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]

Нормални точки на вриење на праволанчените алкени.

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	CnH2n + 2 (n ≥ 1)	−CH2−	H3C− ... −CH3
Праволанчени перфлуороалкани	CnF2n + 2 (n ≥ 1)	−CF2−	F3C− ... −CF3
Праволанчен алкил	CnH2n + 1 (n ≥ 1)	−CH2−	H3C− ... −CH2−
Праволанчени 1-алкени	CnH2n (n ≥ 2)	−CH2−	H2C=C− ... −CH3
Циклоалкани	CnH2n (n ≥ 2)	−CH2−	единечно сврзан прстен
Праволанчени 1-алкини	CnH2n − 2 (n ≥ 2)	−CH2−	HC≡C− ... −CH3
Полиацетилени	C2nH2n + 2 (n ≥ 2)	−CH=CH−	H3C− ... −CH3
Праволанчени првични алкохоли	CnH2n + 1OH (n ≥ 1)	−CH2−	H3C− ... −OH
Праволанчени првични монокарбоксилни киселини	CnH2n + 1COOH (n ≥ 0)	−CH2−	H3C− ... −COOH
Праволанчени азани	NnHn + 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)