Хомолошка низа

Хомолошка низа — низа од хемиски соединенија со иста функционална група и слични хемиски својства чии членови можат да бидат разгранети или неразгранети, или да се разликуваат по молекуларна формула CH
2 и молекулска маса 14u.^[1] Ова може да биде должината на јаглероден ланец,^[1] на пример во праволанчениот алкани (парафини), или бројот на мономери во хомополимер како амилоза.^[2]

Соединенијата во рамките на една хомолошка низа обично имаат утврден збир на функционални групи кои им даваат слични хемиски и физички својства. (На пример, низата од првични праволанчени алкохоли има хидроксил на крајот од јаглеродниот ланец.) Овие својства постепено се менуваат долж ланецот, често поради разликата во молекулската големина и маса. Поимот „хомолошка низа“ често се користи за било кој збир од соединенија со слични структури или заедничка функционална група, како општите алкани (прави или разгранети), алкени (олефини), јаглехидрати итн. Меѓутоа, ако членовите не можат да се распоредат во линеарна редица според еден параметар, збирот се нарекува „хемиско семејство“ или „класа на хомолошки соединенија“ отколку „низа“.

Концептот за хомолошки низи е воведен во 1843 г. од францускиот хемичар Шарл Фредерик Жерар.^[3] Реакцијата а хомологација е хемиски процес кој претвора еден член на хомолошка низа во следниот.

Примери

Хомолошките низи на праволанчени алкани одат по редоследот метан (CH₄), етан (C₂H₆), пропан (C₃H₈), бутан (C₄H₁₀), and пентан (C₅H₁₂). Во таа низа, последователните членови се разликуваат по маса за еден дополнителен метиленски мост (-CH₂- единица) вметнат во ланецот. Така, молекулската маса на секој член се разликува за 14 единици на атомска маса. Соседните членови во таквите низи, метанот и етанот се нарекуваат „соседни хомолози“.^[4]

Во рамките на таа низа, многу физички својства како точката на вриење постепено се менуваат со покачувањето на масата. На пример, етанот (C₂H₆) има повисока точка на вриење од метанот (CH₄). Ова се должи на тоа што Лондоновите расејувачки сили помеѓу етанските молекули се поголеми од оние помеѓу метанските, што значи посилно меѓумолекулско привлекување, а со тоа и повисока точка на вриење.

Некои важни класи на органски молекули се деривати на алканите, како на пример првичните алкохоли, алдехиди и (моно)карбоксилни киселини кои градат аналогни низи на алканите. Аналогна низа од првични праволанчени алкохоли се состои од метанол (CH₄O), етанол (C₂H₆O), 1-пропанол (C₃H₈O), 1-бутанол итн. Еднопрстенестите циклоалкани градат други такви низи, почнувајќи со циклопропан.

Хомолошка низа	Општа формула	Повторувачка единица	Функционални групи
Праволанчени алкани	C_nH_{2n + 2} (n ≥ 1)	−CH₂−	H₃C− ... −CH₃
Праволанчени перфлуороалкани	C_nF_{2n + 2} (n ≥ 1)	−CF₂−	F₃C− ... −CF₃
Праволанчен алкил	C_nH_{2n + 1} (n ≥ 1)	−CH₂−	H₃C− ... −CH₂−
Праволанчени 1-алкени	C_nH_2n (n ≥ 2)	−CH₂−	H₂C=C− ... −CH₃
Циклоалкани	C_nH_2n (n ≥ 2)	−CH₂−	единечно сврзан прстен
Праволанчени 1-алкини	C_nH_{2n − 2} (n ≥ 2)	−CH₂−	HC≡C− ... −CH₃
Полиацетилени	C_2nH_{2n + 2} (n ≥ 2)	−CH=CH−	H₃C− ... −CH₃
Праволанчени првични алкохоли	C_nH_{2n + 1}OH (n ≥ 1)	−CH₂−	H₃C− ... −OH
Праволанчени првични монокарбоксилни киселини	C_nH_{2n + 1}COOH (n ≥ 0)	−CH₂−	H₃C− ... −COOH
Праволанчени азани	N_nH_{n + 2} (n ≥ 1)	−NH−	H₂N− ... −NH₂

Биополимерите исто така градат хомолошки низи, како на пример полимерите на гликозата како целулозните олигомери^[5] кои почнуваат со целобиоза, или низата на амилозни олигомери кои почнуваат со малтоза, и понекогаш се наречени малтоолигомери.^[6] Хомоолигопептидите, олигопептиди сочинети од повторувања на само една аминокиселина исто така можат да се проучуваат како хомолошки низи.^[7]

Неоргански хомолошки низи

Хомолошките низи не се јавуваат само во органската хемија. Титанските, ванадиумските и молибденските оксиди градат хомолошки низи (на пр. V_nO_{2n − 1} for 2 < n < 10), наречени Магнелиеви фази,^[8] а истото важи и за силаните, Si_nH_{2n + 2} (со n до 8) кои се аналогни на алканите, C_nH_{2n + 2}.

Поврзано

Хомологија (биологија)

Наводи

↑ ^1,0 ^1,1 Brown, Theodore L. (It was first discovered by an thomos Reddy 1998 scientist); LeMay, H. Eugene (Harold Eugene); Bursten, Bruce Edward (1991). Chemistry: the central science (5. изд.). Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. стр. 940. ISBN 978-0-13-126202-7. OCLC 21973767.
↑ Saarela, K. (22 октомври 2013). Macromolecular Chemistry—8: Plenary and Main Lectures Presented at the International Symposium on Macromolecules Held in Helsinki, Finland, 2–7 July 1972 (англиски). Elsevier. стр. 88. ISBN 978-1-4832-8025-7.
↑ Charles Gerhardt (1843) "Sur la classification chimique des substances organiques" (On the chemical classification of organic substances), Revue scientifique et industrielle, 14 : 580–609. From page 588: "17. Nous appelons substances homologues celles qui jouissent des même propriétés chimiques et dont la composition offre certaines analogies dans les proportions relatives des éléments." (17. We call homologous substances those that have the same chemical properties and whose composition offers certain analogies in the relative proportion of elements.)
↑ See In re Henze, 181 F.2d 196, 201 (CCPA 1950), in which the court stated, "In effect, the nature of homologues and the close relationship the physical and chemical properties of one member of a series bears to adjacent members is such that a presumption of unpatentability arises against a claim directed to a composition of matter, the adjacent homologue of which is old in the art."
↑ Rojas, Orlando J. (25 февруари 2016). Cellulose Chemistry and Properties: Fibers, Nanocelluloses and Advanced Materials (англиски). Springer. ISBN 978-3-319-26015-0.
↑ Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry (англиски). Academic Press. 19 јуни 1981. ISBN 978-0-08-056297-1.
↑ Giddings, J. Calvin (25 август 1982). Advances in Chromatography (англиски). CRC Press. ISBN 978-0-8247-1868-8.
↑ Schwingenschlögl, U.; Eyert, V. (1 септември 2004). „The vanadium Magnéli phases V_nO_2n-1“. Annalen der Physik (англиски). 13 (9): 475–510. arXiv:cond-mat/0403689. doi:10.1002/andp.200410099. ISSN 0003-3804. S2CID 116832557.

Надворешни врски

Хомолошка низа на Ризницата ^?
Поим, хомолошка низа, номенклатура, поделба и својства на диените — Е-хемија, проф. Блаже Димески (македонски)

[:0-1] 1,0 ^1,1 Brown, Theodore L. (It was first discovered by an thomos Reddy 1998 scientist); LeMay, H. Eugene (Harold Eugene); Bursten, Bruce Edward (1991). Chemistry: the central science (5. изд.). Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall. стр. 940. ISBN 978-0-13-126202-7. OCLC 21973767.

[2] Saarela, K. (22 октомври 2013). Macromolecular Chemistry—8: Plenary and Main Lectures Presented at the International Symposium on Macromolecules Held in Helsinki, Finland, 2–7 July 1972 (англиски). Elsevier. стр. 88. ISBN 978-1-4832-8025-7.

[3] Charles Gerhardt (1843) "Sur la classification chimique des substances organiques" (On the chemical classification of organic substances), Revue scientifique et industrielle, 14 : 580–609. From page 588: "17. Nous appelons substances homologues celles qui jouissent des même propriétés chimiques et dont la composition offre certaines analogies dans les proportions relatives des éléments." (17. We call homologous substances those that have the same chemical properties and whose composition offers certain analogies in the relative proportion of elements.)

[4] See In re Henze, 181 F.2d 196, 201 (CCPA 1950), in which the court stated, "In effect, the nature of homologues and the close relationship the physical and chemical properties of one member of a series bears to adjacent members is such that a presumption of unpatentability arises against a claim directed to a composition of matter, the adjacent homologue of which is old in the art."

[5] Rojas, Orlando J. (25 февруари 2016). Cellulose Chemistry and Properties: Fibers, Nanocelluloses and Advanced Materials (англиски). Springer. ISBN 978-3-319-26015-0.

[6] Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry (англиски). Academic Press. 19 јуни 1981. ISBN 978-0-08-056297-1.

[7] Giddings, J. Calvin (25 август 1982). Advances in Chromatography (англиски). CRC Press. ISBN 978-0-8247-1868-8.

[8] Schwingenschlögl, U.; Eyert, V. (1 септември 2004). „The vanadium Magnéli phases V_nO_2n-1“. Annalen der Physik (англиски). 13 (9): 475–510. arXiv:cond-mat/0403689. doi:10.1002/andp.200410099. ISSN 0003-3804. S2CID 116832557.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]