Ular yonmoqda.
1. Havoda yonish
2. Oksidlanish suvli eritma permanganat (Vagner reaktsiyasi)
IN neytral muhit jigarrang marganets (IV) oksidi olinadi va qo'sh bog'lanishda organik moddalar ikkita OH guruhi qo'shiladi:
Chapda kaliy permanganatli alken, o'ngda alkan. Organik qatlam (yuqori) suvli qatlam (pastki) bilan aralashmaydi. O'ng tomonda, permanganatning rangi o'zgarmagan. Guruch. 1.
Guruch. 1. Vagner reaksiyasi
3. Kislotali permanganat eritmasi bilan oksidlanish
IN kislotali muhit eritma rangsizlanadi: Mn +7 Mn +2 ga kamayadi. Kaliy permanganatning kislotali eritmasining rangi o'zgarishi to'yinmagan birikmalarga sifatli reaktsiya hisoblanadi.
5CH 2 =CH 2 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 = 12MnSO 4 + 10CO 2 + 6K 2 SO 4 + 28H 2 O.
Oksidlanish mahsulotlarining alken tuzilishiga bog'liqligi:
Alkenlarda radikal almashinish
Propen va xlor yuqori haroratda: 400-500 o C (radikal reaktsiyalar uchun qulay shartlar) qo'shimcha emas, balki almashtirish mahsulotini beradi.
Sanoatda Alkenlar neft alkanlarini yorilish yoki suvsizlantirish natijasida hosil bo'ladi.
Laboratoriya usullari alkenlarni tayyorlash eliminatsiya reaksiyalariga asoslanadi.
1. Degalogenatsiya
Molekulalarida halogen atomlari qo‘shni uglerod atomlarida joylashgan dihaloalkanlarning magniy yoki rux bilan reaksiyasi qo‘sh bog‘lanish hosil bo‘lishiga olib keladi:
CH 2 Cl-CH 2 Cl + Zn → CH 2 =CH 2 + ZnCl 2
2. Degidrogalogenlash
Galoalkanlar issiq alkogolli gidroksidi eritmasi bilan reaksiyaga kirishganda, galogen vodorod molekulasi ajralib chiqadi va alken hosil bo'ladi:
CH 3 -CH 2 -CHCl-CH 3 + KOH spirti. CH 3 -CH=CH-CH 3 + KCl + H 2 O
3. Suvsizlanish
Konsentrlangan sulfat yoki fosfor kislotasi bilan spirtlarni isitish suvning yo'q qilinishiga va alken hosil bo'lishiga olib keladi.
Nosimmetrik haloalkanlar va spirtli ichimliklarni yo'q qilish reaktsiyalari ko'pincha shunga muvofiq davom etadi Zaytsev hukmronligi: Vodorod atomi eng kichik H atomlari bilan bog'langan C atomidan afzallik bilan ajralib turadi.
Zaytsev qoidasini xuddi Markovnikov qoidasi kabi reaksiyada hosil bo‘ladigan oraliq zarrachalarning barqarorligini solishtirish orqali tushuntirish mumkin.
Etilen, propen va butenlar neft-kimyo sintezi, birinchi navbatda, plastmassa ishlab chiqarish uchun boshlang'ich materialdir.
Alkenlarga xlor qo'shilsa, xlor hosilalari olinadi.
CH 2 =CH-CH 3 +Cl 2 → CH 2 Cl- CHCl- CH 3 (1,2-diklorpropan)
Ammo 1884 yilda rus olimi M.D.Lvov. (2-rasm) propenni xlorlash reaksiyasini ogirroq sharoitlarda, t = 400 0 S da amalga oshirdi. Natijada xlor qo'shilishi emas, balki almashtirish mahsuloti bo'ldi.
CH 2 =CH-CH 3 +Cl 2 CH 2 =CH-CH 2Cl + HCl
Guruch. 2. Rus olimi M.D. Lvov
Turli xil sharoitlarda bir xil moddalarning o'zaro ta'siri turli xil natijalarga olib keladi. Bu reaktsiya glitserin ishlab chiqarish uchun keng qo'llaniladi. Ba'zida etilen sabzavot do'konlarida mevalarning pishishini tezlashtirish uchun ishlatiladi.
Darsni yakunlash
Ushbu darsda siz “Alkenlar. Kimyoviy xossalari- 2. Alkenlarni tayyorlash va ulardan foydalanish”. Dars davomida siz alkenlar haqidagi bilimlaringizni chuqurlashtirdingiz, alkenlarning kimyoviy xossalari, shuningdek, alkenlarni tayyorlash va ulardan foydalanish xususiyatlari haqida bilib oldingiz.
Ma'lumotnomalar
1. Rudzitis G.E. Kimyo. Asoslar umumiy kimyo. 10-sinf: darslik ta'lim muassasalari: asosiy daraja / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14-nashr. - M.: Ta'lim, 2012.
2. Kimyo. 10-sinf. Profil darajasi: akademik. umumiy ta'lim uchun muassasalar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin va boshqalar - M .: Bustard, 2008. - 463 p.
3. Kimyo. 11-sinf. Profil darajasi: akademik. umumiy ta'lim uchun muassasalar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin va boshqalar - M .: Bustard, 2010. - 462 p.
4. Xomchenko G.P., Xomchenko I.G. Universitetlarga kiruvchilar uchun kimyo fanidan masalalar to'plami. - 4-nashr. - M .: RIA "Yangi to'lqin": Nashriyotchi Umerenkov, 2012. - 278 p.
Uy vazifasi
1. No 12, 13 (39-bet) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kimyo: Organik kimyo. 10-sinf: umumiy ta'lim muassasalari uchun darslik: asosiy daraja / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14-nashr. - M.: Ta'lim, 2012.
2. Etilen va uning gomologlariga qanday reaksiya sifatli?
3. Propenni xlorlash jarayonida qo'shilish emas, balki almashtirish sodir bo'lishi mumkinmi? Bu nima bilan bog'liq?
Alkenlar kimyoviy jihatdan faoldir. Ularning kimyoviy xossalari asosan qo'sh bog'ning mavjudligi bilan belgilanadi. Alkenlar uchun eng keng tarqalgan reaktsiyalar elektrofil qo'shilish va radikal qo'shilish reaktsiyalaridir. Nukleofil qo'shilish reaktsiyalari odatda kuchli nukleofilning mavjudligini talab qiladi va alkenlarga xos emas. Alkenlar osongina oksidlanish va qo'shilish reaktsiyalariga kirishadi va alil radikallarini almashtirishga qodir.
Qo'shilish reaktsiyalari
Gidrogenlanish Alkenlarga vodorod qo'shilishi (gidrogenlanish reaksiyasi) katalizatorlar ishtirokida amalga oshiriladi. Ko'pincha maydalangan metallar - platina, nikel, palladiy va boshqalar ishlatiladi. Natijada, tegishli alkanlar (to'yingan uglevodorodlar) hosil bo'ladi.
$CH_2=CH_2 + H2 → CH_3–CH_3$
Galogenlarning qo'shilishi. Alkenlar oddiy sharoitda osonlikcha xlor va brom bilan reaksiyaga kirishib, tegishli dihaloalkanlarni hosil qiladi, ularda halogen atomlari qo'shni uglerod atomlarida joylashgan.
Eslatma 1
Alkenlar brom bilan oʻzaro taʼsirlashganda brom rangi oʻzgarib, sariq-jigarrang rangga aylanadi. Bu eng qadimgi va eng oddiylaridan biridir sifatli reaktsiyalar to'yinmagan uglevodorodlarga, chunki alkinlar va alkadienlar ham xuddi shunday reaksiyaga kirishadi.
$CH_2=CH_2 + Br_2 → CH_2Br–CH_2Br$
Vodorod galogenidlarining qo'shilishi. Etilen uglevodorodlari vodorod galogenidlari ($HCl$, $HBr$) bilan oʻzaro taʼsirlashganda, reaksiya yoʻnalishi alkenlarning tuzilishiga bogʻliq boʻladi;
Etilen yoki simmetrik alkenlar bo'lsa, qo'shilish reaktsiyasi bir xil tarzda sodir bo'ladi va faqat bitta mahsulot hosil bo'lishiga olib keladi:
$CH_2=CH_2 + HBr → CH_3–CH_2Br$
Nosimmetrik alkenlarda ikki xil qo'shilish reaktsiyasi mahsuloti hosil bo'lishi mumkin:
Eslatma 2
Aslida, asosan, faqat bitta reaksiya mahsuloti hosil bo'ladi. Bunday reaktsiyalar yo'nalishidagi naqsh rus kimyogari V.V. Markovnikov 1869 yilda Markovnikov qoidasi deb ataladi. Vodorod galogenidlari nosimmetrik alkenlar bilan o'zaro ta'sirlashganda, eng ko'p vodorodlangan uglerod atomidagi qo'sh bog'lanishning parchalanish joyiga, ya'ni u bilan bog'lanishdan oldin vodorod atomi qo'shiladi. katta raqam vodorod atomlari.
Markovnikov bu qoidani eksperimental ma'lumotlar asosida shakllantirdi va faqat keyinroq nazariy asoslandi. Propilenning vodorod xlorid bilan reaksiyasini ko'rib chiqing.
$p$ aloqasining xususiyatlaridan biri uning oson qutblanish qobiliyatidir. Propen molekulasidagi metil guruhi (musbat induktiv effekt + $I$) taʼsirida $p$ bogʻining elektron zichligi uglerod atomlaridan biriga oʻtadi (= $CH_2$). Natijada, unda qisman manfiy zaryad ($\delta -$) paydo bo'ladi. Qo'sh bog'ning boshqa uglerod atomida qisman musbat zaryad ($\delta +$) paydo bo'ladi.
Propilen molekulasidagi elektron zichligining bunday taqsimlanishi kelajakdagi proton hujumining joylashishini aniqlaydi. Bu qisman manfiy $\delta-$ zaryadini olib yuruvchi metilen guruhining uglerod atomi (= $CH_2$). Va xlor, shunga ko'ra, qisman musbat zaryad $\delta+$ bo'lgan uglerod atomiga hujum qiladi.
Natijada, propilenning vodorod xlorid bilan reaksiyasining asosiy mahsuloti 2-xlorpropandir.
Hidratsiya
Alkenlarning hidratsiyasi mineral kislotalar ishtirokida sodir bo'ladi va Markovnikov qoidasiga bo'ysunadi. Reaktsiya mahsulotlari spirtli ichimliklardir
$CH_2=CH_2 + H_2O → CH_3–CH_2–OH$
Alkillanish
Past haroratlarda kislota katalizatori ($HF$ yoki $H_2SO_4$) ishtirokida alkenlarga alkanlarning qoʻshilishi molekulyar ogʻirligi yuqori boʻlgan uglevodorodlarning hosil boʻlishiga olib keladi va koʻpincha sanoatda motor yoqilgʻisi ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
$R–CH_2=CH_2 + R’–H → R–CH_2–CH_2–R’$
Oksidlanish reaksiyalari
Alkenlarning oksidlanishi, oksidlovchi reagentlarning sharoitlari va turlariga qarab, qo'sh bog'ning ajralishi bilan ham, uglerod skeletining saqlanishi bilan ham sodir bo'lishi mumkin:
Polimerlanish reaksiyalari
Alken molekulalari ma'lum sharoitlarda $\pi$ aloqalarining ochilishi va dimerlar, trimmerlar yoki yuqori molekulyar birikmalar - polimerlarning hosil bo'lishi bilan bir-biriga qo'shilishga qodir. Alkenlarning polimerizatsiyasi erkin radikal yoki kation-anion mexanizmi orqali sodir bo'lishi mumkin. Polimerlanish tashabbuskorlari sifatida kislotalar, peroksidlar, metallar va boshqalar ishlatiladi. Oddiy misol polietilen hosil qilish uchun etilenning polimerizatsiyasi
$nCH_2=CH_2 → (–CH_2–CH_(2^–))_n$
Almashtirish reaksiyalari
Alkenlar uchun almashtirish reaksiyalari xos emas. Biroq, yuqori haroratlarda (400 ° C dan yuqori) teskari bo'lgan radikal qo'shilish reaktsiyalari bostiriladi. Bunday holda, qo'sh bog'lanishni saqlab, allilik holatda joylashgan vodorod atomini almashtirish mumkin bo'ladi.
$CH_2=CH–CH_3 + Cl_2 – CH_2=CH–CH_2Cl + HCl$
TA'RIF
Alkenlar- molekulalarida bitta qo`sh bog` bo`lgan to`yinmagan uglevodorodlar; Alkenlarning nomlari -ene yoki -ilen qo'shimchasini o'z ichiga oladi.
Umumiy formula gomologik qator alkenlar (2-jadval) - C n H 2n
Jadval 2. Alkenlarning gomologik qatori.
Alkenlardan hosil bo'lgan uglevodorod radikallari: -CH = CH 2 - vinil va -CH 2 -CH = CH 2 - allil.
Buten bilan boshlangan alkenlar uglerod skeletining izomeriyasi bilan tavsiflanadi:
CH 2 -C (CH 3) - CH 3 (2-metilpropen-1)
va qo'sh bog'lanish pozitsiyalari:
CH 2 = CH-CH 2 -CH 3 (buten-1)
CH 3 -C = CH-CH 3 (buten-2)
Buten-2 dan boshlangan alkenlar geometrik (sis-trans) izomeriya bilan tavsiflanadi (1-rasm).
Guruch. 1. Buten-2 ning geometrik izomerlari.
Propendan boshlangan alkenlar sikloalkanlar bilan sinflararo izomeriya bilan tavsiflanadi. Shunday qilib, C 4 H 8 tarkibi alkenlar va sikloalkanlar sinfining moddalariga mos keladi - buten-1 (2) va siklobutan.
Alken molekulalaridagi uglerod atomlari sp 2 gibridlanishda bo'ladi: 3s bog'lar bir tekisda o'zaro 120 burchak ostida joylashgan va p bog'lanish qo'shni uglerod atomlarining p-elektronlari tomonidan hosil bo'ladi. Qo'sh bog'lanish s va p bog'larning birikmasidir.
Alkenlarning kimyoviy xossalari
Ko'pchilik kimyoviy reaksiyalar alkenlar elektrofil qo'shilish mexanizmi orqali boradi:
- gidrogalogenlash - Markovnikov qoidasiga binoan alkenlarning vodorod galogenidlari (HCl, HBr) bilan o'zaro ta'siri (nosimmetrik alkenlarga HX kabi qutbli molekulalar qo'shilganda, vodorod qo'sh bog'dagi ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga birikadi)
CH 3 -CH = CH 2 + HCl = CH 3 -CHCl-CH 3
- hidratsiya - alkenlarning suv bilan mineral kislotalar (oltingugurt, fosfor) ishtirokida spirtlar hosil bo'lishi bilan Markovnikov qoidasiga muvofiq o'zaro ta'siri.
CH 3 -C(CH 3) = CH 2 + H 2 O = CH 3 -C (CH 3) OH-CH 3
- galogenlanish - alkenlarning galogenlar bilan, masalan, brom bilan o'zaro ta'siri, bunda brom suvi rangsizlanadi.
CH 2 = CH 2 + Br 2 = BrCH 2 -CH 2 Br
Alken va galogen aralashmasi 500C ga qizdirilganda alkenning vodorod atomini radikal mexanizm bilan almashtirish mumkin:
CH 3 -CH = CH 2 + Cl 2 = Cl-CH 2 -CH = CH 2 + HCl
Alkenlarning gidrogenlanish reaksiyasi radikal mexanizmga muvofiq boradi. Reaksiya sodir bo'lishining sharti katalizatorlarning (Ni, Pd, Pt) mavjudligi, shuningdek, reaktsiya aralashmasining qizishi:
CH 2 = CH 2 + H 2 = CH 3 -CH 3
Alkenlar oksidlanib, tarkibi oksidlanish reaksiyasi sharoitlariga bog'liq bo'lgan turli xil mahsulotlarni hosil qiladi. Shunday qilib, engil sharoitda oksidlanish paytida (oksidlovchi vosita kaliy permanganatdir) p bog'lanishi buziladi va ikki atomli spirtlar hosil bo'ladi:
3CH 2 = CH 2 + 2KMnO 4 +4H 2 O = 3CH 2 (OH)-CH 2 (OH) +2MnO 2 + 2KOH
Alkenlarning kislotali muhitda kaliy permanganatning qaynayotgan eritmasi bilan kuchli oksidlanishida ketonlar hosil bo'lishi bilan bog'ning (s-bog'ning) to'liq parchalanishi sodir bo'ladi, karboksilik kislotalar yoki karbonat angidrid:
Etilenning CuCl 2 va PdCl 2 ishtirokida 200C da kislorod bilan oksidlanishi atsetaldegid hosil bo‘lishiga olib keladi:
CH 2 = CH 2 +1/2O 2 = CH 3 -CH = O
Alkenlar polimerlanish reaksiyalariga kirishadi. Polimerlanish - bu asl past molekulyar modda - monomer molekulalarining asosiy valentliklaridan foydalanib, bir-biri bilan birikib, yuqori molekulyar birikma - polimer hosil qilish jarayonidir. Polimerlanishga issiqlik, o'ta yuqori bosim, nurlanish, erkin radikallar yoki katalizatorlar sabab bo'lishi mumkin. Shunday qilib, etilenning polimerizatsiyasi kislotalar ta'sirida sodir bo'ladi (kat ion mexanizmi) yoki radikallar (radikal mexanizm):
n CH 2 = CH 2 = -(-CH 2 -CH 2 -) n -
Alkenlarning fizik xossalari
Oddiy sharoitlarda C 2 -C 4 gazlar, C 5 -C 17 suyuqliklar va C 18 dan boshlab qattiq moddalardir. Alkenlar suvda erimaydi, lekin organik erituvchilarda yaxshi eriydi.
Alkenlarni tayyorlash
Alkenlarni olishning asosiy usullari:
— ishqorlarning spirtli eritmalari ta'sirida galogenlangan alkanlarni degidrogalogenlash
CH 3 -CH 2 -CHBr-CH 3 + KOH = CH 3 -CH = CH-CH 3 + KBr + H 2 O
— faol metallar ta'sirida digalogenlangan alkanlarni degalogenlash
CH 3 -CHCl-CHCl-CH 3 + Zn = ZnCl 2 + CH 3 -CH = CH-CH 3
- sulfat kislota bilan qizdirilganda (t >150 C) spirtlarni suvsizlantirish yoki spirt bug'ini katalizator orqali o'tkazish
CH 3 -CH(OH)- CH 3 = CH 3 -CH = CH 2 + H 2 O
— alkanlarni katalizator (Ni, Pt, Pd) ishtirokida qizdirish (500C) orqali degidrogenlash.
CH 3 -CH 2 - CH 3 = CH 3 -CH = CH 2 + H 2
Alkenlar polimer materiallar (plastmassalar, kauchuklar, plyonkalar) va boshqa organik moddalar ishlab chiqarishda boshlang'ich mahsulot sifatida ishlatiladi.
Muammoni hal qilishga misollar
MISOL 1
| Mashq qilish | O'rnatish molekulyar formula alken, agar ma'lum bo'lsa, uning bir xil miqdori galogenlar bilan o'zaro ta'sir qilsa, mos ravishda 56,5 g dikloro hosilasini yoki 101 g dibromo hosilasini hosil qiladi. |
| Yechim | Alkenlarning kimyoviy xossalari ularning elektrofil qo'shilish mexanizmi orqali moddalarni qo'shish qobiliyati bilan belgilanadi, bunda qo'sh bog'lanish bitta bog'ga aylanadi: CnH 2 n + Cl 2 → CnH 2 nCl 2 CnH 2 n + Br 2 → CnH 2 nBr 2 Reaksiyaga kirgan alkenning massasi bir xil, ya’ni reaksiyada bir xil miqdordagi mol alken qatnashadi. Agar uglevodorodning mol sonini ifodalaymiz molyar massa dikloro hosilasi 12n+2n+71, dibromo hosilasining molyar massasi (12n+2n+160): m(CnH 2 nCl 2) \ (12n+2n+71) = m(SnH 2 nBr 2) \ (12n+2n+160) 56,5 \ (12n+2n+71) = 101 \ (12n+2n+160) Shuning uchun alken formulaga ega C 3 H 6 propendir. |
| Javob | Alken formulasi C 3 H 6 propendir |
2-MISA
| Mashq qilish | Bir qator o'zgarishlarni amalga oshiring etan → eten → etanol → eten → xloroetan → butan |
| Yechim | Etandan eten olish uchun katalizator (Ni, Pd, Pt) ishtirokida va qizdirilganda sodir bo'ladigan etan gidrogenlash reaksiyasidan foydalanish kerak: C 2 H 6 → C 2 H 4 + H 2 Etanol etendan mineral kislotalar (oltingugurt, fosfor) ishtirokida suv bilan hidratsiya reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi: C 2 H 4 + H 2 O = C 2 H 5 OH Etanoldan eten olish uchun suvsizlanish reaktsiyasi qo'llaniladi: C 2 H 5 OH → (t, H 2 SO 4) → C 2 H 4 + H 2 O Etendan xloroetan ishlab chiqarish gidrogalogenlash reaktsiyasi orqali amalga oshiriladi: C 2 H 4 + HCl → C 2 H 5 Cl Xloroetandan butan olish uchun Vurts reaktsiyasi qo'llaniladi: 2C 2 H 5 Cl + 2Na → C 4 H 10 + 2NaCl |
Alkenlarning fizik xossalari alkanlarnikiga o'xshaydi, garchi ularning barchasi mos keladigan alkanlarga qaraganda erish va qaynash nuqtalari biroz pastroqdir. Masalan, pentanning qaynash nuqtasi 36 ° C, penten-1 - 30 ° C. Oddiy sharoitlarda C 2 - C 4 alkenlari gazlardir. C 5 – C 15 suyuqliklar, C dan boshlab 16 qattiq moddalardir. Alkenlar suvda erimaydi, lekin organik erituvchilarda yaxshi eriydi.
Alkenlar tabiatda kam uchraydi. Alkenlar sanoat organik sintezi uchun qimmatli xom ashyo bo'lganligi sababli ularni tayyorlashning ko'plab usullari ishlab chiqilgan.
1. Alkenlarning asosiy sanoat manbai neft tarkibiga kiruvchi alkanlarning yorilishi hisoblanadi:
3. Laboratoriya sharoitida alkenlar eliminatsiya reaksiyalari yo‘li bilan olinadi, bunda qo‘shni uglerod atomlaridan ikki atom yoki ikki guruh atomlar ajralib chiqadi va qo‘shimcha p-bog‘ hosil bo‘ladi. Bunday reaktsiyalar quyidagilarni o'z ichiga oladi.
1) Spirtli ichimliklarni suvsizlantirish ular suvni olib tashlaydigan moddalar bilan, masalan, sulfat kislota bilan 150 ° C dan yuqori haroratda qizdirilganda sodir bo'ladi:
H 2 O spirtlardan, HBr va HCl alkilgalogenidlardan chiqarilganda, vodorod atomi eng kichik miqdordagi vodorod atomlari bilan bog'langan qo'shni uglerod atomlaridan (eng kam vodorodlangan uglerod atomidan) afzallik bilan chiqariladi. Bu naqsh Zaytsev qoidasi deb ataladi.
3) Qo'shni uglerod atomlarida halogen atomlari bo'lgan digalidlar faol metallar bilan qizdirilganda degalogenatsiya sodir bo'ladi:
CH 2 Br -CHBr -CH 3 + Mg → CH 2 =CH-CH 3 + Mg Br 2.
Alkenlarning kimyoviy xossalari ularning molekulalarida qo'sh bog'ning mavjudligi bilan belgilanadi. p-bog'ning elektron zichligi ancha harakatchan va elektrofil zarrachalar bilan oson reaksiyaga kirishadi. Shuning uchun alkenlarning ko'p reaktsiyalari mexanizmga muvofiq boradi elektrofil qo'shilishi, A E belgisi bilan belgilanadi (ingliz tilidan, qo'shimcha elektrofil). Elektrofil qo'shilish reaktsiyalari bir necha bosqichda sodir bo'ladigan ion jarayonlaridir.
Birinchi bosqichda elektrofil zarracha (ko'pincha bu H + proton) qo'sh bog'ning p-elektronlari bilan o'zaro ta'sir qiladi va p-kompleksni hosil qiladi, so'ngra ular o'rtasida kovalent s-bog' hosil qilish orqali karbokatga aylanadi. elektrofil zarracha va uglerod atomlaridan biri:
alken p-kompleks karbokatatsiyasi
Ikkinchi bosqichda karbokation X - anion bilan reaksiyaga kirishib, anionning elektron juftligi hisobiga ikkinchi s-bog'ni hosil qiladi:
Elektrofil qo'shilish reaktsiyalarida vodorod ioni katta manfiy zaryadga ega bo'lgan qo'sh bog'dagi uglerod atomiga biriktiriladi. Zaryad taqsimoti o'rinbosarlarning ta'siri ostida p-elektron zichligining siljishi bilan aniqlanadi: 
.
+I effektini ko'rsatadigan elektron beruvchi o'rinbosarlar p-elektron zichligini ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga o'tkazadi va unda qisman manfiy zaryad hosil qiladi. Bu tushuntiradi Markovnikov qoidasi: nosimmetrik alkenlarga HX (X = Hal, OH, CN va boshqalar) kabi qutbli molekulalarni qo'shganda, vodorod qo'sh bog'lanishda ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga afzallik bilan yopishadi.
Keling, qo'shilish reaktsiyalarining aniq misollarini ko'rib chiqaylik.
1) gidrogalogenlash. Alkenlar vodorod galogenidlari (HCl, HBr) bilan o'zaro ta'sirlashganda alkilgalogenidlar hosil bo'ladi:
CH 3 -CH = CH 2 + HBr ® CH 3 -CHBr-CH 3.
Reaksiya mahsulotlari Markovnikov qoidasi bilan aniqlanadi.
Ammo shuni ta'kidlash kerakki, har qanday organik peroksid mavjud bo'lganda, qutbli HX molekulalari Markovnikov qoidasiga ko'ra alkenlar bilan reaksiyaga kirishmaydi:
| R-O-O-R | ||
| CH 3 -CH = CH 2 + HBr | CH 3 -CH 2 -CH 2 Br |
Buning sababi, peroksidning mavjudligi reaktsiyaning ionli emas, balki radikal mexanizmini aniqlaydi.
2) hidratsiya. Alkenlar suv bilan mineral kislotalar (oltingugurt, fosfor) ishtirokida reaksiyaga kirishganda spirtlar hosil bo'ladi. Mineral kislotalar katalizator vazifasini bajaradi va protonlar manbai hisoblanadi. Suv qo'shilishi ham Markovnikov qoidasiga amal qiladi:
CH 3 -CH = CH 2 + HON ® CH 3 -CH (OH) -CH 3.
3) Galogenlash. Alkenlar bromli suvni rangsizlantiradi:
CH 2 = CH 2 + Br 2 ® B-CH 2 -CH 2 Br.
Bu reaktsiya qo'sh bog'lanish uchun sifatli hisoblanadi.
4) gidrogenlash. Vodorod qo'shilishi metall katalizatorlar ta'sirida sodir bo'ladi:
bu erda R = H, CH 3, Cl, C 6 H 5 va boshqalar. CH 2 =CHR molekulasi monomer deyiladi, hosil bo'lgan birikma polimer deb ataladi, n soni polimerlanish darajasi.
Turli alken hosilalarini polimerizatsiya qilish natijasida qimmatbaho sanoat mahsulotlari olinadi: polietilen, polipropilen, polivinilxlorid va boshqalar.
Qo'shimchalardan tashqari, alkenlar oksidlanish reaktsiyalariga ham uchraydi. Alkenlarni kaliy permanganatning suvli eritmasi bilan engil oksidlanishida (Vagner reaktsiyasi) ikki atomli spirtlar hosil bo'ladi:
ZSN 2 =CH 2 + 2KMn O 4 + 4H 2 O ® ZNOSN 2 -CH 2 OH + 2MnO 2 ↓ + 2KOH.
Ushbu reaksiya natijasida kaliy permanganatning binafsha rangli eritmasi tezda rangi o'zgaradi va marganets (IV) oksidining jigarrang cho'kmasi cho'kadi. Bu reaksiya, bromli suvning rangsizlanish reaksiyasi kabi, qo'sh bog'lanish uchun sifatli hisoblanadi. Alkenlarning kislotali muhitda kaliy permanganatning qaynayotgan eritmasi bilan kuchli oksidlanishida ketonlar, karboksilik kislotalar yoki CO 2 hosil bo'lishi bilan qo'sh bog'lanish butunlay buziladi, masalan:
| [HAQIDA] | ||
| CH 3 -CH=CH-CH 3 | 2CH 3 -COOH |
Oksidlanish mahsulotlariga asoslanib, dastlabki alkendagi qo'sh bog'lanish holatini aniqlash mumkin.
Boshqa barcha uglevodorodlar singari, alkenlar ham yonadi va ko'p havo bilan karbonat angidrid va suv hosil qiladi:
C n H 2 n + Zn /2O 2 ® n CO 2 + n H 2 O.
Havo cheklangan bo'lsa, alkenlarning yonishi uglerod oksidi va suv hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin:
C n H 2n + nO 2 ® nCO + nH 2 O.
Agar siz alkenni kislorod bilan aralashtirsangiz va bu aralashmani 200 ° C ga qadar qizdirilgan kumush katalizatorga o'tkazsangiz, alken oksidi (epoksialkan) hosil bo'ladi, masalan:
Har qanday haroratda alkenlar ozon bilan oksidlanadi (ozon kislorodga qaraganda kuchliroq oksidlovchi moddadir). Agar ozon gazi alkenning metan tetraxloriddagi eritmasidan xona haroratidan past haroratlarda o‘tkazilsa, qo‘shilish reaksiyasi sodir bo‘ladi va tegishli ozonidlar (siklik peroksidlar) hosil bo‘ladi. Ozonidlar juda beqaror va osongina portlashi mumkin. Shuning uchun ular odatda izolyatsiya qilinmaydi, lekin ishlab chiqarilgandan so'ng darhol suv bilan parchalanadi - bu karbonil birikmalarini (aldegidlar yoki ketonlar) hosil qiladi, ularning tuzilishi ozonlanishga duchor bo'lgan alkenning tuzilishini ko'rsatadi.
Pastki alkenlar sanoat organik sintezi uchun muhim boshlang'ich materialdir. U etilendan olinadi etanol, polietilen, polistirol. Propen polipropilen, fenol, aseton va glitserin sintezi uchun ishlatiladi.
To'yinmaganlarga molekulalaridagi uglerod atomlari o'rtasida bir nechta bog'langan uglevodorodlar kiradi. Cheksiz alkenlar, alkinlar, alkadienlar (polienlar). Halqada qo'sh bog'ni o'z ichiga olgan tsiklik uglevodorodlar ( sikloalkenlar), shuningdek, halqada oz miqdordagi uglerod atomlari bo'lgan sikloalkanlar (uch yoki to'rt atom). "To'yinmaganlik" xususiyati ushbu moddalarning to'yingan yoki to'yingan uglevodorodlar - alkanlarning hosil bo'lishi bilan qo'shilish reaktsiyalariga, birinchi navbatda vodorodga kirish qobiliyati bilan bog'liq.
Alkenlarning tuzilishi
Molekula tarkibidagi asiklik uglevodorodlar, bitta bog'lardan tashqari, uglerod atomlari orasidagi bitta qo'sh bog'lanish va CnH2n umumiy formulasiga mos keladi. Uning ikkinchi nomi olefinlar- alkenlar to'yinmagan yog 'kislotalari (oleik, linoleik) bilan o'xshashlik yo'li bilan olingan, ularning qoldiqlari suyuq yog'lar - yog'larning bir qismidir.
O'rtalarida qo'sh bog' mavjud bo'lgan uglerod atomlari sp 2 gibridlanish holatidadir. Demak, duragaylanishda bitta s va ikkita p orbital qatnashadi, bitta p orbital gibridlanmagan holda qoladi. Gibrid orbitallarning bir-birining ustiga chiqishi s bog'lanish hosil bo'lishiga olib keladi va gibridlanmagan p orbitallar tufayli.
qo'shni uglerod atomlari, ikkinchi, p-bog' hosil bo'ladi. Shunday qilib, qo'sh bog' bir s- va bitta p-bog'lardan iborat. Qo`sh bog` hosil qiluvchi atomlarning gibrid orbitallari bir tekislikda, p bog` hosil qiluvchi orbitallar esa molekula tekisligiga perpendikulyar joylashgan. Qo'sh bog' (0,132 im) bitta bog'dan qisqaroq va uning energiyasi kattaroqdir, chunki u kuchliroqdir. Biroq, harakatchan, oson qutblangan p bog'ning mavjudligi alkenlarning alkanlarga qaraganda kimyoviy jihatdan faolroq bo'lishiga olib keladi va qo'shilish reaktsiyalarini o'tkazishga qodir.
Etilenning tuzilishi
Alkenlarda qo`sh bog`lanish hosil bo`lishi
Etenning gomologik qatori
To'g'ri alkenlar etenning gomologik qatorini hosil qiladi ( etilen): C 2 H 4 - eten, C 3 H 6 - propen, C 4 H 8 - buten, C 5 H 10 - penten, C 6 H 12 - geksen, C 7 H 14 - gepten va boshqalar.
Alken izomeriyasi
Alkenlar strukturaviy izomeriya bilan tavsiflanadi. Strukturaviy izomerlar uglerod skeletining tuzilishida bir-biridan farq qiladi. bilan xarakterlanadigan eng oddiy alken strukturaviy izomerlar, butendir:
Strukturaviy izomerizmning alohida turi qo'sh bog'lanish pozitsiyasining izomeriyasidir:
Alkenlar sikloalkanlarga izomerdir (sinflararo izomeriya), masalan:
Yagona uglerod-uglerod aloqasi atrofida uglerod atomlarining deyarli erkin aylanishi mumkin, shuning uchun alkan molekulalari turli xil shakllarga ega bo'lishi mumkin. Ikkilamchi bog'lanish atrofida aylanish mumkin emas, bu alkenlarda boshqa turdagi izomeriyaning paydo bo'lishiga olib keladi - geometrik yoki cis va transizomerizm.
Cis izomerlari dan farq qiladi trans izomerlari molekulyar bo'laklarning (bu holda metil guruhlari) p-bog' tekisligiga nisbatan fazoviy joylashuvi va, demak, xossalari.
Alken nomenklaturasi
1. Asosiy sxemani tanlash. Uglevodorod nomining shakllanishi asosiy zanjirni - molekuladagi uglerod atomlarining eng uzun zanjirini aniqlashdan boshlanadi. Alkenlar bo'lsa, asosiy zanjirda qo'sh bog' bo'lishi kerak.
2. Asosiy zanjir atomlarini raqamlash. Asosiy zanjirning atomlarini raqamlash qo'sh bog'lanish eng yaqin bo'lgan uchidan boshlanadi.
Masalan, to'g'ri ulanish nomi:
Agar qo'sh bog'ning pozitsiyasi zanjirdagi atomlarning raqamlanishining boshlanishini aniqlay olmasa, u holda u to'yingan uglevodorodlar bilan bir xil tarzda o'rinbosarlarning pozitsiyasi bilan aniqlanadi.
3. Ismning shakllanishi. Ismning oxirida qo'sh bog'lanish boshlanadigan uglerod atomining raqami va qo'shimchasini ko'rsating. -en, birikmaning alkenlar sinfiga tegishli ekanligini ko'rsatadi. Masalan:
Alkenlarning fizik xossalari
Alkenlarning gomologik qatorining dastlabki uchta vakili gazlardir; C5H10 - C16H32 tarkibidagi moddalar - suyuqliklar; Yuqori alkenlar qattiq moddalardir.
Qaynatish va erish nuqtalari tabiiy ravishda ortib boradi molekulyar og'irlik ulanishlar.
Alkenlarning kimyoviy xossalari
Qo'shilish reaktsiyalari. Shuni eslatib o'tamiz o'ziga xos xususiyat to'yinmagan uglevodorodlar - alkenlarning vakillari qo'shilish reaktsiyalariga kirish qobiliyatidir. Ushbu reaktsiyalarning aksariyati mexanizmga muvofiq davom etadi elektrofil qo'shilishi.
1. Alkenlarning gidrogenlanishi. Alkenlar gidrogenlash katalizatorlari, metallar - platina, palladiy, nikel ishtirokida vodorod qo'shishga qodir:
Bu reaktsiya atmosfera va yuqori bosimda sodir bo'ladi va talab qilmaydi yuqori harorat, chunki u ekzotermikdir. Harorat ko'tarilganda, xuddi shu katalizatorlar teskari reaktsiyaga olib kelishi mumkin - dehidrogenatsiya.
2. Galogenlash (galogenlarni qo'shish). Alkenning bromli suv yoki bromning organik erituvchidagi (CC14) eritmasi bilan oʻzaro taʼsiri alkenga galogen molekulasi qoʻshilishi va digalalkanlarning hosil boʻlishi natijasida bu eritmalarning tez rangsizlanishiga olib keladi.
3. Gidrogalogenlash (galogen vodorod qo'shilishi).
Bu reaktsiya bo'ysunadi
Vodorod galogenid alkenga biriktirilganda, vodorod ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga, ya'ni vodorod atomlari ko'proq bo'lgan atomga, galogen esa kamroq vodorodlangan atomga birikadi.
4. Hidratsiya (suv qo'shilishi). Alkenlarning hidratsiyasi spirtlar hosil bo'lishiga olib keladi. Masalan, etenga suv qo'shilishi etil spirtini olishning sanoat usullaridan birining asosidir.
Shuni esda tuting asosiy alkogol(birlamchi uglerodda gidroksoguruh bilan) faqat etenning hidratlanishida hosil bo'ladi. Propen yoki boshqa alkenlar gidratlanganda ular hosil bo'ladi ikkilamchi spirtli ichimliklar.
Bu reaksiya ham Markovnikov qoidasiga muvofiq davom etadi - vodorod kationi ko'proq vodorodlangan uglerod atomiga, gidroksoguruh esa kamroq vodorodlanganga biriktiriladi.
5. Polimerlanish. Qo'shishning alohida holati alkenlarning polimerizatsiya reaktsiyasidir:
Ushbu qo'shilish reaktsiyasi erkin radikal mexanizm orqali sodir bo'ladi.
Oksidlanish reaksiyalari.
1. Yonish. Har qanday kabi organik birikmalar, alkenlar kislorodda yonib CO2 va H2O hosil qiladi:
2. Eritmalarda oksidlanish. Alkanlardan farqli ravishda alkenlar kaliy permanganat eritmalari bilan oson oksidlanadi. Neytral yoki ishqoriy eritmalar Alkenlar diollarga (ikki atomli spirtlar) oksidlanadi va oksidlanishdan oldin qo'sh bog'lanish mavjud bo'lgan atomlarga gidroksil guruhlari qo'shiladi:
