(Πηγή: Βιβλίο Μαθητή, Χημεία Β΄ ΓΕΛ, §1.2 Ταξινόμηση οργανικών ενώσεων - Ομόλογες σειρές. Οι εκφωνήσεις των παρακάτω ερωτήσεων/ασκήσεων προέρχονται από το ενιαίο μπλοκ ασκήσεων στο τέλος του Κεφαλαίου 1 (σελ. 28-35) και ανατέθηκαν σε αυτό το υποκεφάλαιο με βάση τη θεματική τους συνάφεια.)
Ποιες οργανικές ενώσεις λέγονται κορεσμένες και ποιες ακόρεστες;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ο ορισμός στηρίζεται αποκλειστικά στο είδος των δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα — όχι σε δεσμούς άνθρακα με άλλα στοιχεία.
Λύση:
Ενδεικτική απάντηση: Κορεσμένες λέγονται οι ενώσεις στις οποίες όλα τα άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους με απλούς δεσμούς. Ακόρεστες λέγονται οι ενώσεις στις οποίες δύο τουλάχιστον άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους με διπλό ή τριπλό δεσμό.
Πρόσεξε:
Ποιες οργανικές ενώσεις λέγονται ισοκυκλικές;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ορισμός από την ταξινόμηση με βάση τη διάταξη της ανθρακικής αλυσίδας (§1.2).
Λύση:
Ενδεικτική απάντηση: Ισοκυκλικές ονομάζονται οι κυκλικές ενώσεις στις οποίες ο δακτύλιος σχηματίζεται αποκλειστικά και μόνο από άτομα άνθρακα.
Πρόσεξε:
α. Τι ονομάζεται ομόλογη σειρά; β. Τι δείχνει ο εμπειρικός, ο μοριακός και ο συντακτικός τύπος;
Σκέψη / Μεθοδολογία: Δύο υποερωτήματα θεωρίας· το πρώτο ζητά τον ορισμό της ομόλογης σειράς με τα έξι κοινά χαρακτηριστικά, το δεύτερο τη διάκριση των τριών ειδών χημικού τύπου.
Λύση:
Ενδεικτική απάντηση: α. Ομόλογη σειρά ονομάζεται ένα σύνολο οργανικών ενώσεων των οποίων τα μέλη έχουν κοινά χαρακτηριστικά: ίδιο γενικό μοριακό τύπο, ανάλογη σύνταξη με την ίδια χαρακτηριστική ομάδα, παρόμοιες χημικές ιδιότητες, φυσικές ιδιότητες που μεταβάλλονται ανάλογα με τη σχετική μοριακή μάζα, παρόμοιες παρασκευές, και κάθε μέλος διαφέρει από το προηγούμενο/επόμενο κατά την ομάδα -CH\(_2\)-. β. Ο εμπειρικός τύπος δείχνει από ποια στοιχεία αποτελείται η ένωση και την απλούστερη αναλογία των ατόμων τους. Ο μοριακός τύπος δείχνει τον ακριβή αριθμό ατόμων κάθε στοιχείου στο μόριο. Ο συντακτικός τύπος δείχνει επιπλέον τον τρόπο σύνδεσης (διάταξη) των ατόμων στο μόριο.
Πρόσεξε:
Να συμπληρώσετε τις προτάσεις: α. Άκυκλες ονομάζονται οι ενώσεις........................................................ β. Κυκλικές ονομάζονται οι ενώσεις....................................................... γ. Ισοκυκλικές ονομάζονται................................................................. δ. Ετεροκυκλικές ονομάζονται...............................................................
Σκέψη / Μεθοδολογία: Οι ορισμοί δίνονται αυτούσιοι στην §1.2, ταξινόμηση με βάση τη διάταξη της ανθρακικής αλυσίδας.
Λύση:
Απάντηση: α. Άκυκλες ονομάζονται οι ενώσεις στις οποίες τα άτομα του άνθρακα ενώνονται σε ευθεία ή διακλαδισμένη ανθρακική αλυσίδα. β. Κυκλικές ονομάζονται οι ενώσεις στο μόριο των οποίων υπάρχει ένας τουλάχιστον δακτύλιος (κλειστή αλυσίδα). γ. Ισοκυκλικές ονομάζονται οι κυκλικές ενώσεις στις οποίες ο δακτύλιος σχηματίζεται αποκλειστικά και μόνο από άτομα άνθρακα. δ. Ετεροκυκλικές ονομάζονται οι κυκλικές ενώσεις στις οποίες ο δακτύλιος σχηματίζεται όχι μόνο από άτομα άνθρακα, αλλά και από άτομα άλλου στοιχείου (συνήθως O, N).
Να αντιστοιχίσετε σε κάθε τύπο της πρώτης στήλης την κατηγορία που ανήκει η ένωση και αναγράφεται στη δεύτερη στήλη. Τύποι πρώτης στήλης:
- CH\(_2\)-CH\(_2\) με CH\(_2\) σε τριγωνική κυκλική διάταξη
- CH\(_3\)CH\(_2\)CH\(_3\)
- CH\(_2\)-CH\(_2\) με O σε τριγωνική κυκλική διάταξη
- CH\(\equiv\)CH Κατηγορίες δεύτερης στήλης: Άκυκλη κορεσμένη Άκυκλη ακόρεστη Ισοκυκλική Ετεροκυκλική
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ελέγχουμε για κάθε τύπο αν σχηματίζει δακτύλιο (κυκλική) ή όχι (άκυκλη), και αν ο δακτύλιος περιέχει μόνο άνθρακα (ισοκυκλική) ή και άλλο στοιχείο (ετεροκυκλική)· για τις άκυκλες ελέγχουμε αν έχουν μόνο απλούς δεσμούς C-C (κορεσμένη) ή πολλαπλό δεσμό C-C (ακόρεστη).
Λύση:
Απάντηση: 1 → Ισοκυκλική · 2 → Άκυκλη κορεσμένη · 3 → Ετεροκυκλική · 4 → Άκυκλη ακόρεστη.
Πρόσεξε:
Ο γενικός τύπος για τους κορεσμένους υδρογονάνθρακες είναι: α. C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\) β. C\(_ν\)H\(_{2ν}\) γ. C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\) δ. C\(_2\)H\(_{2ν+2}\)
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάκληση του γενικού τύπου των αλκανίων από τον πίνακα ομόλογων σειρών.
Λύση:
Απάντηση: α. C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\)
Πρόσεξε:
Ο γενικός τύπος για τις κορεσμένες μονοσθενείς αλκοόλες είναι: α. C\(_ν\)H\(_{2ν}\)OH β. C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)OH γ. C\(_2\)H\(_{2ν+1}\)OH δ. C\(_ν\)H\(_{2ν-1}\)OH
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ανάκληση του γενικού τύπου των αλκοολών από τον πίνακα ομόλογων σειρών.
Λύση:
Απάντηση: β. C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)OH
Ποια από τις επόμενες ενώσεις είναι ακόρεστη; α. 2-προπανόλη β. προπένιο γ. προπάνιο δ. 2-μεθυλοβουτανικό οξύ
Σκέψη / Μεθοδολογία: Ελέγχουμε αν κάθε ένωση έχει διπλό ή τριπλό δεσμό μεταξύ ατόμων άνθρακα.
Λύση:
Απάντηση: β. προπένιο
Πρόσεξε:
Σε ποια ή σε ποιες ομόλογες σειρές μπορούν να ανήκουν οι ενώσεις με τους παρακάτω μοριακούς τύπους: C\(_2\)H\(_6\), C\(_4\)H\(_6\), C\(_2\)H\(_4\)O\(_2\), C\(_2\)H\(_6\)O, C\(_3\)H\(_6\), C\(_3\)H\(_6\)O, C\(_2\)H\(_5\)Cl
Σκέψη / Μεθοδολογία: Συγκρίνουμε κάθε μοριακό τύπο με τους γενικούς τύπους του πίνακα ομόλογων σειρών (§1.2) — όπου δύο σειρές έχουν τον ίδιο γενικό τύπο, η ένωση μπορεί να ανήκει σε οποιαδήποτε από τις δύο.
Λύση:
Απάντηση: C\(_2\)H\(_6\) → αλκάνιο. C\(_4\)H\(_6\) → αλκίνιο ή αλκαδιένιο. C\(_2\)H\(_4\)O\(_2\) → μονοκαρβοξυλικό οξύ ή εστέρας. C\(_2\)H\(_6\)O → αλκοόλη ή αιθέρας. C\(_3\)H\(_6\) → αλκένιο. C\(_3\)H\(_6\)O → αλδεΰδη ή κετόνη. C\(_2\)H\(_5\)Cl → αλκυλαλογονίδιο.
Πρόσεξε:
Να γράψετε το γενικό τύπο για 8 διαφορετικές ομόλογες σειρές, το πρώτο μέλος για κάθε ομόλογη σειρά, και το όνομα κάθε ένωσης.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Επιλέγουμε 8 από τις ομόλογες σειρές του πίνακα 1.3 και προσδιορίζουμε, για καθεμία, το μέλος με τον ελάχιστο επιτρεπτό αριθμό ατόμων άνθρακα (ν) που ορίζει ο γενικός τύπος.
Λύση:
Απάντηση: 1. Αλκάνια, C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\) (ν≥1): πρώτο μέλος CH\(_4\), μεθάνιο. 2. Αλκένια, C\(_ν\)H\(_{2ν}\) (ν≥2): πρώτο μέλος CH\(_2\)=CH\(_2\), αιθένιο. 3. Αλκίνια, C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\) (ν≥2): πρώτο μέλος CH\(\equiv\)CH, αιθίνιο. 4. Αλκαδιένια, C\(_ν\)H\(_{2ν-2}\) (ν≥3): πρώτο μέλος CH\(_2\)=C=CH\(_2\), προπαδιένιο. 5. Αλκυλαλογονίδια, C\(_ν\)H\(_{2ν+1}\)X (ν≥1): πρώτο μέλος CH\(_3\)Cl, χλωρομεθάνιο. 6. Κορεσμένες μονοσθενείς αλκοόλες, C\(_ν\)H\(_{2ν+2}\)O (ν≥1): πρώτο μέλος CH\(_3\)OH, μεθανόλη. 7. Κορεσμένες αλδεΰδες, C\(_ν\)H\(_{2ν}\)O (ν≥1): πρώτο μέλος HCHO, μεθανάλη. 8. Κορεσμένα μονοκαρβοξυλικά οξέα, C\(_ν\)H\(_{2ν}\)O\(_2\) (ν≥1): πρώτο μέλος HCOOH, μεθανικό οξύ.
Πρόσεξε:
Να σημειώσετε ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες. α. Κάθε οργανική ένωση περιέχει άνθρακα και αντιστρόφως, κάθε χημική ένωση που περιέχει άνθρακα είναι οργανική. β. Όλα τα αλκένια έχουν την ίδια % κατά βάρος περιεκτικότητα σε άνθρακα. γ. Αν δύο υδρογονάνθρακες έχουν στο μόριό τους τον ίδιο αριθμό ατόμων άνθρακα, είναι ισομερείς. δ. Οι υδρογονάνθρακες CH\(_2\)=CH-CH=CH\(_2\) και CH\(_3\)C\(\equiv\)C-CH\(_3\) είναι ισομερή ομόλογης σειράς. ε. Δεν υπάρχει οργανική ένωση που να ονομάζεται αιθανόνη. στ. Αν τα μόρια 2 οργανικών ενώσεων διαφέρουν κατά 1 άτομο C και 2 άτομα H, τότε οι δύο αυτές ενώσεις ανήκουν στην ίδια ομόλογη σειρά.
Σκέψη / Μεθοδολογία: Εξετάζουμε κάθε πρόταση ξεχωριστά, με βάση τους ορισμούς και τις εξαιρέσεις της §1.1-§1.4.
Λύση:
Απάντηση: α. Λάθος. β. Σωστό. γ. Λάθος. δ. Σωστό. ε. Σωστό. στ. Λάθος.
Πρόσεξε: