Unterschied zwischen homozyklischen und heterozyklischen Verbindungen

Hauptunterschied - homozyklische und heterozyklische Verbindungen

Zyklische Verbindungen in der Chemie sind Moleküle mit miteinander verbundenen Atomen, die eine Ringstruktur bilden. Um einen Ring zu bilden, sollten mindestens drei Atome aneinander gebunden sein. Wenn der Ring nur aus Kohlenstoffatomen besteht, handelt es sich um ein organisches cyclisches Molekül. Wenn keines der Atome im Ring Kohlenstoffatome ist, handelt es sich um anorganische Verbindungen. Wenn die im Ring vorhandenen Atome zu demselben Element gehören, werden sie als homocyclische Verbindungen bezeichnet. Wenn jedoch sowohl Kohlenstoff als auch andere Atome im Ring vorhanden sind, werden sie als heterocyclische Verbindungen bezeichnet. Dies ist der Hauptunterschied zwischen homozyklischen und heterozyklischen Verbindungen.

Wichtige Bereiche

1. Was sind homozyklische Verbindungen?
     - Definition, Organische und anorganische homozyklische Verbindungen, Beispiele
2. Was sind heterocyclische Verbindungen?
     - Definition, organische und anorganische heterocyclische Verbindungen, Beispiele
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen homocyclischen und heterocyclischen Verbindungen?
     - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen homozyklischen und heterozyklischen Verbindungen?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Atom, Benzol, Carbocyclen, carbocyclische Verbindungen, cyclische Verbindung, heterocyclisch, homozyklisch, anorganisch, organisch, Schwefel

Was sind homozyklische Verbindungen?

Homocyclische Verbindungen sind cyclische Verbindungen mit Atomen des gleichen Elements wie Ringglieder. In der organischen Chemie bestehen homocyclische Verbindungen nur aus Kohlenstoffatomen. Diese Verbindungen sind auch als bekannt carbocyclische Verbindungen oder Carbocyclen. Sie können sowohl organische als auch anorganische Verbindungen sein. Anorganische Verbindungen enthalten keine Kohlenstoffatome in der Ringstruktur. Sie enthalten verschiedene Elemente wie Schwefel, Silizium, Phosphor, Bor usw. Die Anzahl der Atome, die in einer homozyklischen Verbindung vorhanden sind, kann von 3 bis zu vielen mehr variieren.  

Die üblichen Carbocyclen umfassen Cycloalkane (ein reguläres Alkan mit einem Ring oder eine Schleife) und Cycloalkene (eine Art Alken-Kohlenwasserstoff, der einen geschlossenen Ring von Kohlenstoffatomen enthält). Das folgende Bild zeigt die ersten vier Cycloalkane. Diese Verbindungen enthalten Kohlenstoffatome, die über Sigma-Bindungen (Einfachbindungen) miteinander verbunden sind, und alle Kohlenstoffatome sind sp³ hybridisiert und bilden einen Ring. In Cycloalkenen sind die Kohlenstoffatome sp² hybridisiert und mit einer Einfachbindung und einer Doppelbindung (zusammen mit einer Einfachbindung zwischen C und H) miteinander verbunden sind. Eines der häufigsten Cycloalkene ist Benzol.

Abbildung 1: Cycloalkane sind Carbocyclen

In der anorganischen Chemie bilden Elemente wie Schwefel, Silizium und Phosphor einige übliche cyclische Verbindungen, die homocyclische Verbindungen sind. Beispielsweise besteht Dodecasulfur nur aus Schwefelatomen, die eine Ringstruktur bilden.

Was sind heterocyclische Verbindungen?

Heterocyclische Verbindungen sind cyclische Verbindungen mit Atomen verschiedener Elemente als Ringglieder, einschließlich Kohlenstoffatomen. Es sollten mindestens zwei verschiedene Elemente als Glieder vorhanden sein, und es sollten mindestens 3 Atome vorhanden sein, um einen Ring zu bilden.

In organischen heterocyclischen Verbindungen sind Elemente wie Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel anstelle eines Kohlenstoffatoms in der Ringstruktur vorhanden. Halogene können jedoch niemals im Ring gefunden werden. Dies liegt daran, dass ein Atom mindestens zwei Bindungen bilden muss, um an einer Ringstruktur teilzunehmen, aber Halogene können nur eine Einfachbindung bilden.

Abbildung 2: Einige heterocyclische organische Verbindungen mit einigen anderen Elementen wie Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff

Diese Verbindungen ähneln einem Cycloalkan oder einem Cycloalkan, wenn Atome anderer Elemente durch Kohlenstoffatome ersetzt sind.

Ähnlichkeiten zwischen homozyklischen und heterozyklischen Verbindungen

• Beide sind zyklische Strukturen.
• Beide enthalten Atome, die in einer Ringstruktur angeordnet sind.

Unterschied zwischen homozyklischen und heterozyklischen Verbindungen

Definition

Homozyklisch Verbindungen: Homocyclische Verbindungen sind cyclische Verbindungen mit Atomen des gleichen Elements wie Ringglieder.

Heterocyclische Verbindungen: Heterocyclische Verbindungen sind cyclische Verbindungen mit Atomen der verschiedenen Elemente als Ringglieder, einschließlich Kohlenstoffatomen.

Arten von Atomen

Homozyklisch Verbindungen: Der Ring einer homozyklischen Verbindung enthält Atome desselben Elements.

Heterocyclische Verbindungen: Der Ring einer heterocyclischen Verbindung enthält Atome verschiedener Elemente.

Zusammensetzung

Homozyklisch Verbindungen: Homozyklische Verbindungen enthalten Atome des gleichen Elements, die aneinander gebunden sind und einen Ring bilden.

Heterocyclische Verbindungen: Heterocyclische Verbindungen enthalten Atome aus mindestens zwei verschiedenen Elementen, die aneinander gebunden sind und einen Ring bilden.

Beispiele

Homozyklisch Verbindungen: Einige Beispiele für homocyclische Verbindungen umfassen Benzol, Cyclohexan, Toluol, Cyclohexanol usw.

Heterocyclische Verbindungen: Einige Beispiele für heterocyclische Verbindungen umfassen Pyran (Sauerstoff enthalten), Azocin (Kohlenstoff und Stickstoff enthalten), Thiocan (Kohlenstoff und Schwefel enthalten) usw.

Fazit

Heterocyclische und homocyclische Verbindungen bestehen aus Ringstrukturen, bei denen Atome miteinander verbunden sind und eine geschlossene, cyclische Struktur bilden. Der Hauptunterschied zwischen homozyklischen und heterozyklischen Verbindungen besteht darin, dass homozyklische Verbindungen Ringe enthalten, die aus Atomen des gleichen Elements bestehen, während heterozyklische Verbindungen Ringe enthalten, die aus Atomen verschiedener Elemente bestehen.

Referenz:

1. Denisko, Olga V. und Alan Roy Katritzky. „Heterocyclische Verbindung.“ Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 8. Dezember 2014, erhältlich hier.
2. "Heterocyclische Verbindung". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19. Januar 2018, hier verfügbar.
3. „Cyclic compound“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 19. Januar 2018, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. "Die ersten vier Cycloalkane" Von Pete Davis - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "Heterocycle sample" Von Peter Davis - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia