IDROCARBURI  

alifa.ci   aroma.ci  

insaturi  

alcani   alcheni   alchini  

saturi  

cicloalcani  

Compos.  contenen.  soltanto  C  e  H    

Formula:  CnH2n+2  

Alcani  

n=1  :  CH4   metano  

n=2  :  C2H6   etano  

n=3  :  C3H8   propano  

N=4  :  C4H10   butano  

Nome:  prefisso+ano  

Rappresentazione  degli  alcani  

Modello  a  sfere  e  bastoncini  

 Formula  Molecolare  (Formula  Bruta)  

C3H8   C4H10  

 Formula    di  StruOura  HCH CH

H

HCH

HH

HCH CH

H

HCH

HCH

HH

 Formula    di  StruOura  Concisa   CH3-­‐CH2-­‐CH3   CH3-­‐CH2-­‐CH2-­‐CH3  

 Formula    a  linee  e  angoli  

carbonio  

ISOMERIA  COSTITUZIONALE  

Isomeri  cos.tuzionali  :    compos.  aven.  stessa  Formula  Molecolare  ma  differente  Formula  di  StruAura  

Esempi:  

C2H6OHCHH

O CH

HH

HCHH

C O HH

H

N CO

CH

HH

HH H C

NCH

HO H

H

C CH

NH

HO

HH

HC2H5NO

C2H6O2 C C C O OH

HH

CH

HH

OHH

H

OHH

HC C

OHOH

H

HH

HC O CH

HH

OHH

H

Isomeria  cos.tuzionale  degli  alcani  

HCH CH

H

HCH

HCH

HH CH3-­‐CH2-­‐CH2-­‐CH3  

HCH CH H

CH

HH

CH

HH

H3C-CH-CH3CH3

H3C-­‐CH2-­‐CH2-­‐CH2-­‐CH3   H3C-CH-CH2CH3

CH2CCH3

CH3CH3H3C

   

NB:  con  l’aumentare  del  numero  di  atomi  carbonio  il  numero  degli  isomeri  cos.tuzionali  aumenta  ver.ginosamente.          

C4H10  

C5H12  

Classificazione  degli  atomi  di  carbonio  

Alcani   Formula:  CnH2n+2  

catena  lineare   catena  ramificata  

CH3-­‐CH2-­‐CH2-­‐CH3   H3C-CH-CH3CH3

H3C-CH-CH2CH3

CH2H3C-­‐CH2-­‐CH2-­‐CH2-­‐CH3  

CCH3

CH3CH3H3C

isobutano  n-­‐butano  

n-­‐pentano   isopentano  

neopentano  

NOMENCLATURA  degli  ALCANI  ①  Individuare  la  catena  base  cioè  la  catena  più  lunga  (senza  le  

ramificazioni).  Questa  darà  il  nome  dell’alcano.    ②  Numerare  la  catena  in  maniera  da  dare  il  numero  più  basso  al  sos.tuente  

incontrato  per  primo.    ③  Assegnare  ai  sos.tuen.  il  nome  ed  il  numero  corrispondente  al  carbonio  

della  catena  a  cui  esso  è  legato.    ④  Nel  caso  di  sos.tuen.  in  posizioni  equivalen.,  dare  la  priorità  al  

sos.tuente  che  viene  prima  in  ordine  alfabe.co.  ⑤  Raggruppare  i  sos.tuen.  uguali  meOendo  davan.  al  nome  il  prefisso  che  

indica  il  loro  numero  (di-­‐,  tri-­‐  tetra-­‐  pento-­‐  esa-­‐  ecc  ecc)  ⑥  Scrivere  il  nome  finale  meOendo  i  sos.tuen.  in  ordine  alfabe.co.  

ATT:  i  prefissi  (di-­‐,  tri-­‐  tetra-­‐  iso-­‐,  t-­‐,  sec-­‐)    non  alfabe.zzano!!!  

ISOMERIA  CONFORMAZIONALE  L’insieme  di  tuOe  le  differen.  disposizioni  spaziali  degli  atomi  che  si  possono  oOenere  per  semplice  rotazione  intorno  ad  un  legame  σ  prendono  il  nome  di  conformeri.        

Nel  caso  degli  alcani  a  catena  aperta  la  rotazione  intorno  al  legame  C-­‐C  è  completa  (360°).  I  vari  conformeri  vengono  anche  chiama.  rotameri.    

Le  barriere  energe.che  per  passare  da  un  conformero  all’altro  sono  piuOosto  basse  

Sfalsata  (minimo  di  energia)  

Eclissata  (massimo  di  energia)  

3kcal/mol  

La  differenza  di  energia  tra  le  due  conformazioni  è  dovuta  alla    

Tensione  Torsionale  

PROIEZIONI    DI  NEWMANN  

STRUTTURE  A  CAVALLETTO  

STRUTTURE  CON  I  CUNEI  

 CONFORMAZIONI  DEL  BUTANO  

ANTI   GAUCHE  

Tensione  Sterica  interazione  repulsiva  che  interviene  quando  la  distanza  fra  i  due  gruppi  è  inferiore  al  loro  inferiore  al  loro  raggio  di  van  der  Waals.  

La   conformazione   gauche   del   butano   ha   un’energia  superiore  a  quella  della  conformazione  an.  a  causa  della  Tensione  sterica  fra  i  due  gruppi  me.lici  

CH3

H H

CH3HH

H

CH3H

H

CH3H

H H

CH3

CH3H

H

Il  legame  C-­‐H  è  poco  polare  

  Sono  compos.  apolari,  insolubili  in  acqua,  le  forze  intermolecolari  sono  deboli:  FORZE  di  LONDON.  

  Pun.  di  ebollizione  e  pun.  di  fusione  sono  generalmente  più  bassi  di  quello  di  altri  compos.  aven.    lo  stesso  PM.  

  Sono  poco  reanvi  

   

  I  pun.  di  ebollizione  e  pun.  di  fusione  aumentano  con  il  numero  di  atomi  di  carbonio      

 A  parità  di  atomi  di  carbonio,  gli  alcani  ramifica.  hanno  pun.  di  ebollizione  e  di  fusione  più  bassi:  maggiore  è  la  ramificazione  minore  sarà  il  p.e.  ed  il  p.f.  

Le Forze di London dipendono anche dalla forma molecolare (a parità di numero di elettroni).

p.e = 36°

p.e = 10°

n-­‐pentano  

2,3-­‐dime.lpropano  

°

  La  combus.one  è  una  reazione  ESOTERMICA,  il  calore  che  si  libera  ΔHc    è  il  prodoOo  più  importante.  

  La  stabilità  rela.va  degli  alcani  può  essere  dedoOa  dal  confronto  fra  i  ΔHc  

In  generale,  più  un  isomero  è  ramificato  minore  è  il  suo  calore  di  combusKone    

CnH2n+2        +    O2  (eccesso)    nCO2+  (n+1)H2O  

OSSIDAZIONE  DEGLI  ALCANI  (COMBUSTIONE)  

5CO2  +  6H2O  

n-­‐pentano+802     2-­‐me.l-­‐butano+802  

 2,2-­‐dime.lpropano+802    1.7  kcal/mol  

3.3  kcal/mol  

Entalpia  

Formula:  CnH2n  Cicloalcani  

CH3(CH2)mCH3                                    ΔH°c(-­‐CH2-­‐)    ≈    -­‐157.44  kcal/mol   T=  298K;  P=  1  bar)  

i  

Ciclopropano    I  legami  sono  tun  eclissa.    TENSIONE  TORSIONALE  

  L’angolo  fra  gli  assi  di  legame  è  60°,    assai  lontano  dal  valore  di  109.5°  .pico  di  un  carbonio  ibridato  sp3    TENSIONE  ANGOLARE  (parziale  sovrapposizione  gra  gli  ibridi)  

  I  legami  sono  leggermente  sfalsa.      L’angolo  di  legame  è  88°  

La  diminuzione  dell’angolo  da  90°  (quadrato  perfeOo)  comporta  un  leggero  aumento  della  tensione  angolare  che  viene  compensato  dalla  diminuzione  di  tensione  torsionale  

Ciclobutano  

  I  legami  assai  più  sfalsa.  del  ciclobutano    L’angolo  fra  i  gli  assi  di  legame  è  105°  

La  diminuzione  dell’angolo  da  108°  (pentagono  regolare)  comporta  un  leggero  aumento  della  tensione  angolare  che  viene  compensato  dalla  notevole  diminuzione  di  tensione  torsionale  

Conformazione  a  “busta”  

Ciclopentano  

Cicloesano  

CONFORMAZIONE  A  SEDIA  Angoli  di  legame  di  109.5°  e  legami  completamente  sfalsa.  

H

H CH2

H

CH2HH

HH

H

Proiezione di Newman

LEGAMI  ASSIALI  -­‐  LEGAMI  EQUATORIALI  

H

HH

H

HH

HH

H

H

H

H

EQUILIBRIO  CONFORMAZIONALE  NEL  CICLOESANO  

Conformazione  a  sedia                                      Conformazione  a  barca                          Conformazione  a  sedia  

Sollevare  questo  atomo  di  carbonio  

Abbassare  questo  atomo  di  carbonio  

H

HH

H

HH

HH

H

H

H

H

H

HH

H

HH

HH

H

H

H

H

H

H

H

HH

H

H

H

H

H

HH

1  2  3  

4   5   6  

1  

2  3  

4  

5   6   1  

6  5  

4   3   2  

Più  ingombrante  è  un  sos.tuente  più  l’equilibrio  è  spostato  verso  il  conformero  in  cui  il    sos.tuente  si  trova  in  posizione  equatoriale.  Nel  caso  del  me.le  la  diff  di  energia  è  1.74  kJ/mol      

Interazione  1,3-­‐diassiale  

H

HH

H

HH

HCH3

H

H

H

H

H

H CH2H

CH2HH

HH

CH3

H

HH

CH3

HH

HH

H

H

H

H

H

H CH2H

CH2HCH3

HH

H

Equilibrio    

ΔG°  =  0            Keq  =  1      [equatoriale]  =  [assiale]  ΔG°  <  0            Keq  >  1      [equatoriale]  >  [assiale]  ΔG°  >  0            Keq  <  1      [equatoriale]  >  [assiale]  

R  =  8.314472  J  mol-­‐1  K-­‐1  

R  =  1.98722  cal  mol-­‐1  K-­‐1  Keq  =  [equatoriale]  

[assiale]  Keq=  e  ΔG  RT  -­‐   °

Nei  cicli  non  è  possibile  una  rotazione  completa  intorno  al  legame  C-­‐C  

ISOMERIA  CIS  TRANS  

Cl Cl

Cl Cl

Proiezione  di  HAWORTH  

Cl

Cl

ClCl

TRANS  

CIS  

CH3 CH3H3C CH3

OH

CH3

CH3 H3C

OHH3C

1,2-­‐dime.l-­‐ciclopentano  

3,5-­‐dime.l-­‐ciclopentanolo  

CH3

CH3

CH3H3C1  

2  3  4  

5   6  

1  2  3  

4   6  5  

H3C

CH31  

2  3  

4  

5  6  

H3C

CH3

1  

2  3  

4   5   6