سلسلة متجانسة

📅 آخر تحديث: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٤ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

في الكيمياء العضوية ، تُعرف السلسلة المتجانسة بأنها مجموعة من المركبات التي تحتوي على نفس المجموعة الوظيفية وتتشابه في خواصها الكيميائية ، حيث يختلف أفراد السلسلة في عدد الوحدات المتكررة التي تحتويها. [ 1 ] [ 2 ] قد يكون هذا العدد هو طول سلسلة الكربون ، [ 2 ] كما هو الحال في الألكانات ذات السلاسل المستقيمة (البارافينات)، أو قد يكون عدد المونومرات في بوليمر متجانس مثل الأميلوز . [ 3 ] والمتجانس (أو المتجانس ) هو مركب ينتمي إلى سلسلة متجانسة. [ 1 ]

تتميز المركبات ضمن سلسلة متجانسة عادةً بمجموعة ثابتة من المجموعات الوظيفية التي تمنحها خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة. (على سبيل المثال، تحتوي سلسلة الكحولات الأولية ذات السلاسل المستقيمة على مجموعة هيدروكسيل في نهاية سلسلة الكربون ). تتغير هذه الخصائص تدريجيًا على طول السلسلة، ويمكن تفسير هذه التغيرات غالبًا باختلافات بسيطة في الحجم الجزيئي والكتلة. يُستخدم مصطلح "سلسلة متجانسة" أيضًا لأي مجموعة من المركبات ذات البنى المتشابهة أو التي تحتوي على نفس المجموعة الوظيفية، مثل الألكانات العامة (المستقيمة والمتفرعة)، والألكينات (الأوليفينات)، والكربوهيدرات ، وما إلى ذلك. مع ذلك، إذا تعذر ترتيب المركبات ترتيبًا خطيًا بناءً على معيار واحد، فمن الأنسب تسمية المجموعة "عائلة كيميائية" أو "فئة من المركبات المتجانسة" بدلًا من "سلسلة".

تم اقتراح مفهوم السلسلة المتجانسة في عام 1843 من قبل الكيميائي الفرنسي شارل جيرهاردت . [ 4 ] تفاعل التجانس هو عملية كيميائية تحول أحد أعضاء السلسلة المتجانسة إلى العضو التالي.

أمثلة

تبدأ سلسلة الألكانات المتجانسة ذات السلاسل المستقيمة بالميثان (CH₄ ) ، والإيثان ( C₂H₆ )، والبروبان ( C₃H₈ )، والبيوتان ( C₄H₁₀ )، والبنتان ( C₅H₁₂ ). في هذه السلسلة ، يختلف كل مركب عن الآخر في الكتلة الجزيئية بوجود جسر ميثيلين إضافي ( -CH₂- ) مُدرج في السلسلة. وبالتالي، يختلف الوزن الجزيئي لكل مركب بمقدار 14 وحدة كتلة ذرية . تُعرف المركبات المتجاورة في هذه السلسلة، مثل الميثان والإيثان، باسم "المتجانسات المتجاورة". [ 5 ]

درجات غليان الألكانات مقابل عدد ذرات الكربون
درجات الغليان العادية للألكانات ذات السلسلة المستقيمة

ضمن هذه السلسلة، تتغير العديد من الخصائص الفيزيائية، مثل درجة الغليان، تدريجيًا مع ازدياد الكتلة. على سبيل المثال، الإيثان (C₂H₆ ) له درجة غليان أعلى من الميثان (CH₄ ) . ويعود ذلك إلى أن قوى تشتت لندن بين جزيئات الإيثان أكبر من تلك الموجودة بين جزيئات الميثان، مما ينتج عنه قوى تجاذب بين الجزيئات أقوى، وبالتالي ترتفع درجة الغليان.

السيرين والهوموسيرين متماثلان .

تُعدّ بعض الفئات المهمة من الجزيئات العضوية مشتقات من الألكانات، مثل الكحولات الأولية والألدهيدات والأحماض الكربوكسيلية (الأحادية) التي تُشكّل سلاسل مماثلة للألكانات. وتشمل السلسلة المتجانسة المقابلة من الكحولات الأولية ذات السلسلة المستقيمة الميثانول (CH₄O ) والإيثانول ( C₂H₆O ) و1 -بروبانول ( C₃H₈O ) و1-بيوتانول ، وهكذا. وتُشكّل الألكانات الحلقية أحادية الحلقة سلسلة أخرى مماثلة، تبدأ بالسيكلوبروبان .

سلسلة متجانسةالصيغة العامةوحدة متكررةالمجموعة (المجموعات) الوظيفية
الألكانات ذات السلسلة المستقيمةC n H 2 n + 2 ( n ≥ 1)−CH 2 −H 3 C− ... −CH 3
بيرفلورو ألكانات ذات سلسلة مستقيمةC n F 2 n + 2 ( n ≥ 1)−CF 2 −F 3 C− ... −CF 3
سلسلة ألكيل مستقيمةC n H 2 n + 1 ( n ≥ 1)−CH 2 −H 3 C− ... −CH 2 −
الألكينات أحادية السلسلة المستقيمةC n H 2 n ( n ≥ 2)−CH 2 −H 2 C= CH− ... −CH 3
السيكلوألكاناتC n H 2 n ( n ≥ 3)−CH 2 −حلقة ذات رابطة أحادية
الألكاينات ذات السلسلة المستقيمةC n H 2 n − 2 ( n ≥ 2)−CH 2 −HC≡ C− ... −CH 3
البولي أسيتيلينC 2 n H 2 n + 2 ( n ≥ 2)−CH=CH−H 3 C− ... −CH 3
الكحولات الأولية ذات السلسلة المستقيمةC n H 2 n + 1 OH ( n ≥ 1)−CH 2 −H 3 C− ... −OH
الأحماض الكربوكسيلية الأحادية الأولية ذات السلسلة المستقيمةC n H 2 n + 1 COOH ( n ≥ 0)−CH 2 −H 3 C− ... −COOH
قليل الوحدات من بولي إيثيلين جلايكولC 2n H 4n+2 O n+1 ( n ≥ 2)−(O−CH 2 −CH 2 )−H O− CH 2 −CH 2 − ... −OH
أزانيات ذات سلسلة مستقيمةN n H n + 2 ( n ≥ 1)−NH−H 2 N− ... −NH 2

تُشكّل البوليمرات الحيوية أيضًا سلاسل متجانسة، على سبيل المثال بوليمرات الجلوكوز مثل قليل الوحدات السليلوزية [ 6 ] التي تبدأ بالسيلوبيوز ، أو سلسلة قليل الوحدات الأميلوزية التي تبدأ بالمالتوز ، والتي تُسمى أحيانًا مالتو قليل الوحدات. [ 7 ] كما يمكن دراسة الببتيدات قليلة الوحدات المتجانسة، وهي ببتيدات قليلة الوحدات تتكون من تكرارات لحمض أميني واحد فقط، كسلاسل متجانسة. [ 8 ]

سلسلة متجانسة غير عضوية

لا تقتصر السلاسل المتجانسة على الكيمياء العضوية . تشكل أكاسيد التيتانيوم والفاناديوم والموليبدينوم جميعها سلاسل متجانسة (مثل V n O 2 n − 1 لـ 2 < n < 10)، تسمى أطوار ماغنيلي ، [ 9 ] وكذلك السيلانات ، Si n H 2 n + 2 (مع n حتى 8) التي تشبه الألكانات، C n H 2 n + 2 .    

الجدول الدوري

في الجدول الدوري ، تتشارك العناصر المتجانسة في العديد من الخصائص الكهروكيميائية ، وتظهر في نفس المجموعة (العمود) من الجدول. على سبيل المثال، جميع الغازات النبيلة غازات عديمة اللون، أحادية الذرة ، ذات تفاعلية منخفضة للغاية. تعود هذه التشابهات إلى بنية متشابهة في أغلفة تكافؤها الخارجية . [ 10 ] استخدم مندليف البادئة "إيكا-" للإشارة إلى عنصر مجهول يقع أسفل عنصر معروف في نفس المجموعة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 "مسرد المصطلحات المستخدمة في الكيمياء الطبية (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 1998)" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 25 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2007 .
  2. 1 2 براون، ثيودور ل. (ثيودور لورانس)؛ ليماي، هـ. يوجين (هارولد يوجين)؛ بورستن، بروس إدوارد (1991). الكيمياء: العلم المركزي (الطبعة الخامسة ). إنجلوود كليفس ، نيوجيرسي: برنتيس هول. ص 940. ISBN   978-0-13-126202-7. OCLC 21973767 . 
  3. ↑ ساريلا، ك. (22-10-2013). كيمياء الجزيئات الكبيرة - 8: المحاضرات العامة والرئيسية المقدمة في الندوة الدولية حول الجزيئات الكبيرة التي عُقدت في هلسنكي، فنلندا، 2-7 يوليو 1972. إلسيفير. ص 88. ISBN  978-1-4832-8025-7.
  4. ^ تشارلز جيرهاردت (1843) “Sur la rating chimique des المواد العضوية” (حول التصنيف الكيميائي للمواد العضوية)، Revue scientifique et industrielle ، 14  : 580–609. من الصفحة 588: " 17. نحن نسمي المواد المتجانسة الخلايا التي تتمتع بنفس الخصائص الكيميائية ولا يقدم تركيبها تشابهات معينة في النسب النسبية للعناصر. " (17. نسمي المواد المتجانسة تلك التي لها نفس الخواص الكيميائية والتي يقدم تركيبها تشبيهات معينة في النسبة النسبية للعناصر.)
  5. ↑ انظر In re Henze ، 181 F.2d 196، 201 (CCPA 1950)، حيث ذكرت المحكمة، "في الواقع، طبيعة المتجانسات والعلاقة الوثيقة بين الخصائص الفيزيائية والكيميائية لأحد أعضاء السلسلة والأعضاء المجاورة لها هي من شأنها أن تخلق قرينة عدم قابلية البراءة ضد مطالبة موجهة إلى تركيبة مادة، يكون المتجانس المجاور لها قديمًا في هذا المجال."
  6. ↑ روخاس، أورلاندو ج. (25-02-2016). كيمياء السليلوز وخصائصه: الألياف، والسليلوز النانوي، والمواد المتقدمة . سبرينغر. ISBN 978-3-319-26015-0.
  7. ↑ التطورات في كيمياء الكربوهيدرات والكيمياء الحيوية . دار النشر الأكاديمية. ١٩٨١-٠٦-١٩. رقم ISBN 978-0-08-056297-1.
  8. ↑ جيدينجز، ج. كالفن (25 أغسطس 1982). التطورات في علم الكروماتوغرافيا . مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-0-8247-1868-8.
  9. ^ شوينجينشلوجل، يو. إيرت، ف. (2004-09-01). "مراحل الفاناديوم Magnéli V n O 2n-1 " . أنالين دير فيزيك . 13 (9): 475–510 . أرخايف : cond-mat/0403689 . دوى : 10.1002/andp.200410099 . ISSN 0003-3804 . S2CID 116832557 .  
  10. ↑ غيليرميه، أ. فرنانديز؛ غريمفال، ج. (15 يوليو 1989). "تماثل القوى بين الذرات ودرجات حرارة ديبي في المعادن الانتقالية" . مجلة Physical Review B. 40 ( 3): 1521-1527 . Bibcode : 1989PhRvB..40.1521G . doi : 10.1103/PhysRevB.40.1521 . PMID 9992004 .