Mikä on homologinen sarja?

Kemiassa homologinen sarja on yhdisteiden ryhmä, jolla on sama kemiallinen perusmeikki, mutta jotka eroavat toisistaan ​​niiden rakenteen tietyn näkökohdan iteraatioiden suhteen. Homologisiin sarjoihin viitataan usein orgaanisessa kemiassa, jossa yhdisteet voivat poiketa hiiliketjun pituudesta. Nämä erot voivat vaikuttaa kemikaalien fysikaalisiin ominaisuuksiin, kuten kiehumispisteeseen.

Homologisen sarjan määrittelevä ominaisuus on toistuva yksikkö. Esimerkiksi alkaaniryhmä sisältää toistuvan CH2-yksikön. Tämä tarkoittaa, että yhdisteet ovat identtisiä lukuun ottamatta CH2-yksiköiden lukumäärää yhdisteessä. Orgaanisilla yhdisteillä on myös funktionaalisia ryhmiä, jotka määrittelevät yhdisteen perusominaisuudet. Kaikilla homologisen sarjan yhdisteillä on sama funktionaalinen ryhmä, ja toistuvien yksiköiden määrä on erilainen.

Homologointireaktio on reaktio, jossa yhdisteen toistuvien ryhmien määrää lisätään. Tämän seurauksena yhdisteestä tulee eri jäsen sen homologisessa sarjassa. Esimerkiksi Ardnt-Eistert-homologointiprosessia käytetään lisäämään toistuvien yksiköiden määrää karboksyylihapossa. Tässä tapauksessa prosessiin liittyy useita erilaisia ​​reaktioita, jotka konfiguroivat ja järjestävät molekyylin atomeja uudelleen.

Alkaanisarja on orgaaninen homologinen sarja, joka koostuu toistuvista CH2-yksiköistä. Jokaisella alkaanilla on kaksi vetyatomia sen CH2-yksiköiden lisäksi. Esimerkiksi ensimmäinen alkaani on metaani, jolla on kaava CH4. Toinen alkaani on etaani, jolla on kaksi hiiliatomia. Siksi sillä on kaava C2H6; sillä on kaksi CH2-ryhmää ja kaksi muuta vetyatomia.

Yhdisteiden kiehumispiste homologisessa sarjassa kasvaa, kun lisää yksiköitä lisätään. Tämä tapahtuu, koska yhdisteen pinta-ala kasvaa, kun yhdisteen pituus kasvaa. Yhdisteen funktionaalinen ryhmä määrittää sen alkuperäisen kiehumispisteen. Sitten homologisen sarjan pidentyessä kiehumispiste nousee hieman korkeammaksi jokaisen peräkkäisen lisääntymisen kanssa toistuvassa yksikössä.