כימיה של תרכובות הפחמן

מושגים בסיסיים

איזומריה

שני חומרים להם יש נוסחה כימית זהה (אותם חומרים באותה כמות), אך המבנה שלהם שונה.

סיפוח

כאשר קשר כפול או משולש נפתח, ומתאפשר חיבור חומר אחר לפחמן. בסיפוח מולק' קוטבית, מחלקים אותה לחלק אחד חיובי וכל השאר שלילי. כל אחד מהחלקים יתחבר לפחמן אחר ע"פ כלל מארקובניקוב.

• תגובת מיום

סיפוח מולקולת מים. הקשר הכפול נפתח, קבוצת OH מתחברת לאחד הפחמנים, ו-H מתחבר לפחמן הנוסף.

• כלל מארקובניקוב

בסיפוח מולקולה קוטבית, החלק החיובי יתחבר לפחמן עם מספר המימנים הגבוה יותר (מקסימום 2) מבין השניים האפשריים. כך גם בתגובת מיום (OH שלילי, H חיובי).

שריפה

תגובה עם חמצן, כאשר התוצרים הם פחמן דו-חמצני ומים.

התמרה

תגובה בה מוחלף אחד המימנים בהלוגן.

פחמימנים

אלקאנים

אלו הם פחמימנים רוויים, כלומר לכל פחמן קשורים מספר מקסימלי של מימנים.

• נוסחה כללית: [math]\displaystyle{ C_{n}H_{2n+2} }[/math]
• איזומריה: איזומרית שרשרת. כלומר המולקולה פרוסה או מסועפת.
• תגובות:
  • שריפה.
  • התמרה (באור\חום): אלקיל הליד [math]\displaystyle{ \rightarrow }[/math] אלקאן

אלקֶנים

פחמימנים קשר כפול אחד, כלומר אינם רוויים.

• נוסחה כללית: [math]\displaystyle{ C_{n}H_{2n} }[/math]
• איזומריה:
  • הקשר הכפול יכול לבוא בין פחמנים שונים.
  • איזומריית שרשרת (פרוס\ מסועף)
  • ציס\טראנס.
  • ציקלואלקאן.
• תגובות:
  • שריפה.
  • התמרה באור\חום: אלקיל הליד [math]\displaystyle{ \rightarrow }[/math] אלקן
  • סיפוח מימן (בנוכחות [math]\displaystyle{ Ni_2 }[/math] או [math]\displaystyle{ Pt_2 }[/math], או בחימום): אלקאן [math]\displaystyle{ \rightarrow }[/math] אלקן
  • סיפוח הלוגן: אלקיל הליד כפול [math]\displaystyle{ \rightarrow }[/math] אלקן
  • סיפוח מולקולה קוטבית: אלקיל הליד כפול [math]\displaystyle{ \rightarrow }[/math] אלקן
  • מיום (בתמיסה חומצית): כוהל [math]\displaystyle{ \rightarrow }[/math] אלקן
• ניתן להבדיל בין אלקן לאחרים- הוא מגיב עם הלוגן גם בחושך, ובסיפוח נפלט גז HX (הלוגן-X)

ציקלואלקאנים

איזומר של אלקאן, ובו הפחמנים מסודרים בצורת טבעת. תגובותיו דומות לתגובות של אלקאן.