Разница между алифатическими и ароматическими углеводородами

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое различие - алифатические и ароматические углеводороды

Давайте сначала кратко посмотрим, какие углеводороды обсуждают разницу между алифатическими и ароматическими углеводородами. Углеводороды - это органические соединения, содержащие в своей структуре атомы углерода и водорода. Ключевое различие между алифатическими и ароматическими углеводородами заключается в том, что алифатические углеводороды не содержат сопряженной системы связи, тогда как ароматические углеводороды содержат систему сопряженных связей. Однако обе эти молекулы считаются органическими соединениями.

Что такое алифатические углеводороды?

Алифатические углеводороды - это органические молекулы, содержащие в своей структуре атомы углерода (C) и водорода (H); с прямыми цепями, разветвленными цепями или неароматическими кольцами. Алифатические углеводороды можно разделить на три основные группы; алканы, алкены и алкины.

Что такое ароматические углеводороды?

Ароматические углеводороды иногда называют «аренами» или «арильными углеводородами». Большинство ароматических углеводородов содержат в своей структуре бензольное кольцо; но есть небензольные ароматические углеводороды, называемые гетероаренами, которые подчиняются «правилу Хакла» (циклические кольца, которые следуют правилу Хакла, имеют 4n + 2 числа π-электронов; где n = 0,1,2,3,4,5, 6). Некоторые ароматические углеводороды имеют более одного кольца; их называют полициклическими ароматическими углеводородами.

Иллюстрация типичных полициклических ароматических углеводородов.

В чем разница между алифатическими и ароматическими углеводородами?

Структура алифатических и ароматических углеводородов

Алифатические углеводороды: они имеют в своей структуре прямые, разветвленные цепи или неароматические кольца. В эту группу входят как насыщенные, так и ненасыщенные углеводороды. Алканы - это насыщенные углеводороды, алкены и алкины - это ненасыщенные углеводороды.

Прямые цепи:

Октан

Фирменные сети:

5-этил-3-метилоктан

2-метил-3-пентенс

Неароматические кольца:

Ароматические углеводороды: ароматические углеводороды имеют в своей структуре ароматическую кольцевую систему. Все они являются ненасыщенными углеводородами, но относительно стабильны из-за системы сопряженных связей.

Категории алифатических и ароматических углеводородов

Алифатические углеводороды:

В алифатических углеводородах есть три основные группы; алканы, алкены и алкины. Они также известны как аллильные углеводороды.

Алканы: в алканах атомы углерода и водорода связаны одинарными связями. У них нет множественных связей. Алканы образуют кольцевые структуры, их называют циклоалканами.

Алкены: эта группа содержит как одинарные, так и двойные связи между атомами углерода. Атомы водорода и углерода всегда образуют одинарные связи.

Алкины: Алкины имеют тройные связи между атомами углерода в дополнение к одинарным связям.

Ароматические углеводороды:

Большинство ароматических углеводородов содержат в своей структуре по крайней мере одно бензольное кольцо. Но небензольных ароматических углеводородов немного, их называют «гетероаренами». Ароматические углеводороды называют «арильными» углеводородами.

Бифенил (ароматический углеводород с двумя бензольными кольцами)

Схема связи алифатических и ароматических углеводородов

Алифатические углеводороды:

В алифатических углеводородах; одинарные, двойные или тройные связи могут существовать в любом месте молекулы. Иногда может быть несколько структур для одной молекулярной формулы, изменяя положение кратной связи (ей). Эти молекулы имеют локализованную электронную систему.

Ароматические углеводороды:

В ароматических углеводородах они имеют альтернативную систему одинарных и двойных связей для образования системы сопряженных связей для делокализации некоторых электронов. (Делокализованные электроны могут переходить с одной связи на другую).

Реакции алифатических и ароматических углеводородов

Алифатические углеводороды:

Насыщенные углеводороды претерпевают реакции замещения; непредельные углеводороды достигают стабильности в результате реакции присоединения. Но некоторые реакции происходят в контролируемых условиях без разрыва множественных связей.

Ароматические углеводороды:

Ароматические углеводороды ненасыщены, но имеют стабильную сопряженную электронную систему, поэтому они более подвержены реакциям замещения, чем реакциям присоединения.

Изображение предоставлено: «Полициклические ароматические углеводороды» от Inductiveload - собственная работа автора, Accelrys DS Visualizer. (Общественное достояние) через Commons