Varför kan kolatomen bilda så många olika föreningar?

Organisk kemi

• Kolföreningar finns i allt levande, i alla organismer.

• Med organiska ämnen menas föreningar som innehåller kol med undantag för koldioxider och vissa enkla salter, t ex karbonater.

• Organisk kemi är vetenskapen om kolföreningarnas kemi.

• Resten av alla ämnen hör till den oorganiska kemin.

.

Kol

• Atomnummer 6.

• 4 e- i yttre skalet -

• rymmer 4 elektroner till

• Kan delta i 4 bindningar

• Kol (C) kan binda till bl.a.

• väte (H), syre (O), kväve (N) och till andra kol (C)

Varför kan kolatomen bilda så många olika föreningar?

• Kolatomen kan sitta ihop med 4 andra atomer samtidigt, dessa kan vara av samma eller olika slag.

• Kolatomerna kan dessutom bilda långa kedjor som kan vara både raka och

grenade.

3

Kolväten

• består av BARA kol- och

väteatomer kallas just kolväten!

• Det enklaste kolvätet är metan

Metanserien (alkaner)

Strukturformel Summaformel Metan CH₄

Etan C₂H₆ Propan C₃H₈

Butan C₄H₁₀

Nomenklatur

met- (1) et- (2) prop- (3) but- (4) pent- (5) hex- (6) hept- (7) okt- (8) non- (9) dek- (10)

• Metan CH₄

• Etan C₂H₆

• Propan C₃H₈

• Butan C₄H₁₀

Prefixen met-, et-, prop- och but- har av historiska skäl fått representera organiska ämnen med en, två, tre respektive fyra kolatomer.

Nomenklatur

Namnet på övriga alkaner kommer från de grekiska räkneord och slutar på -an

C₅H₁₂ Pentan penta betyder fem på grekiska C₆H₁₄ Hexan hexa betyder sex

C₇H₁₆ Heptan hepta är sju C₈H₁₈ Oktan okta är otta C₉H₂₀ Nonan nona är nio C₁₀H₂₂ Dekan deka är tio

Alkaner

• Metan CH₄

• Etan C₂H₆

• Propan C₃H₈

• Butan C₄H₁₀

• Pentan C₅H₁₂

C

H

n- antal kolatomer i molekylen

Alkaner

• Metan kallas också sumpgas, gruvgas, biogas. 

Naturgas består till 77%- 90 % av metan.

En explosiv koncentration nås om metanhalten i luften uppgår till 4,4 % - 17 %. 

Gasen ökar på växthuseffekten.17% av metanutsläppen kommer från djurs matsmältning. En enda ko beräknas producera 600 liter metan per dag.

Metan är dödlig för människor om koncentrationen i luften uppnår 25—30 % 

• Gasol är en blandning av propån och butan.

9

Isomerer-

är molekyler med samma molekylformel (dvs. samma sammansättning) men olika

strukturformler.

• Butan

• Isobutan

Alkener

• Kol har 4 elektroner att ”para”

med i kovalenta bindningar.

Istället för att binda 4 stycken andra atomer, som i fallet alkaner, kan kolatomerna låna/låna ut 2 elektroner från/till varandra. Då skapas en dubbelbinding.

• En dubbelbindning ritas med två streck i strukturformeln.

• Dessa kolväten kallas gemensamt alkener. De namnges enligt

metanserien men man byter

bokstaven a mot e. Etan blir alltså eten, propan blir propen osv.

Alkyner

Alkynerna följer samma mönster som alkaner och alkener, men dessa innehåller en trippelbindning. Alltså tre elektroner från varje kolatom bildar tre kovalenta bindningar.

Acetylen

Nomenklatur

Alkener

• C₂H₄ eten

• C₃H₆ propen

• C₄H₈ buten C_nH_2n

Alkyner

• C₂H₂ etyn

• C₃H₄ propyn

• C₄H₆ butyn

• C_nH_2n-2

Mättade och omättade kolväten

• Kolväten som innehåller en eller flera dubbel eller trippelbindningar kallas

omättade. Man kan tänka att i dessa går att ”fylla på” med väten.

• Alkanerna, som saknar dubbel eller

trippelbindningar kallas mättade, då alla kol binder 4 andra atomer. Det går alltså inte att ”mata” dem mer, de är mätta.

Omättade kolväten kan mättas

• Omättade kolväten kan

alltså, enligt resonemanget på föregående sida mättas.

Det innebär att de kol som inte binder 4 andra atomer kan ”släppa” en elektron från dubbelbindningen och

”para” med ett annat ämnes fria elektron. Ett tydligt exempel är när brom adderas över en dubbelbindning.

(Reaktionen till höger)

Destillation - ämnen separeras efter


kokpunkt

Krackning

• Det behövs mer bensin än tunga oljor, asfalt m.m.

• Krackning = långa kolväten (tunga oljor)delas upp till kortare (bensin t.ex)

- Vid termisk krackning upphettas oljan kraftigt under högt tryck. Under denna behandling sönderdelas de långa kolvätena och bildar mindre kolväten.

- Vid katalytisk krackning upphettas oljan tillsammans med en katalysator, gjord av en blandning av kisel och aluminium.

Oktantalet

• Ett mått på hur mycket en viss

bensinkvalité kan komprimeras utan att ge knackningar

• Man har definierat oktantalet för

normalheptan till 0 och för isooktan till 100. En blandning av 30% normalheptan och 70% isooktan ges oktantalet 70.

18

Sambandet mellan struktur och oktantal

• Ju kortare kol- kedjan är desto högre blir oktantalet.

• Omättade och grenade kolväten har


högre oktantal än mättade och ogrenade kolväten

19

Sambandet mellan struktur och oktantal

• n- hexan har oktantal 25

• isohexan har oktantal 73

20

Reformering

• Reformering är en process där molekylernas struktur påverkas.

• Reformering är en metod att höja oktantal på motorbränslen.

21