शाखित अल्केन क्या है?

शाखित अल्केन्स खुली-श्रृंखला संतृप्त स्निग्ध हाइड्रोकार्बन के एक वर्ग का गठन करते हैं। उनमें, कार्बन परमाणु एक के बाद एक सीधी रेखा में नहीं जुड़े होते हैं, लेकिन साइड चेन बनते हैं जो मुख्य श्रृंखला से अलग हो जाते हैं। इन साइड चेन को रेमीफिकेशन कहा जाता है क्योंकि ये यौगिक एक पेड़ के समान होते हैं जिसमें एक मुख्य ट्रंक और शाखाएं होती हैं जो पक्षों तक बढ़ती हैं।

ये यौगिक वास्तव में रैखिक अल्केन्स के आइसोमर्स हैं, क्योंकि वे समान आणविक सूत्र C _n H _2n+2 साझा करते हैं , जहां n संरचना में कार्बन की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है।

चूंकि वे संतृप्त हाइड्रोकार्बन हैं , शाखित अल्केन्स केवल कार्बन और हाइड्रोजन से बने होते हैं। इसके अलावा, सभी कार्बन जो शाखित अल्केन्स की संरचना का हिस्सा हैं, उनमें चार परमाणु सीधे सरल सहसंयोजक बंधों के माध्यम से जुड़े होते हैं। ये कार्बन एसपी ³ संकरण के साथ-साथ इस प्रकार के संकरण की विशेषता टेट्राहेड्रल संरचना भी प्रदर्शित करते हैं।

शाखित अल्केन्स को रैखिक अल्केन्स के रूप में देखा जा सकता है, जिसमें दो कार्बन सिरों के बीच मेथिलीन श्रृंखला (-CH _{2 -) के कुछ हाइड्रोजन्स को कार्बन परमाणुओं की अन्य श्रृंखलाओं द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।}

शाखित अल्केन्स का IUPAC नामकरण

शाखित अल्केन्स सहित सभी कार्बनिक यौगिकों का नामकरण रैखिक अल्केन्स के नामकरण पर आधारित है। इन यौगिकों के नामों के निर्माण में, मुख्य श्रृंखला का नाम दिया गया है जैसे कि यह एक रेखीय अल्केन थे, जबकि शाखाओं को हाइड्रोजन के नुकसान से संबंधित रेखीय एल्केन्स से प्राप्त एल्काइल समूह के रूप में नामित किया गया था।

इन यौगिकों का नामकरण निम्नलिखित चरणों के माध्यम से किया जाता है:

1. यौगिक की मुख्य श्रृंखला का चयन करें और नाम दें।
2. मुख्य श्रृंखला को क्रमांकित करें।
3. सभी शाखाओं को पहचानें और नाम दें और उन्हें वर्णानुक्रम में व्यवस्थित करें।
4. नाम का निर्माण करें।

प्रत्येक चरण नियमों के एक विशिष्ट सेट का अनुसरण करता है जो किसी भी भ्रम से बचने की कोशिश करता है, जैसे कि एक ही नाम वाले दो अलग-अलग यौगिक या एक ही यौगिक को एक से अधिक तरीकों से नाम देने में सक्षम होना।

1. मुख्य श्रृंखला का चयन

पहला कदम संरचना में कार्बन परमाणुओं की सबसे लंबी संभव श्रृंखला का चयन करना है, क्योंकि यह वह श्रृंखला होगी जो “ट्रंक” या हमारे यौगिक की मुख्य श्रृंखला के रूप में काम करेगी, और इसलिए, यौगिक के लिए सामान्य नाम प्रदान करेगी। वही। मुख्य श्रृंखला का चयन करने के लिए, प्राथमिकता के क्रम में निम्नलिखित मानदंडों का पालन किया जाता है:

1. सबसे लंबी संभव कार्बन श्रृंखला का चयन किया जाता है।
2. यदि दो या दो से अधिक समान रूप से लंबी श्रृंखलाएं हैं, तो सबसे अधिक शाखित (प्रतिस्थापियों की सबसे बड़ी संख्या वाला) चुना जाता है।
3. यदि समान संख्या में प्रतिस्थापन के साथ एक से अधिक श्रृंखला है, तो दोनों श्रृंखलाओं को क्रमांकित किया जाता है और विभिन्न शाखाओं के लिए संख्याओं के सबसे कम संयोजन वाले को चुना जाता है (नंबरिंग नियमों के लिए, नीचे चरण 2 के लिए निर्देश देखें)। ।
4. यदि समान संख्या वाले दो या दो से अधिक तार हैं, तो वर्णमाला के क्रम में शाखाओं को सबसे कम स्थान देने वाले का चयन किया जाता है।
5. यदि उपरोक्त सभी को संतुष्ट करने वाली एक से अधिक स्ट्रिंग हैं, तो उनमें से किसी को भी चुना जा सकता है, क्योंकि यह समान नाम उत्पन्न करेगा।

एक बार मुख्य श्रृंखला का चयन हो जाने के बाद, इसे IUPAC अनुशंसाओं के अनुसार नामित किया जाना चाहिए। इन सिफारिशों में एक उपसर्ग का उपयोग करना शामिल है जो संरचना में कार्बन की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें प्रत्यय _ane जोड़ा जाता है जो यौगिक के प्रकार को अल्केन के रूप में पहचानता है।

निम्न तालिका सबसे सरल अल्केन्स की मुख्य श्रृंखलाओं के नामों के कुछ उदाहरण दिखाती है।

2. मुख्य श्रृंखला को क्रमांकित करें

नंबरिंग में मुख्य श्रृंखला के कार्बन परमाणुओं को 1 से आगे की संख्या निर्दिष्ट करना शामिल है, जो दो सिरों में से एक पर शुरू होता है और दूसरे पर समाप्त होता है। नंबरिंग का उद्देश्य स्पष्ट रूप से उस मुख्य श्रृंखला के कार्बन की पहचान करने में सक्षम होना है जिससे प्रत्येक शाखा या प्रतिस्थापी जुड़ा हुआ है। अर्थात्, ये संख्याएँ प्रत्येक शाखा को स्थित या स्थित होने की अनुमति देती हैं, यही कारण है कि उन्हें लोकेटर कहा जाता है।

केवल दो संभावित संख्याएँ हैं और प्राथमिकता के क्रम में मानदंडों की एक श्रृंखला के बाद एक या दूसरे का चुनाव किया जाता है:

1. प्रत्येक लोकेटर में दिखाई देने वाली शाखाओं की परवाह किए बिना, स्थानीय लोगों का सबसे छोटा संयोजन प्रदान करने वाली संख्या का चयन किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि एक श्रृंखला में जिसकी 4 शाखाएँ हैं, संख्याओं में से एक संख्या 3,3,4,5 को लोकेटर के रूप में देती है जबकि दूसरी 2,3,4,4 देती है, तो 2344 के बाद से दूसरे को चुना जाता है 3345 से कम संख्या।
2. यदि दो नंबरिंग स्थानीय लोगों का एक ही सेट देते हैं, तो वह जो उस शाखा को प्राथमिकता देता है जो वर्णानुक्रम में सबसे पहले दिखाई देती है, उसका चयन किया जाता है (शाखाओं के नामकरण के नियमों के लिए, अगला चरण देखें)। इस प्रकार, यदि वर्णानुक्रम में सबसे पहले दिखाई देने वाली शाखा एक एथिल है और एक नंबरिंग इस शाखा को लोकेंट 5 और दूसरे को लोकेंट 6 प्रदान करती है, तो पहले नंबरिंग का उपयोग किया जाता है। यदि वर्णानुक्रम में पहला स्थानापन्न हमें निर्णय लेने की अनुमति नहीं देता है (क्योंकि दोनों संख्याएँ समान लोकेटर देती हैं), तो हम वर्णानुक्रम में अगले स्थान पर जाते हैं, और इसी तरह जब तक कोई अंतर नहीं मिलता।
3. यदि वर्णानुक्रम में सभी शाखाओं को एक ही स्थान मिलता है, भले ही किस नंबरिंग को चुना गया हो, तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि दोनों में से कौन सी संख्या का उपयोग किया जाता है।

3. सभी शाखाओं को पहचानें और नाम दें और उन्हें वर्णानुक्रम में व्यवस्थित करें।

मुख्य श्रृंखला की पहचान और क्रमांकन के बाद, शाखाओं की पहचान करना आसान है, क्योंकि ये मुख्य श्रृंखला से निकलने वाली सभी कार्बन श्रृंखलाओं के अनुरूप हैं। इन शाखाओं का नाम (जिन्हें अल्काइल समूह कहा जाता है) एल्केन के अंतिम _ane को प्रत्यय _yl द्वारा कार्बन की समान संख्या के साथ बदलकर बनाया गया है जो इसे अल्काइल शाखा या कट्टरपंथी के रूप में पहचानता है।

निम्नलिखित तालिका में कुछ रैखिक एल्केन्स का सारांश दिया गया है, जिनका उपयोग शाखित अल्केन्स के नामकरण के आधार के रूप में किया जाता है, साथ ही साथ संबंधित रैखिक एल्काइल रेडिकल्स के नाम और संरचनाएं।

इनमें से कुछ ऐल्किलों और ऐल्केनों की संरचना जिनसे वे आते हैं, रेखाकोणीय रूप में निम्नलिखित आकृति में दर्शाए गए हैं।

इन रेखीय एल्काइल समूहों के अलावा, ऐसे मूलक या शाखाएँ भी हैं जो स्वयं शाखित हैं। इनमें से कुछ मूलक सैकड़ों कार्बनिक यौगिकों में बार-बार पाए जाने के कारण सामान्य नाम प्राप्त करते हैं। निम्नलिखित आंकड़ा इनमें से कुछ अल्किल रेडिकल्स के रैखिक कोणीय रूप में संरचना का प्रतिनिधित्व दिखाता है।

4. नाम का निर्माण करें।

एक बार पिछले तीन चरण पूरे हो जाने के बाद, हम शाखित एल्केन का नाम बनाने के लिए आगे बढ़ते हैं। यह नीचे दिए गए चरणों का पालन करके किया जाता है:

1. पहली शाखा के लोकेटर (या लोकेंट, यदि एक से अधिक हैं) वर्णानुक्रम में लिखे गए हैं। यदि कई समान शाखाएँ हैं, तो उस प्रकार की प्रत्येक शाखा के लिए एक लोकेटर रखा जाता है, जिसमें प्रत्येक शाखा को अल्पविराम (,) से अलग किया जाता है। यदि एक ही कार्बन पर एक से अधिक दोहराई जाने वाली शाखाएँ हैं, तो लोकेंट को दोहराया जाता है।
2. अंतिम लोकेंट के बाद एक हाइफ़न जोड़ा जाता है और शाखा का नाम लिखा जाता है, एल्काइल के अंत से ओ अक्षर को हटा दिया जाता है (उदाहरण के लिए, मिथाइल के बजाय मिथाइल लिखा जाता है)। यदि इस शाखा को संरचना में दोहराया जाता है, तो इस नाम में एक ग्रीक उपसर्ग जोड़ा जाता है जो इंगित करता है कि यह कितनी बार प्रकट होता है (डी, त्रि, टेट्रा, पेंटा, आदि)। उदाहरण के लिए, यदि दो मिथाइल हैं, तो डाइमिथाइल लिखें।
3. यदि अधिक शाखाएँ हैं, तो एक और हाइफ़न जोड़ा जाता है और पिछले दो चरणों को वर्णानुक्रम में दूसरे के साथ दोहराया जाता है और अंतिम शाखा तक पहुँचने तक जारी रहता है।
4. जब सभी शाखाओं का नाम हो जाता है, तो मुख्य श्रृंखला का नाम अंतिम शाखा के नाम से अलग किए बिना लिखा जाता है। अर्थात्, न तो कोई स्थान और न ही कोई हाइफ़न रखा गया है।

उदाहरण

मान लीजिए हम निम्नलिखित यौगिक का नाम देना चाहते हैं:

उपरोक्त चरणों का पालन करने के बाद, हम निम्नलिखित प्राप्त करते हैं:

शाखित अल्केन्स का महत्व

शाखित एल्केन्स रासायनिक रूप से निष्क्रिय यौगिक होते हैं और उच्च तापमान पर बहुत स्थिर होते हैं, यही वजह है कि उन्हें अक्सर कई इंजन स्नेहक के घटकों के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, शाखाओं की संख्या और लंबाई के आधार पर इसके भौतिक गुणों को संशोधित किया जा सकता है, इसलिए विभिन्न डिग्री की तरलता, क्वथनांक और अन्य गुणों के साथ मिश्रण तैयार किया जा सकता है।

दूसरी ओर, अधिकांश कार्बनिक यौगिकों की तरह, शाखित अल्केन्स ज्वलनशील पदार्थ होते हैं जिनका उपयोग ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है। गैसोलीन और अन्य ईंधन जैसे डीजल और मिट्टी के तेल में बड़ी मात्रा में इस प्रकार के एल्केन्स होते हैं जो अन्य महत्वपूर्ण कार्बनिक यौगिकों के साथ मिश्रित होते हैं।

यहां तक ​​कि जिस पैराफिन से अधिकांश मोमबत्तियां बनाई जाती हैं, उसमें लंबी-श्रृंखला वाले अल्केन्स की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जिससे वे कमरे के तापमान पर ठोस हो जाते हैं।

दूसरी ओर, कई संतृप्त स्निग्ध बहुलक हैं जिनमें शाखाओं की एक श्रृंखला के साथ कार्बन परमाणुओं की बहुत लंबी श्रृंखलाएं होती हैं जो पूरे ढांचे में समान रूप से वितरित दिखाई देती हैं। इस अर्थ में, पॉलीप्रोपाइलीन या पीपी जैसे महत्वपूर्ण प्लास्टिक को शाखित अल्केन्स के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

शाखित अल्केन्स के भौतिक गुण

घुलनशीलता

सामान्य रूप से अल्केन्स (रैखिक और शाखित और साइक्लोअल्केन्स दोनों) संतृप्त स्निग्ध हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनमें उनके सभी परमाणु गैर-ध्रुवीय या शुद्ध सहसंयोजक बंधों द्वारा एक साथ जुड़े होते हैं। यह उन्हें गैर-ध्रुवीय और हाइड्रोफोबिक यौगिक बनाता है , इसलिए वे पानी में पूरी तरह से अघुलनशील होते हैं।

दूसरी ओर, वे कई गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ-साथ कुछ लंबी-श्रृंखला वाले वसा में घुलनशील होते हैं।

क्वथनांक

गैर-ध्रुवीय अणु होने के नाते, ब्रंचयुक्त अल्केन्स में मौजूद अंतःक्रियात्मक बल कमजोर वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन हैं, विशेष रूप से, लंदन फैलाव बल। ये बल मुख्य रूप से दो अणुओं के बीच के क्षेत्र या संपर्क सतह पर निर्भर करते हैं।

रेखीय एल्केन्स की तुलना में, अधिक गोलाकार और कॉम्पैक्ट संरचना वाले ब्रांच्ड अल्केन्स की विशेषता होती है। यह अणुओं के बीच संपर्क सतह को कम करता है और इसलिए आकर्षण के अंतर-आणविक बल। परिणामस्वरूप, शाखित अल्केन्स के क्वथनांक हमेशा समान आणविक सूत्र (और इसलिए समान आणविक भार के) के उनके रैखिक आइसोमर्स की तुलना में कम होंगे।

उदाहरण के लिए, आइसोक्टेन का क्वथनांक 99°C है, जबकि n-ऑक्टेन (जो रैखिक है) का क्वथनांक 125.6°C है।

गलनांक

क्वथनांक की तरह, गलनांक अंतर-आणविक अंतःक्रियाओं की शक्ति के आधार पर भिन्न होता है। ऊपर बताए गए उन्हीं कारणों से, शाखित अल्केन्स में रैखिक वाले की तुलना में कम गलनांक होते हैं।

शाखित अल्केन्स के उदाहरण

अनगिनत शाखित अल्केन्स मौजूद हैं। कुछ सामान्य उदाहरण हैं:

• आइसोक्टेन या 2,2,4-ट्राईमिथाइलपेंटेन, जो गैसोलीन के घटकों में से एक है।
• आइसोबुटेन या मिथाइलप्रोपेन, जिसका उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योग में कच्चे माल के रूप में किया जाता है।
• 3-एथिल-4-मिथाइलनोनेन।
• 6,7-बीआईएस (1-इसोप्रोपाइलब्यूटाइल) पेंटाडेकेन।
• पॉलीप्रोपाइलीन, जो एक बहुलक है जिसमें हजारों कार्बन की लंबी श्रृंखला होती है जिसमें मुख्य श्रृंखला में प्रत्येक दो कार्बन के लिए मिथाइल समूह होता है।

संदर्भ

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• कार्बनिक रसायन शास्त्र नामकरण – अल्केन्स – शाखित अल्केन्स । (रा।)। लिसोएजीबी.ईएस. https://www.liceoagb.es/quimiorg/alcano3sj.html