Uhlíkaté řetězce

Víme tedy už, jak mohou být atomy mezi sebou navázány, viz článek Vazba mezi atomy uhlíku. V běném životě ale obvykle nejsou navázány na sebe jen dva atomy uhlíku, ale vazby mezi uhlíky tvoří různě dlouhé uhlíkaté řetězce, jak je patrné na obrázku 1:

 

Obr. 1 Příklad uhlíkatého řetězce
Obr. 1 Příklad lineárního nerozvětveného uhlíkatého řetězce (heptan)

Na obrázku je sedm uhlíků vzájemně propojených jednoduchou vazbou. A protože uhlík je čtyřvazný, musí z každého uhlíku vždy vést čtyři vazby. Nejčastěji se uhlík spojuje s vodíkem nebo dalším uhlíkem.

Protože existuje spousta možností, jak můžou být atomy uhlíku vzájemně vázány, byly zavedeny v souvislosti s uhlíkatými řetězci tyto pojmy:

  • lineární (též otevřené nebo acyklické) řetězce jsou jednoduše takové řetězce, které někde začínají a někde končí - netvoří "kruh". Příkladem je slučenina na obr. 1.
  • cyklické (uravřené) řetězce jsou ty, kde se poslední uhlík v řetězci spojí s prvním uhlíkem a sloučenina tvoří cyklus. Příkladem je sloučenina na obr. 2
  • nerozvětvené (přímé) jsou ty, kde jsou uhlíky v řadě a každý uhlík je napojen maximálně na jeden další uhlík
  • rozvětvené řetězce jsou ty, kde se stává, že k jednomu uhlíku jsou napojeny dva nebo tři další uhlíky. Příkladem je sloučenina na obr. 3

 

Příklad cyklického uhlíkatého řetězce (cyklohexan)
Obr. 2 Příklad cyklického uhlíkatého řetězce (cyklohexan)
Obr. 3 Příklad rozvětveného uhlíkatého řetězce
Obr. 3 Příklad rozvětveného uhlíkatého řetězce (nonan-3,5-dimethyl)

(Na obrázku č. 3 chybí vodíky)

Vazba mezi atomy uhlíku

Pro pochopení organické chemie je nezbytné znát základní informace o tom, jak na sebe mohou být navázány atomy uhlíku.

Víme už, že valenční elektrony atomů mohou vytvářet mezi atomy vazbu jednoduchou nebo násobnou (dvojnou, trojnou..). Stejně tak to je s atomy uhlíku. Ty mohou být spojeny následujícím způsobem:

  • jednoduchou vazbou
  • násobnou vazbou
    • dvojnou
    • trojnou

Z toho jasně vyplývá, že nastávají právě tři možnosti, jak mohou být atomy uhlíku spojeny:

Myslím, že z obrázku je to jasné.

Úvod do organické chemie

Organická chemie je vlastně chemií uhlíku, proto si ukážeme, jak atom uhlíku přibližně vypadá.

Z postavení uhlíku v periodické soustavě prvků můžeme vyčíst několik věcí:

  • uhlík leží v 2. periodě, ve skupině IV. A
  • z toho vyplývá, že má 6 elektronů ve dvou elektronových vrstvách
    • dva elektrony má v první elektronové vrstvě
    • a má čtyři elektrony ve valenční vrstvě, je čtyřvazný
    • nemá žádný volný elektronový pár jako např. kyslík

Jak se dá tohle odvodit si přečtěte v článku Periodická tabulka prvků a chemická vazba.

Obr. 1: Atom uhlíku
Obr. 1: Atom uhlíku

Na obrázku máme tedy naznačenou strukturu uhlíku.

(Pozn.: Obázek je samozřejmě velmi zjednodušený, atom je prostorový útvar apod.)

Vazba uhlíku s vodíkem nebo jiným uhlíkem je vždy kovalentní.

Poznámka: Co je to kovalentní vazba?
Atomy spojené kovalentní vazbou elektronový pár vzájemně sdílejí a každý z vázaných atomů poskytuje do této vazby stejý počet valenčních elektronů.

Díky malému rozdílu elektronegativity (vazby jsou nepolární) probíhají reakce organických látek mnohem pomaleji než anorganických. Vazba mezi atomy uhlíku je velmi pevná a má tedy velkou energii. Díky tomu se nesnadno štěpí.

Poznámka: Co je to elektronegativita?
Elektronegativita je vlastnost atomů. Je to číslo, které vyjadřuje, jak je atom daného prvku schopný přitahovat vazebné elektrony jiných atomů (a tvořit tak anionty). Obecně platí, že čím víc je prvek v tabulce vpravo, tím má elektronegativitu vyšší a je tedy větší jeho schopnost přitahovat vazebné elektrony. Podle rozdílu elektronegativity se chemické vazby rozlišují na polární a nepolární, při čemž u polárních vazeb je rozdíl elektronegativity vyšší než 0,4.

Orgánové soustavy

  1. opora a pohyb (kostra, svaly)
  2. řídící (nervová, endokrinní)
  3. rozmnožovací
  4. metabolismus[1]


[1] Metabolismus je soubor všech dějů, při nichž dochází k přeměně látek a energií v bunce živých organismů.

Rozklad kvadratického trojčlenu na součin

Úkol: Rozložte na součin dvou závorek:

x2 + 3x + 1

Postup:

  • Absolutní člen (ten poslední, bez x, v našem případě 1) vzniká součinem dvou přirozených čísel. Tato dvě čísla je nutno najít.
  • Pokud je před absolutním členem znaménko +, v závorkách budou stejná znaménka. V každé závorce tedy bude právě takové znaménko, které je před členem lineárním (ten prostřední, kde je x v první mocnině, v našem případě 3x).
  • Dále hledáme přirozená čísla, jejichž součin je absolutní člen a jejich součet je koeficient lineárního členu (v našem případě 3).Tyto podmínky nesplňují žádná jiná přirozená čísla než 1 a 2. Jejich součtem získáme 3 a součinem 1.
  • Výsledek je (x + 1)(x + 2). Ověřit můžeme zpětným roznásobením. 
Druhý příklad: 
x2 - x - 30
 
Postup:
 
  • Pokud je před absolutním členem zmanénko -, v závorkách budou odlišná znaménka (jednou plus, jednou minus).¨
  • Hledáme taková dvě přirozená čísla, jejichž součinem vznikne absolutní člen (v našem případě 30) a jejich rozdílem koeficient lineárního členu (v našem případě -1). Tyto podmínky nesplňují žádná jiná přirozená čísla než čísla 6 a 5. (5*6 = 30; 5 - 6 = -1)
  • U většího čísla (v našem případě 6) bude v závorce to znaménko, které je před lineárním členem (v našem případě minus). V druhé závorce bude znaménko opačné (viz krok jedna).
  • Výsledek tedy bude (x - 6)(x + 5). Ověřit můžeme zpětným roznásobením.

 

Jak jste si jistě všimli, nepracuji zde s koeficientem kvadratického členu. Výše uvedená pravidla platí pouze pokud je před x2 koeficient 1.

Rozklad kvadratického trojčlenu na součin dvou závorek je velmi užitečná věc a pro práci s výrazy nezbytná. Pomocí tohoto rozkladu se dají řešit i kvadratické rovnice.

Není důležité, abyste uměli pravidla rozkladu nazpaměť, ale abyste rozuměli, proč to tak je. Pokud se nad tím zamyslíte, jednotlivé kroky výše uvedeného postupu si můžete odůvodnit tak, že sledujete, co přesně se děje, když závorky roznásobujete.

Snad je to dostatečně srozumitelné - pokud není, neváhejte a napište mi do komentáře, určitě odpovím.

Základní operace s výrazy

Archív

Rozvoj kterého typu poznatků byste na Okem Imperiu nejvíce uvítali?

7%
15%
15%
22%
7%
20%
6%
7%

Novinky

27.01.2012 - Lidské tělo!

Začínáme se základními informacemi o lidském těle. Pokud máte k článkům co doplnit, neváhejte a napište mi :-)

01.11.2011 - Biologie

Začíná se rozrůstat nová rubrika - biologie!

20.10.2011 - Jsem zpátky

Tak jsem konečně zase tady a chystám se zrenovovat tento web, přidat spoustu dalších zajímavých příspěvků a stránek.

Facebook