Что означает связь классов
В химии генетическая связь означает возможность получать вещества одного класса из веществ другого. Она определяется строением молекул и доступными реакциями. Слово связано с греческим genesis — происхождение; речь идёт о превращениях веществ, а не о наследовании признаков организмом.
Цепь превращений состоит из исходных веществ, промежуточных продуктов и конечного вещества. Каждая стрелка должна иметь химическое обоснование. Если для перехода нужны две реакции, их нельзя без пояснения представить одной одностадийной реакцией.
Связи алканов, алкенов и алкинов
Алканы содержат только одинарные связи между атомами углерода. Для ациклических алканов общая формула — C_nH_{2n+2}. У ациклических алкенов с одной двойной связью — C_nH_{2n}, у алкинов с одной тройной связью — C_nH_{2n-2}.
Дегидрирование отщепляет водород. Например, при нагревании на подходящем катализаторе этан превращается в этен:
Гидрирование присоединяет водород и уменьшает число кратных связей. Этен превращается в этан:
Ацетилен при полном гидрировании даёт этан:
При специально подобранных условиях частичное гидрирование можно остановить на этене. В обоих случаях необходимы соответствующие катализатор и условия.
Крекинг изменяет длину углеродной цепи. Один из возможных суммарных вариантов:
Из гексана образуются пропан и пропен. Это модель одного варианта расщепления; промышленная смесь содержит разные продукты.
Связь с ароматическими углеводородами
При высокотемпературном превращении метана можно получить ацетилен:
Три молекулы ацетилена при подходящих условиях объединяются в бензол:
Такое объединение называют тримеризацией. Число атомов углерода в одной молекуле меняется, но общее число атомов в уравнении сохраняется.
Другой путь от алкана к арену — дегидроциклизация гексана:
Образуются кольцо и ароматическая система, выделяется водород. При гидрировании бензола получается циклогексан:
Циклогексан и гексен имеют одинаковую молекулярную формулу, но относятся к разным классам. Для установления класса необходима структура, а не только подсчёт атомов.