Was ist eine homologe Serie?

In der Chemie ist eine homologe Reihe eine Gruppe von Verbindungen, die die gleiche grundlegende chemische Zusammensetzung aufweisen, sich jedoch in der Anzahl der Iterationen eines bestimmten Aspekts ihrer Struktur unterscheiden. Homologe Reihen werden häufig in der organischen Chemie erwähnt, wo sich Verbindungen durch die Länge ihrer Kohlenstoffkette unterscheiden können. Diese Unterschiede können sich auf die physikalischen Eigenschaften der Chemikalien, wie beispielsweise den Siedepunkt, auswirken.

Das bestimmende Merkmal einer homologen Reihe ist eine sich wiederholende Einheit. Zum Beispiel enthält die Alkangruppe die CH2-Wiederholungseinheit. Dies bedeutet, dass die Verbindungen bis auf die Anzahl der CH2-Einheiten in der Verbindung identisch sind. Organische Verbindungen haben auch funktionelle Gruppen, die die grundlegenden Eigenschaften der Verbindung definieren. Alle Verbindungen einer homologen Reihe haben die gleiche funktionelle Gruppe mit unterschiedlicher Anzahl sich wiederholender Einheiten.

Eine Homologationsreaktion ist eine Reaktion, bei der die Anzahl der sich wiederholenden Gruppen einer Verbindung erhöht wird. Als Ergebnis wird die Verbindung zu einem anderen Mitglied ihrer homologen Reihe. Zum Beispiel wird das Ardnt-Eistert-Homologationsverfahren verwendet, um die Anzahl der sich wiederholenden Einheiten in einer Carbonsäure zu erhöhen. In diesem Fall umfasst der Prozess eine Reihe verschiedener Reaktionen, bei denen die Atome im Molekül umkonfiguriert und neu angeordnet werden.

Die Alkanreihe ist eine organische homologe Reihe, die aus sich wiederholenden CH2-Einheiten besteht. Jedes Alkan besitzt neben seinen CH2-Einheiten zwei Wasserstoffatome. Das erste Alkan ist beispielsweise Methan, das die Formel CH4 hat. Das zweite Alkan ist Ethan mit zwei Kohlenstoffatomen. Daher hat es die Formel C2H6; es hat zwei CH2-Gruppen und zwei zusätzliche Wasserstoffatome.

Der Siedepunkt der Verbindungen in einer homologen Reihe steigt mit zunehmender Zugabe von Einheiten. Dies geschieht, weil die Oberfläche der Verbindung mit der Länge der Verbindung zunimmt. Die funktionelle Gruppe einer Verbindung definiert ihren Anfangssiedepunkt. Dann, wenn die homologe Reihe verlängert wird, wird der Siedepunkt mit jeder sukzessiven Zunahme der Wiederholungseinheit geringfügig höher.