻣات اضاﻓﻲ پﻮﻟـﻲ وﻳﻨاﻳـﻞ ﻛﻠﻮراﻳد ( :)PVCﻳك پﻮلﻰ مﻴر مصﻨﻮعﻲ بﻮده كﻪ از ســﻨتﻴز چﻨدﻳﻦ مالﻴكﻮل وﻳﻨاﻳل كلﻮراﻳد (كلﻮرو اﻳتﻴﻦ) بﻪ دســت مﻲآﻳد .در مرحلﺔ اول وﻳﻨاﻳل كلﻮراﻳد را از تعامــل اﻳتلﻴــﻦ با كلﻮرﻳﻦ بﻪ دســت مﻰآورﻧد و بعد مركب پﻮلــﻲ وﻳﻨاﻳل كلﻮراﻳد ( )PVCحاصــل مﻰشــﻮد .اﻳﻦ پﻮلﻰ مﻴر بــراي اﻫداف مختلف در زﻧــده گﻲ روزمره؛ ماﻧﻨد :ســاختﻦ كلكﻴﻦﻫا ،فرش ﻧمﻮدن اتاقﻫا ،لباسﻫاى باراﻧﻲ ،پاﻳپﻫاى پﻼستﻴكﻲ، چرم ﻫاي مصﻨﻮعﻲ و غﻴره مﻮرد استعمال قرار مﻲگﻴرد: CH 2 = CHCl
HCL
CH 2 CH 2 Cl
( CH 2 CH ) n Cl
+ Cl 2
CH 2 = CH 2
Cl
nCH 2 = CH Cl شكل ( )4-3بعضﻲ از تﻮلﻴدات PVC
73
خﻼصﺔ ﻓصﻞ چﻬارم الكان ﻫا ،ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى مشبﻮع اﻧد كﻪ تعامﻼت تعﻮﻳضﻲ را اﻧجام مﻲ دﻫﻨد. ﻫاﻳدروكاربﻦﻫاى غﻴر مشبﻮع (الكﻴﻦﻫا و الكاﻳﻦ ﻫا) تعامﻼت جمعﻲ را اﻧجام مﻲ دﻫﻨد. تعامل مﻮاد با اكسﻴجﻦ ﻳا باختﻦ الكترون را در ﻳك تعامل كﻴمﻴاوي بﻪ ﻧام اكسﻴدﻳشﻦ ﻳاد مﻲكﻨﻨد. ﻧصب ﻳك مالﻴكﻮل آب را باﻻي ﻳك مركب عضﻮي بﻪ ﻧام ﻫاﻳدرﻳشﻦ ﻳاد مﻲكﻨﻨد. عملﻴﻪ ﻳﻲ كﻪ چﻨد مالﻴكﻮل ﻳك مركب عضﻮي تحت شراﻳط خاصﻲ با ﻫم تعامل ﻧمﻮده و در ﻧتﻴجﻪ ،ﻳك مركب جدﻳد را بسازد ،بﻪ ﻧام پﻮلمﻴرازﻳشﻦ ﻳاد مﻲ ﻧماﻳﻨد. در اثر حرارت ،فشار و كتلست ،مالﻴكﻮلﻫاي بزرگ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا بﻪ مالﻴكﻮلﻫاي كﻮچك پارچﻪ مﻲشﻮﻧد كﻪ اﻳﻦ عملﻴﻪ بﻪ ﻧام اﻧشقاق (كركﻨك) ﻳاد مﻲ شﻮد. تعامﻼتﻰ كﻪ در آنﻫا ﻳك ﻳا چﻨد اتﻮم مالﻴكﻮل ﻳك مركب ،تﻮســط ﻳك ﻳا چﻨد اتﻮم عﻨاصر تعﻮﻳض گردد ،بﻪ ﻧام تعامل تعﻮﻳضﻰ ﻳاد مﻰگردد. ﻳكجا شــدن دو ﻳا چﻨدﻳﻦ مالﻴكﻮل مركبات و ﻳا اتﻮمﻫاى عﻨاصر كﻴمﻴاوى را غرض تشكﻴل مالﻴكﻮل جدﻳد بﻪ ﻧام تعامﻼت جمعﻰ ﻳاد مﻰكﻨﻨد.
74
سؤالﻫاى ﻓصﻞ چﻬارم ﻫر ﻳﻚ از سؤالﻫاى زﻳر چﻬار جﻮاب دارد .ﻳﻜﻲ از آن ﻫا صحﻴح است ،جﻮاب درست را اﻧتخاب ﻛﻨﻴد. -1اگر ﻳك مادة عضﻮي بسﻮزد ،از آن كدام مركبات ذﻳل بﻪ دست مﻲآﻳد؟ د)ﻫﻴچكدام ج) آب و كاربﻦ داي اكساﻳد الف) آب ب) كاربﻦ داي اكساﻳد -2تعامل دي ﻫاﻳدرﻳشﻦ معكﻮس كدام تعامل ذﻳل مﻲباشد؟ د) ﻫاﻳدرﻳشﻦ ج) ﻫاﻳدرولﻴز ب) تعامل تعﻮﻳضﻲ الف) احتراق -3از تعامل مﻴتان با 4مالﻴكﻮل كلﻮرﻳﻦ در مﻮجﻮدﻳت ﻧﻮر ،كدام ﻳك از مركبات ذﻳل حاصل مﻰشﻮد؟ د) CH3Cl ج) CH2Cl2 ب)CCl4 الف)CHCl3 جﻤﻠﻪﻫـاى زﻳـر را بﻪ دﻗت خﻮاﻧده و جﻤﻠﻪﻫاى صحﻴح را بـا حرف(ص) و جﻤﻠﻪﻫاى ﻏﻠط را با حرف (غ) ﻧشاﻧﻲ ﻛﻨﻴد. -4الكانﻫا ،تعامﻼت جمعﻲ را اﻧجام مﻲدﻫﻨد) ( . -5در اثر سﻮختﻦ بﻨزﻳﻦ ،كاربﻦ داي اكساﻳد ،آب و اﻧرژي حاصل مﻰشﻮد) ( . -6صابﻮن ،ﻧمك كلسﻴمﻲ تﻴزابﻫاى عضﻮي مﻲباشد) ( . -7از اكسﻴدﻳشﻦ ﻫاﻳدروكاربﻦﻫا ،مشتقات اكسﻴجﻦ دار آنﻫا تشكﻴل مﻰشﻮد) ( . -8اگر استلﻴﻦ ،ﻫاﻳدروجﻨﻴشﻦ گردد ،اﻳتلﻴﻦ حاصل مﻰشﻮد) ( . ﻣﻌادﻻت ذﻳﻞ را تﻜﻤﻴﻞ ﻛﻨﻴد. -9 6CO 2 + 6H 2 O -10 CH 3COOH + R OH -11 C 6 H 5COOH + NaOH -12 CH 4 + Cl2 -13 CH CH + H 2 Ni C2H 2 + O2 -14 Pt CH 3 CH 2 CH = CH 2 + H 2 -15 H2SO4 -16 CH 3 CH 2 CH 2 CH = CH 2 + H 2 O
75