Kluczowa różnica – węglowodory alifatyczne i aromatyczne
Przyjrzyjmy się najpierw pokrótce, jakie węglowodory omawiają różnicę między węglowodorami alifatycznymi i aromatycznymi. Węglowodory to związki organiczne zawierające w swojej strukturze atomy węgla i wodoru. Kluczowa różnica między węglowodorami alifatycznymi i aromatycznymi polega na tym, że węglowodory alifatyczne nie zawierają sprzężonego układu wiązań, podczas gdy węglowodory aromatyczne zawierają sprzężony układ wiązań. Jednak obie te cząsteczki są uważane za związki organiczne.
Co to są węglowodory alifatyczne?
Węglowodory alifatyczne to organiczne cząsteczki zawierające w swojej strukturze atomy węgla (C) i wodoru (H); w łańcuchach prostych, rozgałęzionych lub niearomatycznych. Węglowodory alifatyczne można podzielić na trzy główne grupy; alkany, alkeny i alkiny.
Co to są węglowodory aromatyczne?
Węglowodory aromatyczne są czasami znane jako „ areny” lub „ węglowodory arylowe”. Większość węglowodorów aromatycznych zawiera w swojej strukturze pierścień benzenowy; ale istnieją niebenzenowe węglowodory aromatyczne zwane heteroarenami, które są zgodne z „regułą Huckle'a” (pierścienie cykliczne zgodne z regułą Huckle'a mają 4n+2 liczbę elektronów π; gdzie n=0, 1, 2, 3, 4, 5, 6). Niektóre węglowodory aromatyczne mają więcej niż jeden pierścień; nazywane są wielopierścieniowymi węglowodorami aromatycznymi.
Ilustracja typowych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych.
Jaka jest różnica między węglowodorami alifatycznymi a aromatycznymi?
Struktura węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Węglowodory alifatyczne: Mają w swojej strukturze łańcuchy proste, rozgałęzione lub niearomatyczne. W tej grupie znajdują się zarówno węglowodory nasycone, jak i nienasycone. Alkany to węglowodory nasycone, alkeny i alkiny to węglowodory nienasycone.
Łańcuchy proste:
Oktan
Markowe łańcuchy:
5-etylo-3-metylooktan
2-metylo-3-pentencja
Pierścienie niearomatyczne:
Węglowodory aromatyczne: Węglowodory aromatyczne mają w swojej strukturze układ pierścieni aromatycznych. Wszystkie są węglowodorami nienasyconymi, ale stosunkowo stabilnymi dzięki systemowi wiązań sprzężonych.
Kategorie węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Węglowodory alifatyczne:
Istnieją trzy główne grupy węglowodorów alifatycznych; alkany, alkeny i alkiny. Są one również znane jako węglowodory allilowe.
Alkany: W alkanach atomy węgla i wodoru są połączone wiązaniami pojedynczymi. Nie mają wielokrotnych wiązań. Alkany tworzą struktury pierścieniowe, nazywane są cykloalkanami.
Alkeny: Ta grupa zawiera zarówno pojedyncze, jak i podwójne wiązania między atomami węgla. Atomy wodoru i węgla zawsze tworzą pojedyncze wiązania.
Alkiny: Alkiny mają potrójne wiązania między atomami węgla oprócz wiązań pojedynczych.
Węglowodory aromatyczne:
Większość węglowodorów aromatycznych zawiera w swojej strukturze co najmniej jeden pierścień benzenowy. Ale jest niewiele niebenzenowych węglowodorów aromatycznych, nazywane są „heteroarenami”. Węglowodory aromatyczne nazywane są węglowodorami „arylowymi”.
Bifenyl (węglowodór aromatyczny z dwoma pierścieniami benzenowymi)
Wzorzec wiązania węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Węglowodory alifatyczne:
W węglowodorach alifatycznych; wiązania pojedyncze, podwójne lub potrójne mogą istnieć w dowolnym miejscu w cząsteczce. Czasami może istnieć kilka struktur dla jednego wzoru cząsteczkowego, zmieniając położenie wiązań wielokrotnych. Cząsteczki te mają zlokalizowany system elektronów.
Węglowodory aromatyczne:
W węglowodorach aromatycznych mają alternatywny system wiązań pojedynczych i podwójnych, tworzący system wiązań sprzężonych w celu przeniesienia niektórych elektronów. (Zdelokalizowane elektrony mogą przemieszczać się z jednego wiązania do drugiego).
Reakcje węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Węglowodory alifatyczne:
Węglowodory nasycone przechodzą reakcje substytucji; nienasycone węglowodory osiągają stabilność w reakcji addycji. Jednak niektóre reakcje zachodzą w kontrolowanych warunkach bez zrywania wielu wiązań.
Węglowodory aromatyczne:
Węglowodory aromatyczne są nienasycone, ale mają stabilny układ sprzężonych elektronów, dzięki czemu są bardziej podatne na reakcje podstawienia niż addycji.
Obraz dzięki uprzejmości: „Policykliczne węglowodory aromatyczne” od Inductiveload – Praca własna przez przesyłającego, Accelrys DS Visualizer. (Domena publiczna) przez Commons
