Ненаситени въглеводороди, ацетилен серия (алкини)

Алкините - ненаситени алифатни въглеводороди, чиито молекули са една тройна връзка между въглеродни атоми.

Ацетиленови серия въглеводороди са дори повече ненаситени съединения от съответните им алкени (със същия брой въглеродни атоми). Това е очевидно от сравнението на броя на водородните атоми в серия:

етан, етилен, ацетилен

Алкините образуват хомоложна серия с обща формула както в диен въглеводороди Cn H2N-2

1. Структурата на алкин

Първият и основен представител на хомоложна серия алкин е ацетилен (етин) С2 Н2. Структурата на молекулите, експресирани от формулите:

SºS-Н-Н или Н: C. : Н

Чрез името на първия представител на тази серия - ацетилен - тези ненаситени въглеводороди, наречени ацетилен.

алкинови въглеродни атоми са в състояние трета валентност (SP-хибридизацията). В този случай, между въглеродните атоми настъпва тройна връзка, състояща се от един два S-и р-контакти. Тройна връзка дължина е 0.12 пМ, и енергията на образуването му е 830 кДж / мол. Образец на пространствената структура на ацетилен са показани на Фиг. 1.

Фиг.1. Образец на пространствената структура на молекула ацетилена:

и - тетраедър; б - sharosterzhnevaya; -by в Briglebu

2. номенклатура и изомерия

Номенклатура. Според системното номенклатурата на ацетиленовите въглеводороди са именувани чрез замяна на наставка -AN в алкани -В наставка. се изисква структурата на основната верига включва една тройна връзка, който определя началото на изброяване. Ако молекулата съдържа двете двойни и тройни връзки, предпочитание се дава на номерацията на двойната връзка:

бутин-1, бутин-2 2-метилпент-1-ин-4

За рационално номенклатура алкинови съединения се наричат като ацетиленови производни.

Ненаситените (алкинови) радикали имат тривиални или системни имена:

Изомери. Изомерия алкинови въглеводороди (като алкен) се определя и позицията на структурата на веригата него множествена (тройни) връзка:

3 метилбутин-1-пентин-1-пентин 2

3. Получаване на алкини

Ацетиленови в промишлеността и в лабораторни условия може да се получи по следните начини:

1. разлагане на висока температура (крекинг) на природен газ - метан:

2SN4 1500 ° С ® NSºSN + 3H2

2. разлагането на калциев карбид с вода CaC2. който е получен чрез синтероване на изгорен вар СаО с кокс:

СаО + 3C 2500 ° С ® CaC2 + CO

3. atsitilena производни лабораторни могат да бъдат синтезирани от digalogenoproizvodnyh съдържащ два халогенни атома при един и същ или съседни въглеродни атоми, чрез действието на алкален алкохолен разтвор:

4. физични и химични свойства

физични свойства. Ацетиленовите въглеводороди, съдържащи една молекула от два до четири въглеродни атома (при нормални условия), - газове, като се започне с С5 Н8 - течност и по-високи алкини (с C16 H30 и по-горе) - твърдите вещества. Физични свойства на някои алкини са показани в таблица. 1.

Таблица 1. физичните свойства на някои алкини

* При температура -32 ° С,

** определя при температура от 50 ° С

Химически свойства. Химичните свойства се определят от алкин тройна връзка, особено нейната структура. Алкините могат да участват в присъединителни реакции, заместване, окисление и полимеризация.

Освен реакция. Като ненаситени съединения, алкини са предимно в реакцията на добавяне. Тези реакции се провеждат в етапа с добавяне на една молекула на реагента първоначално влиза в тройната връзка в двойна, и след това, с допълнително закрепване - в единична. Изглежда, алкини с два р-връзка, много по-активно да участват в електрофилно допълнение. Но това не е вярно. Въглеродните атоми в молекулите на алкини са разположени близо един до друг, отколкото в алкени, и имат по-голяма Електроотрицателност. Това се дължи на факта, че въглероден атом електроотрицателност зависи от валентност. Следователно, р-електроните са близо до въглеродни ядра, показват малко по-ниска активност в електрофилно добавянето. Освен това, въздействието, близост на положително заредени ядрата на атомите в състояние да отблъсне приближава електрофилни реагенти (катиони). В същото време алкини могат да реагират нуклеофил допълнение (с алкохоли, амоняк, и т.н.).

1. хидрогениране. Реакцията протича при същите условия, както в случая на алкени (катализатори Pt, Pd, Ni). Когато възстановяването на алкин първоначално формира алкени, а след това - алкани:

Ацетиленови етилен Етан

2. Халогени. Тази реакция протича по-бавно от броя на етилен въглеводороди. Реакцията също работи Стю типичен стъпка отговор:

HCºCH -® CHBr = СНВг -® CHBr2 -CHBr2

3. Gidrogalogenirovanie. Реакциите на халогеноводороди връзка като халоген, са предимно на механизма на електрофилно допълнение:

Втората молекула на халогеноводород приложен в съответствие с правило Markovnikov.

4. Присъединяването към водата (реакция M.G.Kucherova. 1881). сол живак - на катализатор:

HgSO4 é ù

HCºCH + HOH --® ú Н2С = СН-ОНú ® H3 С-С = О

Нестабилната междинно съединение - винил алкохол - пренарежда в ацеталдехид.

5. Свързване на циановодородна киселина:

NSºSN + HCN котка. ® Н2С = СН-CN

Акрилонитрил - ценен продукт. Той се използва като мономер за синтетични влакна - нитрон.

6. Присъединяване алкохол. винилови етери (реакция E.Favorskogo АА) са образувани от тази реакция:

алкохоли присъединяване в присъствие на алкохолати - типична реакция на нуклеофилно присъединяване.

Реакционната смяна. Водородни атома могат да бъдат заместени ацетилен метали (металиране реакция). В резултат на метални производни образуват ацетилен - acetylides. ацетилен като способност може да се обясни както следва. Ацетиленови въглеродни атоми, са в състояние да SP-хибридизация се различават, както е известно, повишена Електроотрицателност (в сравнение с въглеродните атоми, различни хибридни членки). Следователно, електронна плътност поради C-H изместен към едната страна на въглерод и водород атом придобива известна подвижност:

Но "мобилността" разбира се, не може да се сравни с "свободата" на протона в следните киселини: солна киселина, например, около 10 пъти по-силен в 33 киселинност от ацетилен. Но тази мобилност е достатъчно водород, за да се появи заместител на метал в алкална srede. По този начин, под действието на ацетилен разтвор амонячен сребърен оксид формира сребро ацетилид:

С acetylides в суха форма, за да се борави много внимателно: те са изключително експлозивен.

Изомеризация реакция. Ацетиленови въглеводороди като алкани и алкени, са способни на изомеризация на движението на тройната връзка:

полимеризация реакция. Ацетилен в зависимост от условията на реакцията може да образува различни полимеризационни продукти - линеен или цикличен:

NSºSN + NSºSN -®NSºSN-СН = СН2

Тези вещества са от голям интерес. Например, когато се присъедини vinilatsetilenu хлороводород образуваната хлоропрен, които като мономер, използван в производството на хлоропренов каучук:

Реакцията на окисление. Ацетиленови лесно се окислява. По този начин има разминаване на молекулата на мястото на тройната връзка. Ако ацетилена се прекарва през окислител (калиев перманганат воден разтвор), разтворът бързо става безцветна. Тази реакция е качество на множество (двойни и тройни) връзка:

При пълно изгаряне на ацетилен два продукта, въглероден окис, образуван във въздуха (IV) и вода:

въглерод се образува по време на непълно изгаряне (сажди):

5. Някои представители

Ацетилен - ценен продукт за химическата промишленост. От това, синтетичен каучук, ацеталдехид и оцетна киселина, етилов алкохол и много други вещества.

Винилацетилен (бутен-1-ин-3) NSºC-СН = СН2 - зловонни газ. Когато възстановяването 1,3-бутадиен форма, но когато е прикачен хлороводород - 2-chlorobutadiene-1,3 (хлоропренов).