Kluczowa różnica - węglowodory alifatyczne a węglowodory 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. Kluczową różnicą między węglowodorami alifatycznymi i aromatycznymi jest to, 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 cząsteczki organiczne 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 nazywane „arenami” lub „węglowodorami arylowymi”. Większość węglowodorów aromatycznych zawiera w swojej strukturze pierścień benzenowy; ale są nie-benzenowe węglowodory aromatyczne zwane heteroarenami, które są zgodne z „regułą Huckle'a” (pierścienie cykliczne zgodne z regułą Huckle'a mają 4n + 2 liczbę π-elektronów; 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. Ta grupa zawiera zarówno węglowodory nasycone, jak i nienasycone. Alkany to węglowodory nasycone, alkeny i alkiny to węglowodory nienasycone.
Proste łańcuchy:
Oktan
Markowe łańcuchy:
5-etylo-3-metylooktan
2-metylo-3-pentencja
Pierścienie niearomatyczne:
Węglowodory aromatyczne: Węglowodory aromatyczne mają w swojej strukturze aromatyczny układ pierścieni. Wszystkie są węglowodorami nienasyconymi, ale są stosunkowo stabilne dzięki systemowi wiązań sprzężonych.
Kategorie węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Węglowodory alifatyczne:
W węglowodorach alifatycznych występują trzy główne grupy; alkany, alkeny i alkiny. Są również znane jako węglowodory allilowe.
Alkany: W alkanach atomy węgla i wodoru są połączone ze sobą wiązaniami pojedynczymi. Nie mają wielu 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.
Aromatyczne węglowodory:
Większość węglowodorów aromatycznych zawiera w swojej strukturze co najmniej jeden pierścień benzenowy. Jest jednak kilka węglowodorów aromatycznych nie będących benzenami, nazywane są one „heteroarenami”. Węglowodory aromatyczne nazywane są węglowodorami „arylowymi”.
Bifenyl (aromatyczny węglowodór z dwoma pierścieniami benzenowymi)
Wzór wiązania węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Węglowodory alifatyczne:
W węglowodorach alifatycznych; wiązania pojedyncze, podwójne lub potrójne mogą występować w dowolnym miejscu cząsteczki. Czasami może istnieć kilka struktur dla jednego wzoru cząsteczkowego, zmieniając pozycję wielokrotnego wiązania (wiązań). Te cząsteczki mają zlokalizowany system elektronów.
Aromatyczne węglowodory:
W węglowodorach aromatycznych mają alternatywny układ wiązań pojedynczych i podwójnych, tworząc układ wiązań sprzężonych w celu delokalizacji niektórych elektronów. (Zdelokalizowane elektrony mogą przemieszczać się od jednego wiązania do drugiego).
Reakcje węglowodorów alifatycznych i aromatycznych
Węglowodory alifatyczne:
Węglowodory nasycone ulegają reakcjom substytucji; nienasycone węglowodory uzyskują stabilność w wyniku reakcji addycji. Ale niektóre reakcje zachodzą w kontrolowanych warunkach bez zrywania wielu wiązań.
Aromatyczne węglowodory:
Węglowodory aromatyczne są nienasycone, ale mają stabilny układ sprzężonych elektronów, dzięki czemu są bardziej podatne na reakcje substytucji niż addycji.
Zdjęcie dzięki uprzejmości: „Polycyclic Aromatic Hydrocarbons” firmy Inductiveload - praca własna przesyłającego, Accelrys DS Visualizer. (Domena publiczna) za pośrednictwem Commons
