Загальна формула алкенів. Властивості і характеристика алкенів
Найпростішими органічними сполуками є граничні і ненасичені вуглеводні. До них відносять речовини класу алканів, алкинов, алкенів.
Содержание
Формули їх включають атоми водню і вуглецю в певній послідовності і кількості. Вони часто зустрічаються в природі.
визначення алкенів
Інше їх назва - олефіни або вуглеводні Етиленові. Саме так назвали цей клас сполук в 18 столітті при відкритті маслянистої рідини - хлористого етилену.
До алкенам відносяться речовини, що складаються з водневих і вуглецевих елементів. Вони відносяться до ациклічних вуглеводнів. У їх молекулі присутня єдина подвійна (ненасичена) зв`язок, що з`єднує два вуглецевих атома між собою.
формули алкенів
Кожен клас сполук має своє хімічне позначення. У них символами елементів періодичної системи вказується склад і структура зв`язку кожного речовини.
Загальна формула алкенів позначається наступним чином: CnH2n, де число n більше або дорівнює 2. При її розшифровці видно, що на кожен атом вуглецю доводиться по два атома водню.
Молекулярні формули алкенів з гомологічного ряду представлені такими структурами: C2H4, C3H6, C4H8, C5H10, C6H12, C7H14, C8H16, C9H18, C10H20. Видно, що кожен наступний вуглеводень містить на один більше вуглецю і на 2 більше водню.
Існує графічне позначення розташування і порядку хімічних сполук між атомами в молекулі, яке показує формула алкенів структурная.С допомогою валентних рисок позначається зв`язок вуглецю з воднем.
Формула алкенів структурна може бути зображена в розгорнутому вигляді, коли показуються всі хімічні елементи і зв`язку. При більш короткому вираженні олефінів не з`являється з`єднання вуглецю і водню за допомогою валентних рисок.
Формулою скелетної позначають найпростішу структуру. Ламаною лінією зображують основу молекули, в якій атоми вуглецю представлені її верхівками і кінцями, а ланками вказують водень.
Як утворюються назви олефінів
Виходячи з систематичної номенклатури, формули алкенів і їх назви становлять зі структури алканів, що відносяться до граничним вуглеводнів. Для цього в найменуванні останніх суфікс -а замінюють на -ілен або ен. Прикладом може служити утворення бутилену з бутану, а пентена з пентана.
Для позначення положення зв`язку подвійний щодо атомів вуглецю вказують арабську цифру в кінці найменування.
В основі назви алкенів лежить позначення вуглеводню з найдовшою ланцюжком, в якій присутня подвійна зв`язок. За початок нумерації ланцюга зазвичай вибирають кінець, який найближче розташований до ненасичених з`єднанню атомів вуглецю.
Якщо структурна формула алкенів має відгалуження, то вказують назви радикалів і їх кількість, а перед ними ставлять цифри, відповідні місця в вуглецевої ланцюжку. Потім слід найменування самого вуглеводню. Після цифр зазвичай ставлять дефіс.
Існують ненасичені радикальні відгалуження. Їх назви можуть бути тривіальними або утворюються за правилами номенклатури систематичної.
Наприклад, ННС = СН- іменується етенілом або вінілом.
ізомери
Молекулярні формули алкенів не можуть вказувати на изомерию. Однак для цього класу речовин, за винятком етиленової молекули, притаманне просторове видозміна.
Ізомери етиленових вуглеводнів можуть бути з вуглецевого скелету, за матеріальним становищем неграничними зв`язку, міжкласові або просторові.
Загальна формула алкенів визначає кількість атомів вуглецю і водню в ланцюжку, однак по ній не видно наявність і розташування подвійного зв`язку. Прикладом може служити циклопропан як міжкласову ізомер C3H6 (Пропілену). інші види ізомерії проявляються у C4H8 або бутена.
Різне становище неграничними зв`язку спостерігається у бутена-1 або бутена-2, в першому випадку подвійне з`єднання знаходиться біля першого атома вуглецю, а в другому - в середині ланцюга. Изомерию з вуглецевого скелету можна розглянути на прикладі метилпропіл (CH3-C (CH3) = CH2) І изобутилена ((СН3) 2С = СН2).
Просторове видозміна притаманне бутеніл-2 в транс- і цис положенні. У першому випадку бічні радикали розташовуються зверху і знизу від основної вуглецевого ланцюга з подвійним зв`язком, у другому ізомерів заступники перебувають на одній стороні.
характеристика олефінів
Загальна формула алкенів визначає фізичний стан усіх представників даного класу. Починаючи з етилену і закінчуючи бутиленов (від С2 до С4), Речовини існують в газоподібному вигляді. Так у безбарвного етена є солодкуватий запах, мала розчинність в воді, молекулярна маса менше, ніж у повітря.
У рідкій формі представлені вуглеводні гомологічного проміжку від С5 до С17. Починаючи з алкена, що має в основному ланцюзі 18 атомів вуглецю, відбувається перехід фізичного стану в тверду форму.
Всім олефінам зараховують розчинність погану у водному середовищі, зате хорошу в розчинниках органічної природи, типу бензолу або бензину. Їх молекулярна маса менше, ніж у води. Збільшення вуглецевої ланцюжка призводить до підвищення температурних показників при плавленні і кипінні даних сполук.
властивості олефінів
Структурна формула алкенів показує наявність в скелеті подвійного зв`язку з &pi-- і &sigma-- з`єднання двох атомів вуглецю. Така будова молекули обумовлює її хімічні властивості. зв`язок-&pi- вважається не дуже міцною, що дає можливість її руйнувати з формуванням нових двох зв`язків-&sigma-, які виходять в результаті приєднання пари атомів. ненасичені вуглеводні є електронними донорами. Вони беруть участь в процесах приєднання по електрофільні типу.
Важливим хімічним властивістю всіх алкенів є процес галогенірованія з виділенням сполук, подібних дігалогенопроізводним речовин. Галогенові атоми здатні прикріплюватися за подвійним з`єднанню до вуглецю. Прикладом може служити бромування пропілену з формуванням 1,2-дибромпропан:
H2C = CH-CH3 + Br2 - BrCH2--CHBr-CH3.
Даний процес нейтралізації кольору в бромной воді алкенами вважається якісним доказом наявності подвійного зв`язку.
До важливих реакцій відноситься гідрування оліфінов з приєднанням молекули водню під дією каталітичних металів типу платини, паладію або нікелю. В результаті виходять вуглеводні з насиченою зв`язком. Формули алканів, алкенів наведені нижче в реакції гідрування бутена:
CH3-CH2-CH = CH2 + H2 Ni- CH3-CH2-CH2-CH3.
Процес приєднання молекули галогеноводорода до олефінам називається
гідрогалогенірованіе, що проходить по правилу, відкритого Марковниковим. Прикладом може служити гідробромірованіе пропілену з утворенням 2-бромпропана. У ньому водень з`єднується при подвійному зв`язку з вуглецем, який вважається найбільш гідрогенізовані:
CH3-CH = CH2 + HBr - CH3-BrCH-CH3.
Реакція приєднання алкенами води під дією кислот носить назву гідратації. В результаті виходить молекула спирту пропанола-2:
CH3-HC = CH2 + H2O - CH3-OHCH-CH3.
При впливі на алкени кислотою сірчаною відбувається процес сульфирования:
CH3-HC = CH2 + HO-OSO-OH - CH3-CH3CH-O-SO2-OH.
Реакція протікає з утворенням кислих ефірів, наприклад, ізопропілсерной кислоти.
Алкени схильні до окислення під час їх спалювання при дії кисню з формуванням води і газу вуглекислого:
2CH3-HC = CH2 + 9O2 - 6CO2 + 6H2O.
Взаємодія олефінових сполук і розбавленого калію перманганату в формі розчину призводить до виникнення гликолей або спиртів двухатомного будови. Дана реакція також є окислювальному з утворенням етиленгліколю і знебарвлення розчину:
3H2C = CH2 + 4H2O + 2KMnO4 - 3OHCH-CHOH + 2MnO2 +2KOH.
Молекули алкенів можуть бути задіяні в процесі полімеризації з вільнорадикальним або катіонно-аніонним механізмом. У першому випадку під впливом пероксидів виходить полімер типу поліетилену.
За другим механізмом катіонними каталізаторами виступають кислоти, а аніонними є речовини металлорганические з виділенням стереоселективного полімеру.
Що таке алкани
Їх ще називають парафинами або граничними ациклическими вуглеводнями. Вони мають лінійну або розгалуженою структурою, в якій містяться тільки насичені прості зв`язку. всі представники гомологічного ряду даного класу мають загальну формулу CnH2n + 2.
У їх складі присутні тільки атоми вуглецю і водню. Загальна формула алкенів утворюється з позначення граничних вуглеводнів.
Назви алканів і їх характеристика
Найпростішим представником даного класу є метан. За ним слідують речовини типу етану, пропану і бутану. В основі їх назви лежить корінь числівника на грецькій мові, до якого додають суфікс -а. Найменування алканів занесені в IUPAC номенклатуру.
Загальна формула алкенів, алкінів, алканів включає тільки два різновиди атомів. До них відносяться елементи вуглецю і водню. Кількість вуглецевих атомів у всіх трьох класах збігається, відмінність спостерігається тільки в чисельності водню, який може отщепляться або приєднуватися. З насичених вуглеводнів отримують ненасичені сполуки. У представників парафінів в молекулі міститься на 2 атома водню більше, ніж у олефінів, що підтверджує загальна формула алканів, алкенів. Алкенів структура вважається ненасиченим за рахунок наявності подвійного зв`язку.
Якщо співвіднести число по-до-ро-дних і уг-ле-ро-дних ато-мов в ал-ка-нах, то значення буде мак-си-маль-ним в порівнянні з іншими класами уг-ле-по-до -ро-дов.
Починаючи з метану і закінчуючи бутаном (від С1 до С4), Речовини існують в газоподібному вигляді.
У рідкій формі представлені вуглеводні гомологічного проміжку від С5 до С16. Починаючи з алкана, що має в основному ланцюзі 17 атомів вуглецю, відбувається перехід фізичного стану в тверду форму.
Для них характерна ізомерія з вуглецевого скелету і оптичні видозміни молекули.
У парафінах вуглецеві ва-стрічок-но-сті вважаються повністю за-ня-тими сусідніми уг-ле-ро-да-ми або по-до-ро-да-ми з утворенням зв`язку &sigma - типу. З хи-ми-че-ської точки зору це обумовлює їх слабкі свій-ства, саме тому алкани звуться пре-дель-ни-х або на-си-щен-ни-х уг-ле-по-до-ро- дов, позбавлених спорідненості.
Вони вступають в реакції заміщення, пов`язані з галогенированием по радикальному типу, сульфохлорування або нитрованием молекули.
Парафін піддаються процесу окислення, горіння або розкладання при високих температурах. Під дією прискорювачів реакцій відбувається відщеплення атомів водню або дегидрирование алканів.
Що таке Алкіни
Їх ще називають ацетиленовими вуглеводнями, у яких в ланцюжку вуглецевої присутній потрійний зв`язок. Структура алкинов описується загальною формулою CnH2n-2. З неї видно, що на відміну від алканів, у ацетиленових вуглеводнів бракує чотири атома водню. Їх замінює потрійний зв`язок, утворена двома &pi-- сполуками.
Така будова обумовлює хімічні властивості даного класу. Структурна формула алкенів і алкінів наочно показує ненасиченість їх молекул, а також наявність подвійного (H2C CH2) І потрійний (HC&equiv-CH) зв`язку.
Найменування алкинов і їх характеристика
Найпростішим представником є ацетилен або HC&equiv-CH. Його також називають Етін. Відбувається воно від назви насиченого вуглеводню, в якому прибирають суфікс -а і додають ин. У найменуваннях довгих алкинов цифрою вказують розташування потрійний зв`язку.
Знаючи будову вуглеводнів насичених і ненасичених, можна визначити, під якою буквою позначена загальна формула алкінів: а) CnH2n- в) CnH2n + 2 c) CnH2n-2 г) CnH2n-6. Правильною відповіддю буде третій варіант.
Починаючи з ацетилену і закінчуючи бутаном (від С2 до С4), Речовини мають газоподібну природу.
У рідкій формі знаходяться вуглеводні гомологічного проміжку від С5 до С17. Починаючи з Алкіни, що має в основному ланцюзі 18 атомів вуглецю, відбувається перехід фізичного стану в тверду форму.
Для них характерна ізомерія з вуглецевого скелету, за матеріальним становищем зв`язку потрійний, а також міжкласові видозміни молекули.
За хімічними характеристиками ацетиленові вуглеводні подібні алкенам.
Якщо у алкинов потрійний зв`язок кінцева, то вони виконують функцію кислоти з утворенням солей алкінідов, наприклад, NaC&equiv-CNa. наявність двох &pi - зв`язків робить молекулу ацетіледіна натрію сильним нуклеофілом, що вступає в реакції заміщення.
Ацетилен піддається хлоруванню у присутності хлориду міді з отриманням діхлорацетілена, конденсації під дією галогеналкінов з виділенням діацетіленових молекул.
Алкіни беруть участь в реакціях приєднання електрофільного, принцип яких лежить в основі галогенування, гідрогалогенірованіе, гидротации і карбонилирования. Однак такі процеси протікають слабкіше, ніж у алкенів з подвійним зв`язком.
Для ацетиленових вуглеводнів можливі реакції приєднання по нуклеофільного типу молекули спирту, первинного аміну або сірководню.
