Введение
Последовательность органических соединений с аналогичными химическими свойствами.
В органической химии гомологический ряд представляет собой последовательность соединений с одинаковой функциональной группой и сходными химическими свойствами, в которой члены ряда могут быть разветвленными или неразветвленными и отличаются по молекулярной формуле на CH2 и по молекулярной массе на 14 единиц массы. Это может быть связано с длиной углеродной цепи. Гомолог (также может писаться как гомолог) – это соединение, принадлежащее к гомологическому ряду. Соединения в пределах гомологического ряда обычно имеют фиксированный набор функциональных групп, определяющих их схожие химические и физические свойства. (Например, ряд первичных спиртов с прямой цепью содержит гидроксильную группу на конце углеродной цепи.) Эти свойства обычно изменяются постепенно вдоль ряда, и эти изменения часто можно объяснить простыми различиями в молекулярном размере и массе. Термин "гомологический ряд" также часто используется для обозначения любой группы соединений, имеющих схожие структуры или содержащих одну и ту же функциональную группу, таких как алканы (прямые и разветвленные), алкены (олефины), углеводы и т.д. Однако, если члены ряда нельзя упорядочить линейно по одному параметру, более уместно назвать эту группу "химической семьей" или "классом гомологичных соединений", а не "рядом". Концепция гомологических рядов была предложена в 1843 году французским химиком Шарлем Герхардтом. Гомологизация – это химический процесс, в результате которого одно соединение гомологического ряда превращается в следующее.
In organic chemistry, a homologous series is a sequence of compounds with the same functional group and similar chemical properties in which the members of the series can be branched or unbranched, or differ by molecular formula of |CH2 and molecular mass of 14u. This can be the length of a carbon chain, A homologue (also spelled as homolog) is a compound belonging to a homologous series. Compounds within a homologous series typically have a fixed set of functional groups that gives them similar chemical and physical properties. (For example, the series of primary straight chained alcohols has a hydroxyl at the end of the carbon chain.) These properties typically change gradually along the series, and the changes can often be explained by mere differences in molecular size and mass. The name "homologous series" is also often used for any collection of compounds that have similar structures or include the same functional group, such as the general alkanes (straight and branched), the alkenes (olefins), the carbohydrates, etc. However, if the members cannot be arranged in a linear order by a single parameter, the collection may be better called a "chemical family" or "class of homologous compounds" than a "series". The concept of homologous series was proposed in 1843 by the French chemist Charles Gerhardt. A homologation reaction is a chemical process that converts one member of a homologous series to the next member.
Примеры
Гомологичный ряд алканов с прямой цепью начинается с метана (CH4), этана (C2H6), пропана (C3H8), бутана (C4H10) и пентана (C5H12). В этом ряду последовательные члены отличаются по массе добавлением дополнительного метиленового мостика (группы CH2) в цепь. Таким образом, молекулярная масса каждого члена отличается на 14 атомных единиц массы. Соседние члены в таком ряду, такие как метан и этан, называются "соседними гомологами". В пределах этого ряда многие физические свойства, такие как температура кипения, постепенно изменяются с увеличением массы. Например, этан (C2H6) имеет более высокую температуру кипения, чем метан (CH4). Это происходит потому, что силы дисперсии Лондона между молекулами этана выше, чем между молекулами метана, что приводит к более сильным силам межмолекулярного притяжения и повышает температуру кипения. Некоторые важные классы органических молекул являются производными алканов, такие как первичные спирты, альдегиды и (моно)карбоновые кислоты, которые формируют аналогичные ряды, как и алканы. Соответствующий гомологичный ряд первичных спиртов с прямой цепью включает метанол (CH4O), этанол (C2H6O), 1-пропанол (C3H8O), 1-бутанол и так далее. Однокольцевые циклоалканы образуют еще один подобный ряд, начиная с циклопропана.
Biopolymers also form homologous series, for example the polymers of glucose such as cellulose oligomers starting with cellobiose, or the series of amylose oligomers starting with maltose, which are sometimes called maltooligomers. Homooligopeptides, oligopeptides made up of repetitions of only one amino acid can also be studied as homologous series.
Гомологичный ряд Общая формула Повторяющаяся единица Функциональная группа(ы) Алканы с прямой цепью CnH2n + 2 (n ≥ 1) −CH2− H3C− −CH3 Перфторалканы с прямой цепью CnF2n + 2 (n ≥ 1) −CF2− F3C− −CF3 Алкилы с прямой цепью CnH2n + 1 (n ≥ 1) −CH2− H3C− −CH2− 1-алкены с прямой цепью CnH2n (n ≥ 2) −CH2− H2C=C− −CH3 Циклоалканы CnH2n (n ≥ 2) −CH2− Односвязное кольцо 1-алкины с прямой цепью CnH2n − 2 (n ≥ 2) −CH2− HC≡C− −CH3 Полиацетилены C2nH2n + 2 (n ≥ 2) −CH=CH− H3C− −CH3 Первичные спирты с прямой цепью CnH2n + 1OH (n ≥ 1) −CH2− H3C− −OH Первичные монокарбоновые кислоты с прямой цепью CnH2n + 1COOH (n ≥ 0) −CH2− H3C− −COOH Азаны с прямой цепью NnHn + 2 (n ≥ 1) −NH− H2N− −NH2
Biopolymers also form homologous series, for example the polymers of glucose such as cellulose oligomers starting with cellobiose, or the series of amylose oligomers starting with maltose, which are sometimes called maltooligomers. Homooligopeptides, oligopeptides made up of repetitions of only one amino acid can also be studied as homologous series.
Биополимеры также образуют гомологичные ряды, например, полимеры глюкозы, такие как олигомеры целлюлозы, начиная с целлобиозы, или ряд олигомеров амилозы, начиная с мальтозы, которые иногда называют мальтоолигомерами. Гомоолигопептиды, олигопептиды, состоящие из повторений только одной аминокислоты, также могут изучаться как гомологичные ряды.
Biopolymers also form homologous series, for example the polymers of glucose such as cellulose oligomers starting with cellobiose, or the series of amylose oligomers starting with maltose, which are sometimes called maltooligomers. Homooligopeptides, oligopeptides made up of repetitions of only one amino acid can also be studied as homologous series.
Периодическая таблица
В периодической таблице гомологичные элементы обладают многими общими электрохимическими свойствами и располагаются в одной группе (колонке) таблицы. Например, все инертные газы – бесцветные, одноатомные газы с очень низкой реакционной способностью. Эти сходства обусловлены схожим строением их внешних электронных оболочек. Менделеев использовал приставку "эка-" для обозначения неизвестного элемента, расположенного ниже известного элемента в одной и той же группе.