Прежде чем рассматривать основные формулы изомеров пентана, выявим, к какому классу органических веществ принадлежит это соединение. Кроме того, определим, какими особенностями строения обладает данное вещество, каковы основные области его применения.
Общая характеристика
Пентан, изомеры которого мы будем рассматривать, принадлежит к классу насыщенных (предельных) углеводородов. Они имеют формулу CnH2n+2, sp3 гибридизацию углеродных атомов, одинарные связи. Среди свойств, характерных для представителей данного класса, включая пентан, изомеры которого также принадлежат к классу алканов, выделим реакции радикального замещения (галогенирования).
Номенклатура соединений
Разработан определенный порядок действий, согласно которому можно дать название любому предельному углеводороду. Прямой углеродный скелет имеет сам пентан, изомеры его отличаются наличием радикалов (ответвлений) от основной цепи.
Сначала потребуется выбрать самую длинную углеродную цепочку. Для нумерации углеродных атомов выбирают ту часть, в которой ближе к началу располагаются радикалы. При наличии разветвлений с обеих сторон главной цепи учитывают количество радикалов, а также их строение (используют русский алфавит).
При наличии нескольких одинаковых углеводородных радикалов после указания цифрами места их расположения используют уточняющие приставки: ди-, три-, тетра.
Только после того, как будут указаны все активные частицы, дают название основной углеродной цепи.
Структуры пентана
Составим основные структурные формулы изомеров пентана, используя общепринятый алгоритм. Для начала расположим углеродные атомы в одну цепь, получим структурную формулу нормального пентана: СН3-(СН2)3-СН3.
Если оставить в основной цепи четыре атома углерода, оставшийся будет представлен в виде радикала СН3. В таком случае можно составить две структурные формулы веществ, отличающиеся друг от друга расположением метильных групп: 2-метилбутана, 3-метилбутана.
Как еще может выглядеть пентан? Изомеры, отвечающие формуле С5Н12, могут быть представлены и 2,2-диметилпропаном.
Все эти вещества отвечают одной общей формуле CnH2n+2, следовательно, принадлежат к классу предельных углеводородов (алканов), являются структурными изомерами.
Явление изомерии объясняет существование нескольких веществ, имеющих одну общую формулу, но отличающихся друг от друга расположением атомов в молекуле. Структурные изомеры имеют некоторые отличия и в реакционной способности, несмотря на принадлежность к одному классу углеводородов.
Заключение
Пентан, изомеры которого мы рассмотрели, является типичным представителем парафинов. Для данного класса органических веществ не характерна изомерия кратной связи. Насыщенные углеводороды не имеют межклассовых изомеров. Среди основных отраслей, в которых востребован пентан и его структурные изомеры, выделим химическую промышленность.
При изомеризации пентана получают 2-метилбутан, дегидрирование которого приводит к получению непредельного углеводорода, принадлежащего к ряду с общей формулой CnH2n-2. Полимеризация данного непредельного СхНу является промышленным способом получения синтетического полимера, используемого при производстве резины.
Среди многочисленных сфер использования насыщенных алканов, типичным представителем которых является нормальный пентан, выделим и применение данного соединения в качестве природного топлива. В заключение отметим, что для представителей предельного ряда углеводородов, характерна изомерия главной цепи. В связи с тем, что в молекуле нет двойных связей, для парафинов не характерна геометрическая изомерия, то есть нет цис- и транс-изомеров.
