Der Ungesättigtheitsindex eines Moleküls ist definiert als die Summe der Anzahl der Bindungen \(\pi\) und der Anzahl der vorhandenen Zyklen. Alkane sind gesättigte Kohlenwasserstoffe, da sie keine \(\pi\)-Bindungen oder -Zyklen enthalten und die Summenformel \(C_nH_{2n+2}\) haben. Um den Ungesättigtheitsindex einer Verbindung zu berechnen, müssen wir nur die Anzahl der Wasserstoffatome mit denen vergleichen, die sie haben würden, wenn es sich um ein Alkan mit der gleichen Anzahl an Kohlenstoffatomen handeln würde. Diese Wasserstoffdifferenz dividiert durch 2 ergibt den Ungesättigtheitsindex.
Alkene sind Verbindungen, die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthalten. Alkene entsprechen der Summenformel \(C_nH_{2n}\). Für die gleiche Anzahl von Kohlenstoffen haben sie zwei Wasserstoffe weniger als ein Alkan, sie werden als ungesättigte Verbindungen bezeichnet (sie haben Ungesättigtheit).
Cycloalkane haben auch die Summenformel \(C_nH_{2n}\). Das Vorhandensein eines Zyklus oder einer Doppelbindung verringert die Anzahl der Wasserstoffatome im Molekül um zwei. Indem wir die Anzahl der Installationen einer Formel bestimmen, können wir Strukturen der möglichen Isomere zeichnen.
Beispielsweise hat eine Verbindung der Formel C 8 H 14 vier Wasserstoffatome weniger als das Alkan mit der gleichen Anzahl an Kohlenstoffen C 8 H 18 . Daher weist es zwei Ungesättigtheiten auf, die auf (1) zwei Doppelbindungen, (2) zwei Zyklen, (3) eine Doppelbindung und einen Zyklus, (4) eine Dreifachbindung zurückzuführen sein können. Die folgenden Moleküle sind mögliche Isomere mit der Formel C 8 H 14 .
Ungesättigtheitsgrade in halogenhaltigen Verbindungen. Sauerstoff und Stickstoff
- Halogene: Addiere die Anzahl der Halogene zur Anzahl der Wasserstoffatome.
- Sauerstoff: Sauerstoff ignorieren.
- Stickstoffe: Subtrahiere die Anzahl der Stickstoffe von der Anzahl der Wasserstoffe.
Aufgabe: Berechnen Sie den Grad der Ungesättigtheit der folgenden Formeln:
a ) C4H8
Lösung: Die gesättigten Alkane mit 4 Kohlenstoffatomen haben die Formel C 4 H 10 . Die Verbindung hat ein Wasserstoffpaar weniger, also ist ihr Ungesättigtheitsgrad eins.
b ) C9H16Br2
Lösung: Wir addieren die Halogene zu den Wasserstoffen und erhalten die Formel C 9 H 18 . Das Alkan mit neun Kohlenstoffatomen hat die Formel C 9 H 20 . Die Testverbindung hat einen Grad an Ungesättigtheit.
