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In der Chemie ist eine homologe Reihe eine Gruppe von Verbindungen, die dieselbe chemische Grundzusammensetzung aufweisen, sich jedoch in der Anzahl der Iterationen eines bestimmten Aspekts ihrer Struktur unterscheiden. In der organischen Chemie wird häufig auf homologe Reihen verwiesen, bei denen sich Verbindungen durch die Länge ihrer Kohlenstoffkette unterscheiden können. Diese Unterschiede können sich auf die physikalischen Eigenschaften der Chemikalien auswirken, z. B. auf den Siedepunkt.
Wiederholende Einheit
Das bestimmende Merkmal einer homologen Reihe ist eine sich wiederholende Einheit. Beispielsweise enthält die Alkangruppe die CH2-Wiederholungseinheit. Dies bedeutet, dass die Verbindungen mit Ausnahme der Anzahl der CH2-Einheiten in der Verbindung identisch sind. Organische Verbindungen weisen auch funktionelle Gruppen auf, die die basischen Eigenschaften der Verbindung definieren. Alle Verbindungen in einer homologen Reihe haben die gleiche funktionelle Gruppe mit unterschiedlicher Anzahl von Wiederholungseinheiten.
Homologationsreaktion
Eine Homologationsreaktion ist eine Reaktion, bei der die Anzahl der sich wiederholenden Gruppen einer Verbindung erhöht wird. Infolgedessen wird die Verbindung zu einem anderen Mitglied ihrer homologen Reihe. Beispielsweise wird das Ardnt-Eistert-Homologationsverfahren verwendet, um die Anzahl der Wiederholungseinheiten in einer Carbonsäure zu erhöhen. In diesem Fall beinhaltet der Prozess eine Reihe von verschiedenen Reaktionen, die die Atome im Molekül rekonfigurieren und neu anordnen.
Die Alkan-Serie
Die Alkanreihe ist eine organische homologe Reihe, die aus sich wiederholenden CH2-Einheiten besteht. Jedes Alkan hat zusätzlich zu seinen CH2-Einheiten zwei Wasserstoffatome. Das erste Alkan ist beispielsweise Methan mit der Formel CH4. Das zweite Alkan ist Ethan mit zwei Kohlenstoffatomen. Daher hat es eine Formel von C2H6; es hat zwei CH2-Gruppen und zwei zusätzliche Wasserstoffatome.
Siedepunkt
Der Siedepunkt der Verbindungen in einer homologen Reihe steigt an, wenn mehr Einheiten hinzugefügt werden. Dies tritt auf, weil die Oberfläche der Verbindung zunimmt, wenn die Länge der Verbindung zunimmt. Die funktionelle Gruppe einer Verbindung definiert ihren anfänglichen Siedepunkt. Wenn sich dann die homologe Reihe verlängert, steigt der Siedepunkt mit jeder sukzessiven Erhöhung der Wiederholungseinheit leicht an.