Ohatra amin'ny fanontaniana miresaka momba ny toetran'ny atôma karbônina
Singa tena ilaina amin'ny simia organika sy biolojia ny atôma karbônina noho ny fahafahany mamorona fifamatorana kovalanty isan-karazany amin'ny singa hafa. Io toetra miavaka ananan'ny atôma karbônina io no mahatonga azy ho fototry ny fiainana rehetra eto an-tany. Ato amin'ity lahatsoratra ity dia hiresaka momba ny olana maromaro sy ny fanazavany momba ny toetra mampiavaka ny atôma karbônina isika.
Pendahuan
Ny atôma karbônina dia manana laharan'ny atôma 6, midika izany fa manana prôtôna 6 ao amin'ny atiny izy ary elektrôna 6 manodidina azy. Ireo elektrôna ireo dia miparitaka amin'ny akorandriaka roa: elektrôna roa ao amin'ny akorandriaka voalohany ary elektrôna efatra ao amin'ny akorandriaka faharoa, na valence. Ny toetra mampiavaka ny atôma karbônina dia ny fahafahany mamorona fatorana kovalanty efatra amin'ny atôma hafa, izay ahafahana mamorona rafitra isan-karazany.
Fanontaniana sy fifanakalozan-kevitra santionany
Fanontaniana 1: Firafitry ny elektrôna ao amin'ny karbôna
1. Fantaro ny firafitry ny elektrôna ao amin'ny atôma karbônina.
Dinika:
Ny atôma karbônina dia manana laharan'ny atôma 6, ka ny isan'ny elektrôna dia 6 ihany koa. Azo soratana toy izao ny firafitry ny elektrônany:
– Ny akorandriaka voalohany (k) dia mitazona elektrôna 2.
– Ny akorandriaka faharoa (l) dia mitazona elektrôna 4.
Noho izany, ny firafitry ny elektrôna dia:
\[ 1s^2 2s^2 2p^2 \]
Fanontaniana 2: Fatorana kovalanty ao amin'ny karbôna
2. Ataovy sary ny rafitra Lewis an'ny molekiola metana (CH₄).
Dinika:
Môlekiola misy atôma karbônina iray sy atôma hidrôzenina efatra ny metana. Manana elektrôna valensa efatra ny atôma karbônina ary mila elektrôna fanampiny efatra mba hahazoana firafitry ny okteta. Manana elektrôna valensa iray ny atôma hidrôzenina tsirairay ary mila elektrôna fanampiny iray. Ny atôma karbônina dia mamorona fatorana kovalanty tokana amin'ireo atôma hidrôzenina efatra, ka toy izao ny rafitra Lewis an'ny metana:
\[
H \quad H
\ \ | \ /
\quad C
\ /|\
H \quad H
\]
Fanontaniana 3: Isomera Karbonina
3. Lazao ary hazavao ny karazana izômera roa izay azo amboarina amin'ny alalan'ny fitambarana organika misy karbônina.
Dinika:
Misy karazany roa lehibe ny isomera izay azo avy amin'ny fitambarana organika misy karbônina, dia ny:
1. Isomera ara-drafitra: Ny isomera ara-drafitra dia fitambarana izay mitovy raikipohy molekiola saingy tsy mitovy amin'ny fomba ifandraisan'ny atômany (rafitra). Ohatra, ny C₄H₁₀ dia manana isomera ara-drafitra roa, dia ny butane sy ny isobutane.
2. Isomera jeometrika (Stereoisomera): Ny isomera jeometrika dia karazana isomera izay mifandray amin'ny filaharana mitovy ny atôma saingy manana fironana ara-habakabaka samihafa. Ohatra iray amin'izany ny isomera cis-trans amin'ny alkenes toy ny 2-butene (cis-2-butene sy trans-2-butene).
Fanontaniana 4: Fifangaroana ao anaty karbônina
4. Fantaro ny karazana fifangaroana mitranga ao amin'ny atôma karbônina ao amin'ny molekiola etilena (C₂H₄).
Dinika:
Ny molekiola etilena (C₂H₄) dia manana atôma karbônina roa mifamatotra amin'ny alalan'ny fatorana roa sosona. Ao amin'ny fatorana kovalanty roa sosona, ny iray amin'ireo fatorana dia fatorana sigma (σ) ary ny iray kosa dia fatorana pi (π).
Mifangaro sp² ny atôma karbônina ao amin'ny etilena, midika izany fa ny atôma karbônina tsirairay dia mampiasa orbital s iray sy orbital p roa mba hamorona orbital sp² telo.
\[
\quad H \quad H
\ | \ /
\quad C=C
\ / \ |
H \quad H
\]
Avy eo dia mamorona fatorana sigma miaraka amin'ny atôma hidrôzenina roa sy atôma karbônina iray hafa ireo orbitra sp² telo, raha toa kosa ka mamorona fatorana pi ireo orbitra p sisa.
Fanontaniana 5: Toetran'ny fitambaran'ny hidrokarbonina
5. Hazavao ny toetra ara-batana sy ara-simika an'ireo fitambarana hidrokarbonina.
Dinika:
Karbonina sy hidrôzenina ihany no mandrafitra ny fitambaran'ny hidrokarbonina. Ireto avy ny toetra ara-batana sy simikan'ny hidrokarbonina:
Toetra ara-batana:
1. Dingana Fanangonana: Ny hidrokarbonina misy rojo karbônina fohy (atôma karbônina 1-4) dia mazàna entona amin'ny mari-pana mahazatra. Ny hidrokarbonina misy rojo karbônina antonony (atôma karbônina 5-16) dia mazàna ranoka, raha toa kosa ireo manana rojo lava (mihoatra ny 16) dia mazàna zavatra mivaingana.
2. Hakitroky: Amin'ny ankapobeny dia tsy dia matevina loatra noho ny rano ny hidrokarbonina ary ny ankamaroany dia tsy mety levona anaty rano noho ny toetrany tsy polar.
3. Teboka fandrendrehana sy fangorahana: Ny hidrokarbonina manana rojo karbônina lava kokoa dia manana teboka fandrendrehana sy fangorahana ambony kokoa noho ny hery Londona matanjaka kokoa eo amin'ny molekiola.
Toetra simika:
1. Fihetseham-po: Ny hidrokarbonina dia afaka mandalo karazana fihetseham-po simika isan-karazany toy ny fandoroana, halogenation, ary polymerization.
2. Fandoroana: Rehefa dorana miaraka amin'ny oksizenina ny hidrokarbonina dia mamoaka angovo amin'ny endrika hafanana sy hazavana, ka mamokatra gazy karbonika sy rano ho vokatra azo avy amin'izany.
3. Fanoloana sy Fanampiana: Ny alkenes sy ny alkynes dia mihetsika kokoa noho ny alkana noho ny fisian'ny fatorana roa sosona, izay mamela azy ireo hiatrika fihetsika fanampiny izay ahafahan'ny atôma hafa manampy amin'ny alàlan'ny fatorana roa sosona.
Fanontaniana 6: Akony ao amin'ny molekiola karbônina
6. Hazavao ny foto-kevitry ny akony ary omeo ohatra amin'ny fitambaran'ny karbônina izay mampiseho izany.
Dinika:
Ny foto-kevitry ny resonance dia ampiasaina hanazavana ireo rafitra molekiola izay tsy azo faritana amin'ny rafitra Lewis tokana. Ireo molekiola ireo dia mampiseho hybridization na fitambaran'ny rafitra Lewis maromaro.
Ohatra iray amin'ny fitambarana karbônina misy resonance ny benzène (C₆H₆). Ao amin'ny benzène, atôma karbônina enina no mamorona peratra misy fatorana tokana sy roa mifandimby. Tsy raikitra io rafitra io, fa miovaova eo amin'ny endrika roa:
\[
\quad \setlength{\unitlength}{0.1sm}
\begin{picture}(20,15)
\put(3,0){\line(1,0){10}}
\put(13,0){\line(2,3){5}}
\put(18,7.5){\line(-2,3){5}}
\put(8,15){\line(-2,-3){5}}
\put(3,7.5){\line(1,0){10}}
\end{sary}
\quad \text{\scriptsize (Resonance)}
\]
Ity fitambarana ity dia manana delocalization elektrôna izay mahatonga azy ho tena marin-toerana.
Famaranana
Manana toetra miavaka ny atôma karbônina izay mahatonga azy ho tena ilaina amin'ny simia organika. Miaraka amin'ny laharan'ny atôma 6, ny karbônina dia afaka mamorona fatorana kovalanty efatra ary mamorona rafitra sarotra isan-karazany toy ny rojo, peratra, ary molekiola misampana. Ato amin'ity lahatsoratra ity, dia noresahintsika ny olana maromaro sy ny fifanakalozan-kevitra momba azy ireo momba ny firafitry ny elektrôna, ny fatorana kovalanty, ny isomerisma, ny hybridization, ny toetran'ny hydrocarbon, ary ny resonance. Ny fahatakarana lalina ny toetra miavaka amin'ny atôma karbônina dia manamora ny fandalinana mahomby kokoa amin'ny simia organika sy ny fampiharana biolojika sy indostrialy isan-karazany.
