Wat is een homologe serie?

In de chemie is een homologe reeks een groep verbindingen die dezelfde chemische basissamenstelling delen, maar verschillen in het aantal iteraties van een bepaald aspect van hun structuur. Homologe reeksen worden vaak genoemd in de organische chemie, waar verbindingen kunnen verschillen door de lengte van hun koolstofketen. Deze verschillen kunnen invloed hebben op de fysische eigenschappen van de chemicaliën, zoals het kookpunt.

Het bepalende kenmerk van een homologe reeks is een herhalende eenheid. De alkaangroep bevat bijvoorbeeld de herhalende eenheid CH2. Dit betekent dat de verbindingen identiek zijn met uitzondering van het aantal CH2-eenheden in de verbinding. Organische verbindingen hebben ook functionele groepen, die de basiseigenschappen van de verbinding bepalen. Alle verbindingen in een homologe reeks hebben dezelfde functionele groep, met verschillende aantallen herhalende eenheden.

Een homologatiereactie is een reactie waarbij het aantal herhalende groepen van een verbinding wordt verhoogd. Als gevolg hiervan wordt de verbinding een ander lid van zijn homologe reeks. Het homologatieproces van Ardnt-Eistert wordt bijvoorbeeld gebruikt om het aantal herhalende eenheden in een carbonzuur te vergroten. In dit geval omvat het proces een aantal verschillende reacties die de atomen in het molecuul opnieuw configureren en herschikken.

De alkaanreeks is een organische homologe reeks bestaande uit herhalende CH2-eenheden. Elk alkaan heeft naast zijn CH2-eenheden twee waterstofatomen. Het eerste alkaan is bijvoorbeeld methaan, dat de formule CH4 heeft. Het tweede alkaan is ethaan, dat twee koolstofatomen heeft. Daarom heeft het de formule C2H6; het heeft twee CH2-groepen en twee extra waterstofatomen.

Het kookpunt van de verbindingen in een homologe reeks neemt toe naarmate er meer eenheden worden toegevoegd. Dit gebeurt omdat het oppervlak van de verbinding toeneemt wanneer de lengte van de verbinding toeneemt. De functionele groep van een verbinding definieert het beginkookpunt. Vervolgens, naarmate de homologe reeks langer wordt, wordt het kookpunt iets hoger bij elke opeenvolgende toename van de herhalende eenheid.