Siri homolog ialah keluarga sebatian dengan kumpulan berfungsi dan formula am yang sama, dengan setiap ahli berbeza daripada yang berikutnya sebanyak satu unit CH₂. Isomer ialah sebatian dengan formula molekul yang sama tetapi formula struktur yang berbeza. Satu idea berkaitan sebuah keluarga; yang satu lagi berkaitan dua molekul dengan formula yang serupa.
Pelajaran ini menyusul mengenal pasti kumpulan berfungsi dan merupakan sebahagian daripada keluarga organik dan penamaan.
Apakah yang menjadikan sekumpulan molekul satu siri homolog?
Alkana ialah contoh piawai. Setiap satu hanya mempunyai ikatan tunggal dan sepadan dengan formula am CₙH₂ₙ₊₂.
| n | Nama | Formula molekul |
|---|---|---|
| 1 | metana | CH₄ |
| 2 | etana | C₂H₆ |
| 3 | propana | C₃H₈ |
| 4 | butana | C₄H₁₀ |
Apabila turun jadual, setiap langkah menambah satu karbon dan dua hidrogen, iaitu satu CH₂. Ahli-ahlinya mempunyai sifat kimia yang serupa kerana berkongsi kumpulan berfungsi, dan sifat fizikalnya, seperti takat didih, berubah secara beransur-ansur dengan panjang rantai.
Apakah yang menjadikan dua molekul isomer?
Isomer mempunyai bilangan setiap jenis atom yang sama tetapi disambung secara berbeza. Formula molekulnya serupa; formula strukturnya tidak. Dua isomer bagi C₄H₁₀ ialah:
- Butana: CH₃CH₂CH₂CH₃, rantai lurus.
- Metilpropana: CH₃CH(CH₃)CH₃, rantai tiga karbon dengan cabang CH₃ pada karbon tengah.
Bagaimanakah memutuskan istilah mana yang sesuai?
- Tulis formula molekul bagi setiap molekul.
- Jika formulanya serupa dan strukturnya berbeza, ia isomer.
- Jika formulanya berbeza sebanyak satu atau lebih unit CH₂ dan kumpulan berfungsinya sama, ia tergolong dalam siri homolog yang sama.
- Jika tiada yang sesuai, ia berada dalam keluarga berbeza atau tidak berkaitan.
Contoh berlangkah
Tentukan hubungan bagi setiap pasangan.
(a) Propana dan butana. (b) Propan-1-ol, CH₃CH₂CH₂OH, dan propan-2-ol, CH₃CH(OH)CH₃.
(a) Propana ialah C₃H₈ dan butana ialah C₄H₁₀. Formulanya berbeza sebanyak CH₂, dan kedua-duanya alkana dengan ikatan tunggal sahaja. Kedua-duanya ahli siri homolog yang sama, bukan isomer.
(b) Kira atom dalam propan-1-ol: karbon 3, hidrogen 3 + 2 + 2 + 1 = 8, oksigen 1, jadi C₃H₈O. Dalam propan-2-ol: karbon 3, hidrogen 3 + 1 + 3 + 1 = 8, oksigen 1, jadi juga C₃H₈O. Formulanya sama tetapi -OH terletak pada karbon yang berbeza. Kedua-duanya isomer.
Perhatikan bahawa propan-1-ol dan propan-2-ol juga kedua-duanya alkohol. Isomer boleh tergolong dalam keluarga yang sama, dan sama ada begitu atau tidak bergantung pada cara struktur itu berbeza.
Kesilapan yang perlu diawasi
Kesilapan yang kerap berlaku ialah menamakan dua molekul sebagai isomer kerana kelihatan serupa atau berada dalam keluarga yang sama.
Jawapan yang salah: Etana dan propana ialah isomer kerana kedua-duanya alkana.
Pelajar memadankan keluarga dan mengabaikan formula, C₂H₆ dan C₃H₈, yang berbeza.
Versi kedua ialah menyangka lukisan butana yang dibengkokkan ialah isomer baharu. Membengkokkan rantai pada kertas tidak mengubah atom mana yang bersambung dengan atom mana. Pembetulan dalam kedua-dua kes ialah membandingkan formula molekul dahulu, kemudian menyemak cara atom-atom itu bersambung.
Semak kendiri
1. Etena (C₂H₄) dan propena (C₃H₆): isomer atau ahli satu siri? Berikan sebab.
Lihat jawapan
Siri homolog yang sama. Kedua-duanya alkena dengan ikatan C=C, dan formulanya berbeza sebanyak satu CH₂. Formula molekulnya berbeza, maka kedua-duanya bukan isomer.
2. Tulis formula molekul bagi CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃ dan CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃. Adakah kedua-duanya isomer?
Lihat jawapan
Yang pertama mempunyai 5 karbon dan 3 + 2 + 2 + 2 + 3 = 12 hidrogen, jadi C₅H₁₂. Yang kedua mempunyai 5 karbon dan 3 + 1 + 3 + 2 + 3 = 12 hidrogen, jadi juga C₅H₁₂. Formulanya serupa dan strukturnya berbeza (rantai lurus dan rantai bercabang), maka kedua-duanya isomer.
3. Seorang pelajar berkata etanol (C₂H₆O) dan asid etanoik (C₂H₄O₂) ialah isomer. Betulkah?
Lihat jawapan
Tidak. Formula molekulnya berbeza, C₂H₆O dan C₂H₄O₂, jadi kedua-duanya tidak boleh menjadi isomer. Kedua-duanya juga berada dalam keluarga berbeza, alkohol dan asid karboksilik.
Ke mana selepas ini?
Pelajaran seterusnya, melukis molekul kecil dengan ikatan yang betul, memberikan anda alat untuk melukis kedua-dua isomer C₄H₁₀ tanpa melanggar peraturan ikatan. Set latihan keluarga organik kemudian mencampurkan kedua-dua idea.
Pelajar yang memahami takrifan tetapi kehilangan markah pada pengucapan penerangan sering mendapat manfaat daripada tuisyen Kimia dalam talian satu dengan satu, apabila guru boleh membaca ayat anda dan memperkemasnya bersama anda.