Ветвь в цепи: Ветвь электрической цепи

Электрическая цепь, ее элементы и параметры

 Определение

 Электрической цепью называется совокупность электротехнических устройств, создающих замкнутый путь электрическому току. Она состоит из источников (генераторов) энергии, приемников энергии (нагрузки) и соединительных проводов. В цепи могут быть также различные преобразователи (играют роль как роль источников, так и приемников), защитная и коммутационная аппаратура.

   В источниках неэлектрические виды энергии преобразуются (в соответствии с законом сохранения энергии) в энергию электромагнитного поля. Так, например, на гидроэлектростанциях энергия падающей воды (энергия гравитационного поля) преобразуется в энергию электромагнитного поля. В приемниках энергия электромагнитного поля преобразуется в тепловую и другие виды энергии. Кроме того, некоторая часть энергии запасается в электрических и магнитных полях цепи.

   Электромагнитные процессы в электрической цепи описываются с помощью понятий о токе, напряжении, электродвижущей силе (ЭДС), сопротивлении, индуктивности и емкости. Буквенные обозначения этих, а также других величин, используемых в этом учебном пособии представлены в табл.1.1. Там же дана их русская транскрипция и единицы измерений. Заметим здесь, что ЭДС, токи и напряжения, изменяющиеся во времени, обозначаются строчными латинскими буквами е, i, u, а ЭДС, токи и напряжения, неизменные во времени, обозначаются заглавными латинскими буквами E, I, U.

   Графическое изображение электрической цепи и ее элементов

   Графическое изображение электрической цепи называется ее схемой. В схеме различают ветви, узлы и контуры. Ветвь – это часть схемы, состоящая только из последовательно соединенных источников и приемников. Узел – точка схемы, в которой сходятся не менее трех ветвей (ветви начинаются и заканчиваются на узлах цепи). Контур – часть схемы, образованная ветвями; число контуров определяется числом вариантов обходов по ветвям цепи. На рис.1.1 даны структурные схемы трех электрических цепей и указано количество ветвей узлов и контуров в каждой из них.

Принятые в настоящем учебном пособии графические обозначения основных элементов цепи, показаны на рис.1.2.

На этом рисунке : 1 — источник ЭДС; 2 — источник тока; 3 — соединительный провод; 4 — сопротивление R цепи; 5 — индуктивность L цепи; 6 — емкость С цепи; 7 — двухполюсник (цепь с неизвестной структурой, имеющая два входных зажима).

   В цепях постоянного тока (рис.1.3,а) направление действия ЭДС источника принято указывать в сторону того зажима, на котором образуются положительные заряды. Направление тока во внешней цепи принято указывать от положительно заряженного полюса (зажима) источника к отрицательно заряженному. Направление действия напряжения в приемнике всегда указывают в ту же сторону, что и направление действия тока.
   В цепях синусоидального тока (рис.1.3,б) принято обозначать направления ЭДС тока и напряжения, используя положительный полупериод тока, при котором ток не изменяет своего направления. При этом картина этих направлений получается аналогичной с цепью постоянного тока.

Ветвь электрической цепи — это… Что такое Ветвь электрической цепи?

Ветвь и узел электрической цепи

Введение

Подавляющее большинство задач по электротехнике сводится к расчету режимов электрических цепей. В условии задается схема электрической цепи и параметры её элементов (напряжения источников питания, сопротивления резисторов и т. п.). Как правило, требуется определить токи и напряжения на различных элементах цепи.

Электрические цепи, в которых получение электрической энергии в источниках, ее передача и преобразование в приемниках происходят при неизменных по величине во времени токах и напряжениях, принято называть цепями постоянного тока.

Следует заметить что методы решения задач для цепей постоянного тока применимы и для цепей синусоидального тока. Различие только в применяемом математическом аппарате.

Непосредственно перед решением задачи необходимо проанализировать схему электрической цепи и выяснить к какому виду (простая или сложная) относится данная электрическая цепь. Для каждого вида существуют свои варианты и способы решения. Далее выбирают наиболее оптимальный вариант расчета и переходят непосредственно к решению задачи.

Для рассмотрения основных приемов решения подобных задач сначала необходимо определится с ключевыми понятиями, без которых дальнейшее рассмотрение будет просто невозможным.

Элементы электрической цепи

Электрической цепью называют совокупность электрических элементов, соединенных проводниками. Состояние электрической цепи можно описать с помощью понятийнапряжения и тока. Все элементы электрической цепи можно условно разбить на две группы: пассивные элементы (резисторы) и активные элементы (источники электромагнитной энергии).

Резистор — пассивный электрический элемент, характеризуемый величиной, называемой электрическим сопротивлением R. Иногда при расчете цепей удобнее использовать другой величиной, обратной сопротивлению: проводимостью G (1.1).

Электрическое сопротивление резистора R, напряжение на его зажимах U_R и ток через резистор I_R связаны между собой законом Ома (1.2).

Под активными элементами электрической цепи следует понимать любые источники электрической энергии. Различают два вида источников электрической энергии: источники напряжения и источники тока.

Источник напряжения характеризуется двумя параметрами: величиной электродвижущей силы (ЭДС) Е и внутренним сопротивлением R. На схемах отображается в виде последовательного соединения источника ЭДС Е и сопротивления R.

Напряжение на зажимах источника напряжения U отличается от величины ЭДС E на величину падения напряжения на внутреннем сопротивлении источника R. Для случая, когда I = 0 справедливо U = E.

Источник тока также характеризуется двумя параметрами: величиной тока I и внутренним сопротивлением R. На схемах отображается в виде параллельного соединения источника тока со значением I и внутреннего сопротивления R.

Любой реальный источник электрической энергии можно представить в виде, как источника напряжения, так и источника тока. Иногда при решении задач возникает необходимость трансформировать источник тока в источник напряжения (или наоборот). Эти преобразования легко можно выполнить с помощью формул, приведенных ниже.

Цепи постоянного тока. Элементы цепи, определение.

Цепи постоянного тока это совокупность объектов и устройств, которые создают путь для движения электрического тока. При этом все происходящие электромагнитные процессы описываются с применение понятий об электродвижущей силе электрическом напряжении и токе.

Все объекты и устройства, которые входят в цепь постоянного тока подразделяются на категории. Первая из них это источники тока. Те источники, в которых идет преобразование не электрической энергии в электрическую называются первичными. К ним относятся гальванические элементы аккумуляторы электрогенераторы фотоэлементы. Если же источник преобразует электрическую энергию, то он называется вторичным. К таким источникам можно отнести выпрямители трансформаторы стабилизаторы и преобразователи.

Кроме источников тока существуют потребители. В них идет обратный процесс преобразования энергии. То есть электрическая переходит в другие виды. В частности в тепловую в нагревательных элементах или в электромагнитную в виде излучения.

И все что осталось относиться к вспомогательным элементам цепи постоянного тока. То есть, то, что не является ни источником, ни потребителем энергии. Сюда можно отнести соединительные провода коммутационные разъёмы переключатели измерительные приборы.

Реальные электрические цепи для упрощения их анализа и расчета изображаются в виде электрических схем. В которых реальные объекты и устройства заменяются на графические условные обозначения. Реальные источники тока в таких электрических схемах представляются в виде источника эдс с внутренним сопротивлением. Нагревательные элементы и им подобные изображаются в виде эквивалентного электрического сопротивления.

Рисунок 1 — пример электрической схемы

В случае проведения расчетов с использованием электрических схем выделяют некоторые понятия. Например, ветвь электрической цепи это такой участок схемы на котором значение тока неизменно. В такую ветвь может входить от одного до нескольких элементов включённых последовательно.

Рисунок 2 — ветвь электрической цепи

Узлом электрической цепи называется та часть цепи, где происходит соединение минимум трех ветвей. На практике их может быть значительно больше. А соединение двух ветвей это будет также одна ветвь без разветвлений, но разбитая на части. И ток в них будет протекать все равно один и тот же. Если две различные ветви соединяют два разных узла, то они называются параллельными.

Рисунок 3 — узел электрической цепи

Ток в цепи постоянного тока не может протекать, если она не замкнута. И та часть цепи, которая состоит из нескольких ветвей и при этом она замкнута, называется контуром.

Рисунок 4 — контур электрической цепи

Любая цепь электрического постоянного тока, состоящая из выше перечисленных элементов, может быть отнесена к одному из двух видов цепей. Первая это линейная электрическая цепь. В такой цепи присутствуют только такие элементы параметры, которых не изменяются с изменением тока проходящего через них. В роли такого параметра может выступать сопротивление.

В нелинейных электрических цепях также могут присутствовать линейные элементы. Но отличаются такие цепи наличием одно или более нелинейного элемента. То есть в таком элементе изменяется один из параметров при протекании тока через него. Простейшим нелинейным элементом является лампа накаливания. В холодном состоянии спираль имеет более низкое сопротивление, а при прохождении тока через нее сопротивление увеличивается.

Ветвь и узел электрической цепи

Электрическая цепь характеризуется совокупностью элементов, из которых она состоит, и способом их соединения. Соединение элементов электрической цепи наглядно отображается ее схемой. В зависимости от особенностей схемы следует применять тот или иной способ расчета электрической цепи. В данном разделе рассмотрим ключевые понятия, которые в дальнейшем будут необходимы для выбора наиболее оптимального и правильного приема решения задач.

Ветвью называется участок электрической цепи, обтекаемый одним и тем же током. Ветвь образуется одним или несколькими последовательно соединенными элементами цепи.

Узел — место соединения трех и более ветвей.

В качестве примера на рисунке изображены схемы двух электрических цепей. Первая из них содержит 6 ветвей и 4 узла. Вторая состоит из 5 ветвей и 3 узлов. В этой схеме обратите внимание на нижний узел. Очень часто допускают ошибку, считая что там 2 узла электрической цепи, мотивируя это наличием на схеме цепи в нижней части 2-х точек соединения проводников. Однако на практике следует считать две и более точки, соединенных между собой проводником, как один узел электрической цепи.

При обходе по соединенным в ветвях цепям можно получить замкнутый контурэлектрической цепи. Каждый контур представляет собой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, при этом каждый узел встречается в данном контуре не более одного раза. Ниже приведена электрическая схема, на которой отмечено несколько произвольно выбранных контуров.

Всего для данной цепи можно выделить 6 замкнутых контуров.

Что такое ветвь цепи?

Цепь состоит из провода, соединяющего источник питания с предохранителями, переключателями и нагрузкой. Нагрузка — это устройство, которое потребляет энергию, протекающую по цепи, например лампочку в лампе. Разветвленная цепь — это особый тип цепи, которая проходит от панели автоматического выключателя до устройств в здании. Отводные цепи классифицируются как универсальные, бытовые или как отдельные, в зависимости от их функции.

Любое здание, подключенное к электричеству, имеет панель выключателя. Эта панель обычно представляет собой металлический ящик или шкаф, заполненный выключателями и установленный в стене. Каждый переключатель подключен к электрической цепи в доме и может отключить питание этой цепи, если он выключен. Разветвленная цепь проходит от каждого выключателя к розеткам, осветительным приборам и приборам в здании.

Целью разветвленной цепи является подача питания на электрические устройства в доме. Каждый из них состоит из петли провода, которая проходит от панели автоматического выключателя к лампам и розеткам и обратно. Они классифицируются в соответствии с их текущей пропускной способностью и типом устройств, которые они обслуживают.

Цепь ответвления общего назначения представляет собой цепь на 120 вольт, которая подает питание на осветительные приборы и розетки. Современные общие схемы используют 12-проводный провод и рассчитаны на максимальный ток 20 ампер (ампер). Ампер относится к количеству электрического заряда, проходящего через любую заданную точку в цепи за единицу времени. В более старых зданиях провод 14-го калибра использовался для построения ответвительных цепей, рассчитанных не более чем на 15 А. Пятнадцать усилителей больше не считается достаточным для большинства домов.

Питание подается на стационарные электрические устройства, такие как холодильники, стиральные машины и посудомоечные машины через разветвленную цепь устройства. Как и схемы общего назначения, электрические цепи устройства также имеют напряжение 120 В и не могут превышать 20 А. Они не подают питание на любой тип светильника.

Отдельная разветвленная цепь подает питание на конкретное устройство, обычно на постоянное устройство, такое как сушилка для белья или электрическая плита. Поскольку цепь работает только с одним устройством, питание этого устройства может быть отключено, не влияя на электроснабжение остальной части здания. Это полезно, если есть пожар или если устройство нуждается в техническом обслуживании. Эти цепи различаются по силе тока в зависимости от устройства, для которого они предназначены.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Ветвь электрической цепи это

Электри́ческая цепь (гальвани́ческая цепь) — совокупность устройств, элементов, предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий сила тока и напряжение.

Изображение электрической цепи с помощью условных знаков называют электрической схемой (рисунок 1).

Содержание

Классификация электрических цепей [ править | править код ]

Неразветвленные и разветвленные электрические цепи [ править | править код ]

Электрические цепи подразделяют на неразветвленные и разветвленные. Во всех её элементах неразветвленной цепи течёт один и тот же ток. Простейшая разветвленная цепь изображена на рисунке 1. В ней имеются три ветви и два узла. В каждой ветви течёт свой ток. Ветвь можно определить как участок цепи, образованный последовательно соединенными элементами (через которые течёт одинаковый ток) и заключённый между двумя узлами. В свою очередь, узел есть точка цепи, в которой сходятся не менее трёх ветвей. Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка (рисунок 1), то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае его нет. Узел, в котором сходятся две ветви, одна из которых является продолжением другой, называют устранимым или вырожденным узлом.

Линейные и нелинейные электрические цепи [ править | править код ]

Линейной электрической цепью называют такую цепь, все компоненты которой линейные. К линейным компонентам относятся зависимые и независимые идеализированные источники токов и напряжений, резисторы (подчиняющиеся закону Ома), и любые другие компоненты, описываемые линейными дифференциальными уравнениями, наиболее известны электрические конденсаторы и катушки индуктивности. Если цепь содержит отличные от перечисленных компоненты, то она называется нелинейной.

Изображение электрической цепи с помощью условных обозначений называют электрической схемой. Функция зависимости тока, протекающего по двухполюсному компоненту, от напряжения на этом компоненте называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Часто ВАХ изображают графически в декартовых координатах. При этом по оси абсцисс на графике обычно откладывают напряжение, а по оси ординат — ток.

В частности, омические резисторы, ВАХ которых описывается линейной функцией и на графике ВАХ являются прямыми линиями, называют линейными.

Примерами линейных (как правило, в очень хорошем приближении) цепей являются цепи, содержащие только резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности без ферромагнитных сердечников.

Некоторые нелинейные цепи можно приближенно описывать как линейные, если изменение приращений токов или напряжений на компоненте мало, при этом нелинейная ВАХ такого компонента заменяется линейной (касательной к ВАХ в рабочей точке). Этот подход называют «линеаризацией». При этом к цепи может быть применён мощный математический аппарат анализа линейных цепей. Примерами таких нелинейных цепей, анализируемых как линейные, являются практически любые электронные устройства, работающие в линейном режиме и содержащие нелинейные активные и пассивные компоненты (усилители, генераторы и др.).

Электрическая цепь, ее элементы, схема замещения.

Электрическая цепь – это совокупность устройств, предназначенных для взаимного преобразования, передачи и распределения электрической энергии. Если все эти три процесса происходить при токах и напряжениях постоянных во времени, то такие цепи наз-ся цепями постоянного тока. Отдельное устройство, входящее в состав электрической цепи и выполняющее в ней определённую функцию, называется элементом электрической цепи. К основным элементам относятся источники электрической энергии и приёмники этой энергии. (источники энергии, резисторы, катушки, конденсаторы, гальванические элементы, камутаторы и т.д.). Схема замещения – графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения её основных элементов и способы их соединения. На этой схеме реальные элементы замещаются расчётными моделями (идеализированными элементами). Схемами замещения пользуются при расчёте режима работы электрической цепи.

Топологические понятия электрических цепей: ветвь, узел, контур.

Узел –это участок электрической схемы, где сходиться 3 и более токов.

Ветвь – это участок электрической схемы, на котором все элементы соединены последовательно и по которым течет один и тот же ток.

Контур –любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям.

3. Законы Кирхгофа для цепей постоянного тока.

Первый закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна нулю.

Количество уравнений по первому закону: у – 1. У – количество узлов.

Второй закон Кирхгофа.1)Алгебраическая сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю.

2) Алгебраическая сумма падений напряжений в замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС.

Количество уравнений по второму закону : кол-во ветвей – кол-во ур в 1зак.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8446 – | 7339 – или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Ветвь – это участок электрической цепи от одного узла до другого узла. Ветвь обычно содержит один или несколько последовательно соединенных элементов цепи: сопротивления, источники ЭДС или источники тока.

Ветвь – это участок электрической цепи (схемы), по которому течет один и тот же ток. На электрических схемах ветвью называется участок между двух узлов.

Под последовательным соединением элементов цепи будем понимать соединение, при котором через все эти элементы протекает один и тот же электрический ток. При этом общее эквивалентное сопротивление ветви на постоянном токе складывается алгебраически, а на переменном токе – геометрически. Если в ветви присутствует идеальный источник тока, то сопротивление такой ветви равно бесконечности. Сопротивление ветви, содержащей только идеальные источники ЭДС, равно нулю.

На рисунке видно, как элементы подключены последовательно.

На следующем рисунке видны места, где количество подключенных элементов в одной точке больше двух. Это и есть узел.

На рисунке ветвями являются участки R2, R3, R4, R5 и R7, R8, R9, R10. Эти две ветви подключены между узлами. R1 и R6 можно назвать, как часть ветви, т.к. неизвестно что к ним еще подключено с других концов.

ветвь, узел, контур. — Студопедия

Электрическая цепь, ее элементы, схема замещения.

Электрическая цепь – это совокупность устройств, предназначенных для взаимного преобразования, передачи и распределения электрической энергии. Если все эти три процесса происходить при токах и напряжениях постоянных во времени, то такие цепи наз-ся цепями постоянного тока. Отдельное устройство, входящее в состав электрической цепи и выполняющее в ней определённую функцию, называется элементом электрической цепи. К основным элементам относятся источники электрической энергии и приёмники этой энергии. (источники энергии, резисторы, катушки, конденсаторы, гальванические элементы, камутаторы и т.д.). Схема замещения – графическое изображение электрической цепи, содержащее условные обозначения её основных элементов и способы их соединения. На этой схеме реальные элементы замещаются расчётными моделями (идеализированными элементами). Схемами замещения пользуются при расчёте режима работы электрической цепи.

Топологические понятия электрических цепей: ветвь, узел, контур.

Узел —это участок электрической схемы, где сходиться 3 и более токов.

Ветвь – это участок электрической схемы, на котором все элементы соединены последовательно и по которым течет один и тот же ток.

Контур —любой замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям.

3. Законы Кирхгофа для цепей постоянного тока.

Первый закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна нулю.

Количество уравнений по первому закону: у – 1. У – количество узлов.

Второй закон Кирхгофа.1)Алгебраическая сумма напряжений в замкнутом контуре равна нулю.

2) Алгебраическая сумма падений напряжений в замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС.

Количество уравнений по второму закону : кол-во ветвей — кол-во ур в 1зак.

Ветвь — электрическая цепь — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Ветвь — электрическая цепь

Cтраница 1

Ветвь электрической цепи — это участок ее, расположенный между двумя узлами. Замкнутый путь, проходящий по нескольким ветвям, называют контуром электрической цепи.
 [1]

Ветвью электрической цепи и соответственно ее схемы называют весь участок электрической цепи, в кстором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.
 [2]

Ветвью электрической цепи называется ее участок, состоящий из одного или нескольких последовательно соединенных элементов, расположенный между двумя узлами. На рис. 3 — 2 показана цепь, состоящая из четырех ветвей.
 [3]

Ветвью электрической цепи и, соответственно, ее схемы называют весь участок электрической цепи, в котором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.
 [4]

Ветвью электрической цепи и соответственно ее схемы называют весь участок электрической цепи, в кстором в любой момент времени ток имеет одно и то же значение вдоль всего участка.
 [5]

Ветвью электрической цепи называется такой ее участок, который состоит только из ( последовательно включенных источников напряжений и сопротивлений и вдоль которого в любой момент времени ток имеет одно и то же значение. Узлом электрической цепи называется место ( точка) соединения трех и более ветвей.
 [6]

Ветвью электрической цепи называют участок цепи, расположенный между двумя соседними ее узлами.
 [7]

Ветвью электрической цепи называется ее участок, состоящий из одного или нескольких элементов, соединенных так, что по ним проходит один и тот же ток. Такое соединение элементов называется последовательным. Остальные участки цепи на этом рисунке не показаны.
 [9]

Пусть две ветви электрической цепи включены параллельно, как показано на рис. 1.21. Ток в каждой из них можно найти по закону Ома, если известны их сопротивления и напряжение, к которому они подключены.
 [11]

Токи в ветвях электрической цепи определяем с учетом первого закона Кирхгофа для соответствующих узловых точек: / 2 /, 3 А; / 3 / зз — / п 4 — 3 1 А; /, / 2 / з3 1 4 А; Л / 22 — / и 5 — 3 2 А; / 5 / 22 5 А; / 6 / 22 — / зз 5 — 4 1 А.
 [12]

Токи в ветвях электрической цепи и напряжения на зажимах ветвей удовлетворяют соотношениям (1.12) и (1.16), которые определяют первый и второй законы Кирхгофа.
 [13]

Если в какой-либо ветви электрической цепи поддерживается определенное значение тока iJ, то эту ветвь можно тоже считать как бы содержащей источник тока. Электрический генератор, в ветви которого путем регулирования поддерживается определенный ток, также следует рассматривать как источник тока.
 [14]

Расчет тока в ветви электрической цепи постоянного тока, напряжения на участках цепи и мощностей, генерируемых в источниках, проводят на основе понятий об источниках и приемниках энергии как об активных и пассивных элементах.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

12.3: Алканы с разветвленной цепью — Chemistry LibreTexts

Цели обучения

• Чтобы узнать, как молекулы алканов могут иметь разветвленные цепи и распознавать соединения, являющиеся изомерами.

Мы можем записать структуру бутана (C ₄ H ₁₀ ), разместив четыре атома углерода в ряд,

–C – C – C – C–

, а затем добавив достаточно атомов водорода, чтобы каждый атом углерода получил четыре связи:

Составной бутан имеет такую ​​структуру, но есть другой способ соединить вместе 4 атома углерода и 10 атомов водорода.Поместите 3 атома углерода в ряд, а затем ответвите четвертый от среднего атома углерода:

Теперь мы добавляем достаточно атомов водорода, чтобы у каждого углерода было четыре связи.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \)) Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): бутан и изобутан. Шариковые модели этих двух соединений показывают, что они являются изомерами; оба имеют молекулярную формулу C ₄ H ₁₀ .

Обратите внимание, что C ₄ H ₁₀ изображен с изогнутой цепочкой на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).Цепь из четырех атомов углерода может быть изогнута по-разному, поскольку группы могут свободно вращаться вокруг связей C – C. Однако это вращение не меняет идентичности соединения. Важно понимать, что изгиб цепи , а не не изменяет идентичность соединения; все следующие элементы представляют собой одно и то же соединение, бутан:

Структура изобутана показывает непрерывную цепочку только из трех атомов углерода, с четвертым присоединенным как ответвление от среднего атома углерода непрерывной цепи, которая отличается от структур бутана (сравните две структуры на рисунке \ (\ PageIndex {1} \).

В отличие от C ₄ H ₁₀ , соединения метана (CH ₄ ), этана (C ₂ H ₆ ) и пропана (C ₃ H ₈ ) не существуют в изомерных формы, потому что существует только один способ расположить атомы в каждой формуле так, чтобы каждый атом углерода имел четыре связи.

Следующим за C ₄ H ₁₀ в гомологическом ряду является пентан. Каждое соединение имеет одинаковую молекулярную формулу: C ₅ H ₁₂ .(В таблице 12.1.1 из предыдущего раздела есть столбец, в котором указывается количество возможных изомеров для первых 10 алканов с прямой цепью.) Крайне левое соединение является пентаном, потому что оно имеет все пять атомов углерода в непрерывной цепи. Соединение в середине — изопентан; подобно изобутану, он имеет одно ответвление CH ₃ от второго атома углерода непрерывной цепи. Соединение в правом углу, обнаруженное после двух других, было названо неопентаном (от греческого neos , что означает «новый»).Хотя все три имеют одинаковую молекулярную формулу, они имеют разные свойства, включая точки кипения: пентан, 36,1 ° C; изопентан, 27,7 ° С; и неопентан, 9,5 ° С.

Непрерывную (неразветвленную) цепочку атомов углерода часто называют прямой цепью , хотя тетраэдрическое расположение каждого углерода придает ей зигзагообразную форму. Алканы с прямой цепью иногда называют нормальными алканами , и их названиям дается префикс n -.Например, бутан называется n -бутан. Мы не будем использовать этот префикс здесь, потому что он не является частью системы, установленной Международным союзом чистой и прикладной химии.

IUPAC Правила номенклатуры алканов в двух словах

IUPAC правила номенклатуры алканов в двух словах

Краткие сведения о правилах номенклатуры алканов ИЮПАК

Для некоторых отличных примеров см.
точная формулировка ИЮПАК.

2,1, 2,6 Самая длинная непрерывная цепочка атомов углерода — это родительская цепь .Если нет самой длинной цепи, потому что две или более цепочки имеют одинаковую самую длинную длину,
тогда родительская цепочка определяется как , с наибольшим количеством ветвей . (Идея здесь
чтобы имя было проще. Больше ветвей, пронумерованных от родительской цепочки, означает, что в дальнейшем потребуется меньше скобок.)

2,2 Атомы углерода, связанные с родительской цепью, но не являющиеся ее частью, являются частями ответвлений .
Чтобы избежать двусмысленности, ветви пронумерованы на основе углеродного номера родительской цепи в точке
привязанность к родительской цепочке.

2,2 Общая идея при наименовании органических соединений состоит в том, чтобы всегда стремиться к наименьшим возможным числам .
Когда существуют две или более возможности, что обычно имеет место, потому что есть два конца, с которых вы можете начать нумерацию всех ациклических цепочек,
«наименьшее число» означает наименьшее при первой разнице . Таким образом:

• Между 3-этил-4,8-диметилнонаном

  и

  7-этил-2,6-диметилнонан,

  второй результат в
  нижний первый-другой номер.

• Между 2,3,8-триметилнонаном

  и

  2,7,8-триметилнонан,

  первые результаты в
  нижний первый-другой номер.

2,4 В основном это означает, что если вы начнете проверять
с обоих концов цепи, шагая к центру
цеплять по одному углероду за раз, считая 1 , 2 , 3 , …,
затем ветка, к которой вы переходите, устанавливает все остальные числа для имени.
Если одновременно достигаются две ветви, то «выигрышной» будет та, которая
сначала афабетически. Если ветки одинаковые, то нужно оставить
шагая к центру, пока не обнаружите разницу. Если разницы не обнаружено, то
не имеет значения, с какого конца вы номер.

2,3 После того, как все номера филиалов определены, филиалы
названы с использованием -yl , а расположены в алфавитном порядке .Если сами ветки разветвленные, то
полное название отделения (с номерами) должно быть определено в это время.
Это полное имя ветки в алфавитном порядке. Так, например:

• 4- (2,2- d imethylbutyl) предшествует 3- e thyl

При расположении по алфавиту префиксы с дефисом, такие как сек — , не включаются.

• sec- b utyl предшествует i sopropyl

2.5 Наконец, когда присутствует более одной ветки,
префиксы di , tri , tetra и т. д. для простых веток и
bis , tris , tetrakis и т. Д. Для ветвей, содержащих числа,
добавляются сразу после чисел, определяющих ответвление в родительской цепочке.
Имя создается путем разделения чисел запятыми и добавления дефисов перед и после наборов чисел, чтобы они не переходили в слова.Ветви с номерами выделены круглыми скобками, чтобы было ясно, что номера относятся только к этой ветке.
В остальном в именах нет знаков препинания и пробелов.
Эти префиксы НЕ СЧИТАЮТСЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ БУКВЕТНОСТИ. Например:

• 3- e thyl предшествует 2,2-di m этил
• 4- h exyl предшествует 2,3-di i sopropyl
• 3- e тил предшествует 2,4-бис (2- м этилбутил)

Углеводороды с разветвленной цепью

16.2 разветвленных углеводорода

Цели обучения

1. Назовите разветвленный углеводород по его структуре.
2. Нарисуйте структурную формулу разветвленного углеводорода по его названию.

Не все углеводороды представляют собой прямые цепи. Многие углеводороды имеют ответвления из атомов углерода, присоединенные к цепи. Эти разветвленные алканы являются изомерами линейных алканов, имеющих такое же количество атомов углерода. Однако это разные соединения с разными физическими и химическими свойствами.Таким образом, им нужны разные имена. Как мы называем разветвленные углеводороды? Углеродное соединение, которое не является прямой цепью, но имеет разветвления, прикрепленные к самой длинной цепи?

Существует ряд правил для наименования разветвленных алканов (и, в конечном итоге, для всех органических соединений). Эти правила составляют систему номенклатуры и правила наименования в органической химии. для наименования органических молекул. Во всем мире Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) разработал систему номенклатуры органических соединений.Поэтому эти правила иногда называют правилами номенклатуры ИЮПАК . Изучая и применяя эти правила, вы можете дать название любому органическому соединению по его структуре или определить уникальную структуру молекулы по его названию. Вы уже выучили основы номенклатуры — названия первых 10 нормальных углеводородов. Здесь мы добавим несколько шагов к процедуре, чтобы вы могли назвать разветвленные углеводороды.

Во-первых, учитывая структуру алкана, определите самую длинную непрерывную цепочку из атомов углерода.Учтите, что самая длинная цепочка не может быть проведена по прямой. Самая длинная цепочка определяет родительское имя углеводорода. Например, в молекуле

самая длинная цепочка атомов углерода имеет шесть атомов углерода. Поэтому он будет называться гексаном. Однако в молекуле

самая длинная цепочка атомов углерода не шесть, а семь, как показано. Итак, эта молекула будет называться гептан.

Следующим шагом является идентификация ответвлений или заместителей — ответвлений от основной цепи в углеводороде., в основной цепочке. Названия заместителей или алкильных групп происходят от названий исходных углеводородов; однако вместо окончания — и , название заместителя имеет окончание — ил . В таблице 16.2 «Названия заместителей» перечислены названия пяти наименьших заместителей.

Таблица 16.2 Имена заместителей

При названии разветвленного углеводорода название заместителя объединяется с родительским названием углеводорода без пробелов.Однако, вероятно, есть еще один шаг. Самая длинная цепь углеводорода должна быть пронумерована, а числовое положение заместителя должно быть включено для учета возможных изомеров. Как и в случае двойных и тройных связей, основная цепь пронумерована, чтобы дать заместителю наименьший возможный номер. Например, в этом алкане

самая длинная цепь состоит из пяти атомов углерода, поэтому это пентан. У третьего атома углерода есть одноуглеродный заместитель, поэтому в положении 3 находится метильная группа.Мы указываем положение, используя номер, за которым следует дефис, название заместителя и название исходного углеводорода — в данном случае 3-метилпентан. Это имя относится к этому конкретному углеводороду, а не к какой-либо другой молекуле. Номенклатура органической химии очень специфична!

Для ясности структурную формулу углеводорода обычно пишут без атомов H. Таким образом, мы также можем представить 3-метилпентан как

, где подразумевается, что любые неписаные ковалентные связи являются связями с атомами Н.При таком понимании мы понимаем, что структурная формула 3-метилпентана относится к молекуле с формулой C ₆ H ₁₄ .

Пример 2

Назовите эту молекулу.

Решение

Самая длинная непрерывная углеродная цепь состоит из семи атомов углерода, поэтому эта молекула будет называться гептаном. В основной цепи есть двухуглеродный заместитель, который представляет собой этильную группу. Чтобы дать заместителю наименьшую нумерацию, мы нумеруем цепь с правой стороны и видим, что заместитель находится на третьем атоме углерода.Итак, этот углеводород — 3-этилгептан.

Проверьте себя

Назовите эту молекулу.

Ответ

2-метилпентан

Разветвленные углеводороды могут иметь более одного заместителя. Если заместители разные, дайте каждому заместителю номер (используя наименьшие возможные числа) и перечислите заместители в алфавитном порядке, разделяя номера дефисами и без пробелов в названии.Итак, молекула

представляет собой 3-этил-2-метилпентан.

Если заместители одинаковы, тогда используйте имя заместителя только один раз, но используйте более одного числа, разделенных запятой. Также поставьте числовой префикс перед названием заместителя, который указывает количество заместителей этого типа. Цифровые префиксы перечислены в Таблице 16.3 «Числовые префиксы для использования с несколькими заместителями». Число значений положения должно соответствовать числовому префиксу перед заместителем.

Таблица 16.3 Числовые префиксы, используемые для нескольких заместителей

Рассмотрим эту молекулу:

Самая длинная цепь состоит из четырех атомов углерода, поэтому это бутан.Есть два заместителя, каждый из которых состоит из одного атома углерода; они метильные группы. Метильные группы находятся на втором и третьем атомах углерода в цепи (независимо от того, с какого конца начинается нумерация), поэтому мы назвали бы эту молекулу 2,3-диметилбутаном. Обратите внимание на запятую между числами, дефис между числами и именем заместителя и наличие префикса di — перед метил . Другие молекулы — даже с большим числом заместителей — могут быть названы аналогичным образом.

Пример 3

Назовите эту молекулу.

Решение

Самая длинная цепь состоит из семи атомов углерода, поэтому мы называем эту молекулу гептаном. Мы находим два одноуглеродных заместителя на втором атоме углерода и двухуглеродный заместитель на третьем атоме углерода. Эта молекула называется 3-этил-2,2-диметилгептан.

Проверьте себя

Назовите эту молекулу.

Ответ

4,4,5-трипропилоктан

Алкены и алкины названы аналогичным образом.Самая большая разница в том, что при идентификации самой длинной углеродной цепи она должна содержать двойную или тройную связь C – C. Кроме того, при нумерации основной цепи двойной или тройной связи присваивается наименьший возможный номер. Это означает, что могут быть заместители с более длинными или большими номерами, чем это было бы допустимо, если бы молекула была алканом. Например, эта молекула

представляет собой 2,4-диметил-3-гептен (обратите внимание на число и дефисы, обозначающие положение двойной связи).

Пример 4

Назовите эту молекулу.

Решение

Самая длинная цепь, содержащая тройную связь C – C, содержит шесть атомов C, так что это молекула гексина. Тройная связь начинается с третьего атома углерода, так что это 3-гексин. Наконец, в цепи есть две метильные группы; чтобы дать им наименьшее возможное число, мы нумеруем цепь с левой стороны, давая метильным группам второе положение. Итак, название этой молекулы — 2,2-диметил-3-гексин.

Проверьте себя

Назовите эту молекулу.

Ответ

2,3,4-триметил-2-пентен

Как только вы научитесь давать названия углеводородам по их данным структурам, довольно легко построить структуру по заданному имени. Просто нарисуйте родительскую цепь с правильным числом атомов C (поместив двойную или тройную связь в правильное положение, если необходимо) и добавьте заместители в правильные положения.Если вы начнете с рисования основной цепи атома C, вы можете вернуться и завершить структуру, добавив атомы H, чтобы дать каждому атому C четыре ковалентные связи. От названия 2,3-диметил-4-пропил-2-гептена мы начнем с рисования родительской цепи из семи атомов углерода с двойной связью, начинающейся с третьего атома углерода:

Добавляем в эту структуру два одноуглеродных заместителя у второго и третьего атомов углерода:

Мы завершаем углеродную основу, добавляя трехуглеродную пропильную группу к четвертому атому углерода в родительской цепи:

Если мы так выберем, мы можем добавить атомы H к каждому атому C, чтобы дать каждому углероду четыре ковалентных связи, при этом следует учитывать, что атомы C в двойной связи уже имеют дополнительную ковалентную связь.(Как вы думаете, сколько требуется атомов H?)

Пример 5

Изобразите углеродную основу для 2,3,4-триметилпентана.

Решение

Сначала мы рисуем основную цепь из пяти атомов углерода, которая представляет пентановую цепь:

Судя по названию, к второму, третьему и четвертому атомам углерода в цепи присоединены три одноуглеродные метильные группы. Мы завершаем углеродную основу, помещая три метильные группы в основную цепь пентана:

Проверьте себя

Изобразите углеродную основу 3-этил-6,7-диметил-2-октена.

Ответ

Назвать замещенные молекулы бензола просто. Если есть только один заместитель, заместитель называется боковой цепью молекулы бензола, например:

Если в молекуле бензола есть два или более заместителей, относительные положения должны быть пронумерованы, как нумеруется алифатическая цепь атомов углерода. Заместителю, который стоит первым в алфавитном порядке, присваивается положение 1, а кольцо пронумеровано в кружке, чтобы дать другим заместителям наименьшее возможное число (а).

Если бензольное кольцо рассматривается как заместитель, ему дается название фенил -. Следующая молекула — 3-фенилпентан:

, где атомы H для ясности опущены.

Основные выводы

• Разветвленным углеводородам может быть присвоено уникальное имя.
• Можно нарисовать уникальную структуру для названия углеводорода.

Упражнения

1. Чем разветвленный углеводород отличается от обычного углеводорода?

2. Как заместитель получает свое уникальное имя?

3. Назовите эту молекулу.

4. Назовите эту молекулу.

5. Назовите эту молекулу.

6. Назовите эту молекулу.

7. Назовите эту молекулу.

8. Назовите эту молекулу.

9. Назовите эту молекулу.

10. Назовите эту молекулу.

11. Назовите эту молекулу.

12. Назовите эту молекулу.

13. Нарисуйте углеродный остов каждой молекулы.

    1. 3,4-диэтилоктан
    2. 2,2-диметил-4-пропилнонан

14. Нарисуйте углеродный остов каждой молекулы.

    1. 3-этил-4-метил-3-гептен
    2. 3,3-диэтил-1-пентин

15. Нарисуйте углеродный остов каждой молекулы.

    1. 4-этил-4-пропил-2-октин
    2. 5-бутил-2,2-диметилдекан

16. Нарисуйте углеродный остов каждой молекулы.

    1. 3,4-диэтил-1-гексин
    2. 4-пропил-3-этил-2-метилоктан

17. Название 2-этилгексан неверно.Нарисуйте углеродный остов и напишите правильное название для этой молекулы.

18. Название 3-бутил-7-метилоктан неверно. Нарисуйте углеродный остов и напишите правильное название для этой молекулы.

ответы

1. Разветвленный углеводород не имеет всех атомов углерода в одном ряду.

IUPAC Именование алканов с разветвленной цепью Учебное пособие по химии

Шаги для присвоения имен алканам с разветвленной цепью

Шаг 1. Назовите стержень сначала , самую длинную углеродную цепь.

Стебель алкана с разветвленной цепью назван так же, как вы научились называть алканы с прямой цепью.

Шаг 2. Определите ветви , которые проходят по длине стержня (самая длинная углеродная цепь).

Шаг 3. Назовите каждую ветвь (или боковую цепочку).

Разветвления (или боковые цепи) названы в зависимости от количества атомов углерода в цепи.

Общее название ответвления или боковой цепи — alk yl .

Название ответвления или боковой цепи состоит из 2 частей:

(i) префикс ( alk ), который сообщает нам, сколько атомов углерода в цепи

(ii) суффикс « yl »

Шаг 4. Пронумеруйте атомы углерода в стержне (самая длинная углеродная цепь) так, чтобы для ответвлений (или боковых цепей) были присвоены наименьшие возможные номера.

Шаг 5. Укажите, где проходит ветвь (боковая цепь) вдоль ствола:

Обратите внимание на номер атома углерода на «стебле», к которому прикреплена ветвь.

Напишите это число и поставьте дефис (-) перед названием филиала.

Шаг 6 (а). Если присутствует только одна ветвь (или боковая цепь), завершите имя, добавив имя ветви в качестве префикса к имени основы в качестве суффикса.

Шаг 6 (б). Если две или более ответвлений (боковых цепей) имеют одинаковое количество атомов углерода:

Шаг 6 (c) Если присутствуют две или более разных ветвей (боковых цепей):

• Определите и назовите каждое отделение:
  

  Пример:

  H |

  Две разные ветви.

  H |

  H |

  H |

  H-C-H |

  H |

  Одна ветвь имеет только 1 атом углерода в цепи.

  H-

  С

  –

  С

  –

  С

  –

  С

  –

  С

  -H

  1 углеродная ветвь — метил

  | H

  | H

  | H-C-H

  | H

  | H

  Другая ветвь имеет два атома углерода в цепи.

  | H-C-H

  2-угольная ветвь этил

  | H

• Пронумеруйте атомы углерода стержня таким образом, чтобы для ветви es давалась наименьшая возможная комбинация чисел.
  

  H | H | H | H | H-C-H | H | H- С 5 – С 4 – С 3 – С 2 – С 1 -H | H | H | H-C-H | H | H | H-C-H | H	НЕ	H | H | H | H | H-C-H | H | H- С 1 – С 2 – С 3 – С 4 – С 5 -H | H | H | H-C-H | H | H | H-C-H | H
  комбинация 2 и 3	меньше	комбинация 3 и 4

• Добавьте номер каждого стержня атома углерода к имени ветви , разделив их дефисом (-):

  Пример:
  2- метил

  3- этил

• Соберите префикс имени молекулы, разместив названия ветвей в алфавитном порядке (игнорируя любые префиксы ди, три, тетра и т. Д.), Разделенных дефисом (-):

  3- e thyl — 2- m этил НЕ 2- m этил -3- e thyl

  потому что e ( e thyl) стоит перед m ( m этил) в алфавите

• Добавьте этот полный префикс к имени основы в качестве суффикса.
  

  3- этил — 2- метил	пентан
  филиал	шток

Рабочий пример наименования алкана с разветвленной цепью

Назовите молекулу, показанную ниже:

Шаг 1. Сначала назовите самую длинную углеродную цепь алкана (стержень).

• 6 атомов углерода в самой длинной углеродной цепи.
  Префикс из 6 атомов углерода = шестнадцатеричный
• Только одинарные связи между атомами углерода в цепи
  
  суффикс = ane
• Название самой длинной углеродной цепи алкана, стержня, — гексан

Шаг 2. Определите ответвления (боковые цепи).

Шаг 3. Назовите каждую ветвь (боковую цепь).

Шаг 4. Пронумеруйте атомы углерода, составляющие стебель, так, чтобы у ветвей было наименьшее возможное количество.

Шаг 5. Номер основного атома углерода отделите от названия ветви дефисом (-).

Шаг 6 (a) Имя (я) ветви добавлено в качестве префикса к имени основы.

Присутствует более 1 ветви, перейдите к шагу 6 (b)

Шаг 6 (б) При наличии двух или более идентичных ветвей:

(i) Используйте префиксы di, tri, tetra и т. Д. Перед названием ветки.

Две ветви метил
ди метил

(ii) Укажите расположение стержневых атомов углерода, к которым присоединена каждая ветвь, путем написания чисел в порядке возрастания, разделенных запятой (,).

3,4

(iii) Отделите последний номер от префикса имени ветки дефисом (-).

3,4 -ди метил

Шаг 6 (c) Если присутствуют две или более разных ветвей (боковых цепей):

(i) Идентифицируйте и назовите каждую ветвь (боковую цепь).

1 × этил

2 × метил , названный выше как 3,4 -di метил

(ii) Укажите расположение стержневых атомов углерода, к которым прикреплена каждая ветвь, написав номер, дефис и затем название ветви.

3 — этил

3,4 -ди метил

(ii) Напишите названия ветвей в алфавитном порядке (игнорируя любые префиксы ди, три, тетра и т. Д.), Отделяя числа от букв дефисом.

3 — этил — 3,4 -ди метил

Напишите полное имя , добавив префикс (название всех ветвей) к суффиксу (название основного алкана)

3 — этил — 3,4 -ди метил гексан

Этапы построения структуры алканов с разветвленной цепью

Шаг 1: Разделите название алкана с разветвленной цепью на две части:

Шаг 2: Нарисуйте алкановый стержень с прямой цепью.

Пример: 2,2-диметилпропан

• шток = пропан

Префикс

• = количество атомов углерода в цепи = 3 ( prop )

Суффикс

• = тип связей между атомами углерода в цепи = одинарные связи ( ane )

Обратите внимание, что каждый атом углерода может образовывать 4 ковалентные связи и что мы втягиваем все 4 связи, даже те, которые не соединяют два атома углерода вместе в цепи.

Шаг 3: Пронумеруйте атомы углерода в стержне.

Шаг 4: Разбейте имя ветки на отдельные имена ветвей (боковой цепи):

2,2-ди метил

Только один тип ответвления (боковая цепь): метил

Метильные ответвления содержат только 1 атом углерода.

Шаг 5: Определите количество идентичных ответвлений (боковых цепей):

2,2- ди метил

Есть две метильные группы: di

Шаг 6: Определите расположение атома углерода на стержне, к которому присоединено каждое ответвление (боковая цепь):

2,2- диметил

Обе метильные ветви прикреплены к углероду номер 2 вдоль стержня: 2,2-

Шаг 7: Определите расположение каждой ветви вдоль ствола:

Оба метильных ответвления (боковые цепи) будут присоединены к C ²

Шаг 8: Нарисуйте необходимое количество атомов углерода для каждой ветви в указанном месте вдоль углеродной цепи стержня:

Обратите внимание, что мы все еще рисуем все 4 ковалентные связи для каждого атома углерода, даже если связь не между двумя атомами углерода.

Шаг 9: Завершите структуру, поместив атом водорода (H) на конец любой вакантной ковалентной связи:

Шаги для написания молекулярной формулы алканов с разветвленной цепью

Шаг 1: Изобразите структуру разветвленной молекулы алкана.

Шаг 2: Напишите скелетную молекулярную формулу, используя символы углерода (C) и водорода (H).

Шаг 3: Подсчитайте общее количество атомов углерода в молекуле алкана с разветвленной цепью.

Шаг 4: Запишите количество атомов углерода в молекулярной формуле скелета в виде нижнего индекса справа от символа углерода (C).

Шаг 5: Подсчитайте общее количество атомов водорода в молекуле алкана с разветвленной цепью.

Шаг 6: Запишите количество атомов водорода в молекулярной формуле скелета в виде нижнего индекса справа от символа водорода (H).

Шаг 7: Убедитесь, что ваша заполненная молекулярная формула имеет смысл (C _n H _{2n + 2} )

Пример написания молекулярной формулы алкана с разветвленной цепью

Напишите молекулярную формулу 2-метилпропана.

Шаг 1: Изобразите структуру разветвленной молекулы алкана.

Шаг 2: Напишите скелетную молекулярную формулу, используя символы углерода (C) и водорода (H).

C H

Шаг 3: Подсчитайте общее количество атомов углерода в молекуле алкана с разветвленной цепью.

Всего в молекуле 4 атома углерода.

Шаг 4: Запишите количество атомов углерода в молекулярной формуле скелета в виде нижнего индекса справа от символа углерода (C).

К ₄ Н

Шаг 5: Подсчитайте общее количество атомов водорода в молекуле алкана с разветвленной цепью.

Всего в молекуле 10 атомов водорода.

Шаг 6: Запишите количество атомов водорода в молекулярной формуле скелета в виде нижнего индекса справа от символа водорода (H).

С ₄ В ₁₀

Шаг 7: Убедитесь, что ваша заполненная молекулярная формула имеет смысл

Общая формула алкана: C _n H _{2n + 2}

при n = 4

2n + 2 = (2 × 4) + 2 = 8 + 2 = 10

Итак, C ₄ H ₁₀ — это молекулярная формула алкана.

Обозначение алканов с разветвленной цепью — Гомологическая серия — Национальная 5 редакция химии

При наименовании органических соединений следует помнить несколько общих правил:

• Самая длинная неразветвленная цепь, содержащая функциональную группу, является родительской молекулой или просто самой длинной неразветвленной цепочка для алканов.Помните, что самая длинная цепь может огибать изгиб.
• Укажите положение функциональной группы числом, начиная с конца, ближайшего к функциональной группе.
• Назовите ветки и укажите количество ветвей.

Пример

• Метил указывает на наличие одного атома углерода в ответвлении.
• Этил указывает на наличие двух атомов углерода в разветвлении.
• Префикс «ди» указывает на наличие двух ветвей.
• Префикс «три» указывает на наличие трех ветвей.

Обозначьте положение ветвей номером, начиная с конца, ближайшего к функциональной группе.

Для более чем одной ветви ветви идентифицируются в алфавитном порядке, игнорируя любые префиксы «ди», «три» и т. Д.

Каждую ветвь необходимо пронумеровать отдельно, даже если они присоединены к одному и тому же атому углерода.

Правило — это запятая между числами и тире между числами и буквами.

Branch vs Chain — в чем разница?

Разветвленный полимер — обзор

1.04.9 Случайно разветвленные полимеры в растворах

Случайно разветвленный полимер можно представить себе ^155–157 как случайно разветвленное дерево (без петель), образованное би- и трехфункциональными мономерами N .Среднее количество n мономерных звеньев в спейсерах, соединяющих две соседние точки разветвления, контролируется долей трехфункциональных мономеров. В отличие от обычных дендримеров, где все спейсеры любого поколения имеют одинаковую длину, случайно разветвленные полимеры характеризуются широким распределением по длине линейных спейсеров, соединяющих точки разветвления. Более того, статистическое усреднение любого конформационного свойства (например, радиуса гирации) в растворе случайно разветвленных полимеров подразумевает усреднение по всем возможным конформациям и всем различным топологиям.

Здесь мы предполагаем, что среднее количество мономерных звеньев в спейсере ( n 1) велико. Противоположный предел n ≅ 1 соответствует сверхразветвленному полимеру. Условие большого количества точек ветвления ( N / n 1) соответствует пределу сильного ветвления, тогда как при низкой вероятности ветвления ( N / n ≅ 1) поведение линейной цепи является выздоровел.

Размеры идеального случайно разветвленного полимера были рассчитаны Зиммом и Стокмайером ¹⁵⁵ без учета внутримолекулярных взаимодействий исключенного объема и даны как

[86] 〈Rg2〉 разветвленный, идеальный1 / 2≅a (Nn) 1 / 4

Уравнение [86] существенно недооценивает средние размеры случайно разветвленных полимеров и предсказывает бесконечное увеличение внутримолекулярной концентрации мономерных звеньев в зависимости от N .Влияние внутримолекулярных короткодействующих (исключенных объемов) отталкиваний на конформации случайно разветвленных полимеров можно учесть в рамках подхода среднего поля Флори ^156,157 путем уравновешивания конформационных потерь энтропии в однородно набухшем случайно разветвленном полимере. :

[87] FconfkBT≅R2 〈Rg2〉 разветвленный, идеальный R2 (Nn) 1 / 2a2

со средней среднеполевой свободной энергией внутримолекулярных двойных (или тройных) отталкивающих взаимодействий F _int / k _B T ≅ τN ² a ³ / R ³ + N ³ a ⁶ / R ⁶ .В результате могут быть получены масштабные выражения для размеров случайно разветвленного полимера в условиях хорошего или θ-растворителя:

[88] Rbranched≅ {(Nn) 1/2 (an3 / 5τ1 / 5), товарный растворитель (Nn ) 7 / 16an1 / 2, θsolvent

Показатель степени зависимости молекулярной массы от размера случайно разветвленного полимера, определяемый уравнением [88], больше 1/3, что обеспечивает уменьшение средней внутримолекулярной концентрации c _{разветвленный} * ≅ N / R _{разветвленный} ³ как функция N .Отметим, что уравнения [86] и [88] дают масштабные зависимости для размеров случайно разветвленных полимеров, усредненных по разным конформациям и разным топологиям при заданном общем количестве мономерных звеньев N .

Как следует из уравнения [88], группируя мономерные звенья в капли, каждая из которых содержит n мономерных звеньев, разветвленный полимер можно представить как случайно разветвленную цепь из N / n трехфункциональных блобов размера ξ ≅ и ^3/5 τ ^1/5 или ξ ≅ и ^1/2 в условиях хорошего или θ растворителя соответственно.Это предполагает, что кривые рассеяния от растворов случайно разветвленных полимеров демонстрируют две отличительные области с разными наклонами в большом и промежуточном диапазонах q : при q ≫ ξ ⁻¹ функция внутримолекулярной корреляции затухает аналогично той в линейной цепочке и, как следствие, приведенная интенсивность рассеяния I ( q ) / c ∼ (q a ) ^5/3 или ∼ ( qa ) ² , тогда как при R _{разветвленный} ⁻¹ ≪ q ≪ ξ ⁻¹ , приведенная интенсивность рассеяния уменьшается как ∼ ( qa ) ⁻² и ∼ ( qa ) ^16/7 в условиях хорошего или θ-растворителя, соответственно.

В условиях почти θ-растворителя ( τn ^1/2 ≪ 1) линейные участки со средней длиной ∼ n остаются невозмущенными взаимодействиями исключенного объема. Разветвленный полимер можно разделить на разветвленные кластеры размером ξt≅agt7 / 16n1 / 16, каждый из которых содержит г _t ≅ τ ^−16/5 n ^−3/5 мономерных звеньев. В масштабе длины меньше ξ _t конформация разветвленного полимера определяется тройными взаимодействиями.В масштабе длин больше ξ _t , взаимодействия исключенного объема (бинарные) становятся важными; размер разветвленного полимера можно представить как R _{разветвленный} ≅ ( N / г _т ) ^1/2 ξ _т , что идентично уравнению [88]. Следовательно, в диапазоне q ξ _t ⁻¹ ≪ q ≪ n ^−1/2 a ⁻¹ интенсивность рассеяния уменьшается как I ( q ) / c ∼ ( qa ) ^16/7 , за которым следует зависимость ∼ ( qa ) ² при q ≪ ξ _t ⁻¹ .

Эффекты концентрации в растворах случайно разветвленных полимеров аналогичны эффектам в растворах других типов разветвленных макромолекул, но имеют некоторые особенности. Подобно случаю звездно-разветвленных полимеров, в полуразбавленных растворах достаточно монодисперсных разветвленных полимеров за пределами перекрывающейся концентрации c-разветвленные * N / R _{разветвленные} ³ отдельные макромолекулы сжимаются без значительного взаимного проникновения. Сопутствующими эффектами являются появление резкого корреляционного пика в структурном факторе и исчезающая осмотическая сжимаемость в диапазоне концентраций, близком к разветвленному *.

С другой стороны, переход от разбавленного к полуразбавленному режиму в растворах случайно разветвленных полимеров сильно зависит от полидисперсности размера и формы. В частности, при умеренных концентрациях большие кластеры перекрываются, тогда как более мелкие по-прежнему ведут себя как в разбавленном режиме, проникают в более крупные и способствуют экранированию внутримолекулярных отталкиваний исключенного объема. Эффекты концентрации в полуразбавленных растворах полидисперсных случайно разветвленных полимеров были подробно проанализированы в ссылке 158.