Нүүрсустөрөгчийн ангилал
Нүүрсустөрөгч нь зөвхөн нүүрстөрөгч (C) болон устөрөгчийн (H) атомуудаас бүрдсэн органик нэгдлүүд юм. Эдгээр нь газрын тос, байгалийн хий, нүүрс зэрэг чулуужсан түлшний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Нүүрсустөрөгчийн ангиллыг ойлгох нь маш чухал бөгөөд учир нь тэдгээр нь органик хими болон янз бүрийн химийн бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Нүүрсустөрөгчийг молекулын бүтцээс нь хамааран хоёр үндсэн бүлэгт ангилж болно: алифатик нүүрсустөрөгч ба үнэрт нүүрсустөрөгч. Энэ нийтлэлд бид эдгээр ангилал, тэдгээрийн дэд ангилал, тус бүрийн жишээ, шинж чанарыг судлах болно.
Алифатик нүүрсустөрөгчид
Алифатик нүүрсустөрөгчид нь молекулууд нь нээлттэй гинж (шугаман эсвэл салаалсан) эсвэл үнэрт бус цагираг хэлбэрээр байрладаг нүүрсустөрөгчид юм.
1. Алканууд
Бүтэц ба шинж чанарууд
Алканууд нь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд зөвхөн ганц холбоо байдаг ханасан нүүрсустөрөгчид юм. Тэдгээрийг CnH2n+2 ерөнхий томъёогоор илэрхийлдэг. Алканы нүүрстөрөгчийн атом бүр өөр дөрвөн атомтай холбогддог. Алканы энгийн жишээ бол метан (CH4), этан (C2H6), пропан (C3H8) юм.
Алканууд нь бусад төрлийн нүүрсустөрөгчөөс ерөнхийдөө бага урвалд ордог, учир нь бүх нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбоо нь нэлээд хүчтэй, тогтвортой дан σ (сигма) холбоо юм. Эдгээр нь мөн туйлшралгүй бөгөөд усанд муу уусдаг боловч эфир, хлороформ зэрэг органик уусгагчдад уусдаг.
Жишээ ба хэрэглээ
– Метан (CH4)-ийг байгалийн хийн гол түлш болгон ашигладаг.
– Пропан (C3H8)-ийг шингэрүүлсэн хий (LPG)-д хоол хийх, халаахад ашигладаг.
2. Алкенүүд
Бүтэц ба шинж чанарууд
Алкенүүд нь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд нэг давхар холбоотой нүүрсустөрөгчид юм. Тэдний ерөнхий томъёо нь CnH2n юм. Энэхүү давхар холбоо нь сул π (pi) холбооны улмаас алкенүүдийг алкануудаас илүү идэвхтэй болгодог. Алкенүүдийн жишээ бол этилен (C2H4) ба пропилен (C3H6) юм.
Алкенүүд нь нэмэлт шинж чанарыг харуулдаг бөгөөд давхар холбоо нь устөрөгчжүүлэх эсвэл галогенжүүлэх урвалын нэгэн адил шинэ атомуудыг нээж, нэмж чаддаг.
Жишээ ба хэрэглээ
– Этилен (C2H4)-ийг өдөр тутмын амьдралд түгээмэл хэрэглэгддэг полиэтилен үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
– Пропилен (C3H6) нь төрөл бүрийн сав баглаа боодлын хэрэглээнд хэрэглэгддэг полипропилен хуванцар үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн түүхий эд юм.
3. Алкинүүд
Бүтэц ба шинж чанарууд
Алкинүүд нь хоёр нүүрстөрөгчийн атомын хооронд гурвалсан холбоо бүхий нүүрсустөрөгч юм. Тэдний ерөнхий томъёо нь CnH2n-2 юм. Алкенүүдийн нэгэн адил сул π холбоо байдаг тул тэдгээр нь илүү урвалд ордог. Нийтлэг жишээ бол этилен (C2H2) ба пропилен (C3H4) юм.
Алкинүүд нь алкен эсвэл алкан үүсгэдэг устөрөгчжүүлэх урвал гэх мэт нэмэлт урвалуудад өвөрмөц шинж чанартай байдаг.
Жишээ ба хэрэглээ
– Этилен (C2H2) буюу ацетилен гэгддэг бөгөөд гагнуур болон зүсэх процесст ихэвчлэн ашиглагддаг, учир нь түүний ялгаруулдаг дөл маш халуун байдаг.
Циклийн нүүрсустөрөгчид
Цикл нүүрсустөрөгчид гэдэг нь нүүрстөрөгчийн атомууд нь битүү гинж эсвэл цагираг үүсгэдэг нүүрсустөрөгчид юм. Цикл нүүрсустөрөгчид нь ханасан (циклоалкан) эсвэл ханаагүй (циклоалкен) байж болно.
1. Циклоалканууд
Циклоалканууд нь зөвхөн дан холбоо агуулсан цагираг хэлбэртэй нүүрстөрөгчийн гинж бүхий нүүрсустөрөгчид юм. Эдгээр нь шугаман алкануудаас ялгаатай нь CnH2n ерөнхий томъёотой байдаг.
Жишээ ба хэрэглээ
– Циклогексан (C6H12) нь туйлшралгүй уусгагч болон нейлон хийхэд ашигладаг капролактам үйлдвэрлэх түүхий эд болгон ашиглагддаг.
2. Циклоалкенууд
Циклоалкенууд нь цагираг бүтэцдээ нэг буюу хэд хэдэн давхар холбоотой нүүрсустөрөгчид юм. Давхар холбоо байдаг тул тэдгээр нь циклоалкануудаас илүү урвалд ордог.
Жишээ ба хэрэглээ
– Гексений дугуй аналог болох циклогексен (C6H10)-ийг синтетик органик химид ашигладаг.
Үнэрт нүүрсустөрөгчид
Үнэрт нүүрсустөрөгчид нь ихэвчлэн зургаан нүүрстөрөгчийн атомаас бүрддэг резонансын цагираг бүтэцтэй тул өндөр тогтвортой байдгаараа алдартай. Хамгийн түгээмэл бүтэц нь C6H6 томъёотой бензол юм.
1. Бензол ба түүний уламжлалууд
Бүтэц ба шинж чанарууд
Бензол бол C6H6 томъёотой хамгийн энгийн үнэрт нүүрсустөрөгч юм. Бензол дахь нүүрстөрөгчийн атомууд нь хавтгай бүтэцтэй цагираг үүсгэдэг бөгөөд нүүрстөрөгчийн атом бүр нэг устөрөгчийн атомтай холбогддог.
Урвалд орох чадвар ба хэрэглээ
Бензолын цагирагны резонансын бүтцэд π электронууд байршлаасаа гарч ирдэг тул бензол нь маш тогтвортой байдаг. Тиймээс бензол болон түүний уламжлалыг эмийн бүтээгдэхүүн, хуванцар, будагч бодис зэрэг олон химийн нэгдлүүдийн нийлэгжилтэд түүхий эд болгон ашигладаг.
2. Полиароматик нүүрсустөрөгчид
Полиароматик нүүрсустөрөгчид нь хоёр ба түүнээс дээш хайлсан үнэрт цагирагнаас бүрддэг. Эдгээр нь тамхины утаа, тээврийн хэрэгслийн утаа зэрэг органик материалын бүрэн бус шаталтын бүтээгдэхүүнд түгээмэл байдаг.
Жишээ ба хэрэглээ
– Нафталин (C10H8) нь будагч бодис болон шавьж устгах бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг полиароматик нүүрсустөрөгчийн нийтлэг жишээ юм.
Нүүрсустөрөгчийн изомеризм
Нүүрсустөрөгчийн судалгааны сонирхолтой талуудын нэг бол изомеризмын тухай ойлголт бөгөөд ижил химийн томъёотой молекулууд өөр өөр бүтэцтэй байж болно. Изомеризмыг дараах хэд хэдэн төрөлд ангилж болно.
1. Бүтцийн изомерууд
Бүтцийн изомерууд нь атомуудынхаа зохион байгуулалтаар ялгаатай изомерууд юм. Жишээлбэл, бутан (C4H10) нь хоёр бүтцийн изомертой: n-бутан ба изобутан (метилпропан).
2. Геометрийн изомерууд
Геометрийн изомерууд нь алкен болон циклийн алкенд байдаг. Эдгээр нь давхар холбоо эсвэл цагираг орчмын атомуудын орон зайн чиглэлээрээ ялгаатай изомерууд юм.
3. Оптик изомерууд
Оптик изомерууд нь бие биенээ толин тусгал мэт харагдуулдаг боловч ижил биш (хираль) молекулуудаас бүрдсэн изомерууд юм. Энэ шинж чанар нь эмийн химийн салбарт маш чухал ач холбогдолтой, учир нь өөр өөр оптик изомерууд нь маш өөр биологийн идэвхжилтэй байж болно.
Дүгнэлт
Нүүрсустөрөгч нь олон төрлийн бүтэц, шинж чанартай, үйлдвэрлэл болон өдөр тутмын амьдралд өргөн хүрээний хэрэглээг бий болгодог чухал нэгдлүүд юм. Тэдгээрийн нарийвчилсан ангилал болох алкан, алкен, алкин, циклоалкан, циклоалкен, үнэрт нүүрсустөрөгч зэрэг нь органик химийн чухал үндэс суурийг тавьдаг. Эдгээр нүүрсустөрөгчийн төрлүүдийг бүрэн ойлгох нь эрчим хүчнээс эхлээд эмийн үйлдвэрлэл хүртэлх өргөн хүрээний салбарт илүү үр дүнтэй судалгаа, хөгжүүлэлт, хэрэглээг бий болгох боломжийг олгодог.
