Az alkén szénhidrogének (olefinek) a szerves anyagok azon osztályai közé tartoznak, amelyeknek megvannak a maguk. Az alkének izomériájának típusai ennek az osztálynak a képviselőiben nem ismétlődnek meg más szerves anyagok izomériájával.

Kapcsolatban áll

Az osztály jellemzői

Az etilén-olefinek ún a telítetlen szénhidrogének egyik osztálya, amely egy kettős kötést tartalmaz.

Által fizikai tulajdonságok A telítetlen vegyületek e kategóriájának képviselői a következők:

• gázok,
• folyadékok,
• szilárd vegyületek.

A molekulák összetételében nemcsak "szigma" kötés van, hanem "pi" kötés is. Ennek oka a hibridizáció szerkezeti képletében való jelenléte. sp2”, amelyet a vegyület atomjainak azonos síkban való elrendezése jellemez.

Ugyanakkor legalább százhúsz fokos szög alakul ki közöttük. nem hibridizált pályák" R» a molekulasík feletti és alatti elhelyezkedésre egyaránt jellemző.

A szerkezet ezen jellemzője további kötések kialakulásához vezet - "pi" vagy " π ».

A leírt kapcsolat kevésbé erős a "szigma"-kötésekhez képest, mivel az oldalátfedés gyenge tapadású. A kialakult kötések elektronsűrűségének teljes eloszlását inhomogenitás jellemzi. Ha a szén-szén kötés közelében forog, megsérti a "p" pályák átfedését. Minden alkén (olefin) esetében egy ilyen minta megkülönböztető jellemző.

Szinte minden etilénvegyület magas forrás- és olvadásponttal rendelkezik, ami nem minden szerves anyagra jellemző. A telítetlen szénhidrátok ezen osztályának képviselői gyorsan feloldódnak más szerves oldószerekben.

Figyelem! Aciklusos telítetlen vegyületek, az etilén-szénhidrogének általános képlete - C n H 2n.

Homológia

Abból a tényből kiindulva, hogy az alkének általános képlete C n H 2n, bizonyos homológiát mutatnak. Az alkének homológ sorozata az első reprezentatív etilénnel vagy eténnel kezdődik. Ez az anyag benne normál körülmények között gáz, és két szénatomot és négy hidrogénatomot tartalmaz,C 2 H 4. Az etén mögött az alkének homológ sorozata propénnel és buténnel folytatódik. Képleteik a következők: "C 3 H 6" és "C 4 H 8". Normál körülmények között ezek is nehezebb gázok, ami azt jelenti, hogy fejjel lefelé fordított kémcsővel kell összegyűjteni.

Az alkének általános képlete lehetővé teszi ennek az osztálynak a következő képviselőjének kiszámítását, amelynek legalább öt szénatomja van a szerkezeti láncban. Ez egy pentén, amelynek képlete "C 5 H 10".

Által fizikai jellemzők a megadott anyag a folyadékokhoz, valamint a homológ vonal következő tizenkét vegyületéhez tartozik.

A jelzett jellemzőkkel rendelkező alkének között vannak még szilárd anyagok, amelyek a C 18 H 36 képlettel kezdődnek. A folyékony és szilárd etilén szénhidrogének nem hajlamosak vízben oldódni, de szerves oldószerekbe kerülve reakcióba lépnek velük.

Az alkének leírt általános képlete magában foglalja a korábban állandó "an" utótag helyettesítését "en"-re. Ezt rögzítik az IUPAC szabályai. Bármelyik képviselőt is vegyük ennek a vegyületkategóriának, mindegyik rendelkezik a leírt utótaggal.

Az etilénvegyületek nevében mindig szerepel egy bizonyos szám, amely a kettős kötés helyét jelzi a képletben. Példák erre: "butén-1" vagy "pentén-2". Az atomszámozás a kettős konfigurációhoz legközelebb eső éltől kezdődik. Ez a szabály minden esetben "vas".

izoméria

Az alkének hibridizációjának meglévő típusától függően bizonyos típusú izomériákkal rendelkeznek, amelyek mindegyikének megvan a maga sajátossága és szerkezete. Tekintsük az alkének izomériájának fő típusait.

szerkezeti típus

A szerkezeti izoméria izomerekre oszlik a következők szerint:

• szénváz;
• a kettős kötés helye.

A szénváz szerkezeti izomerjei gyökök (a főláncból való elágazás) megjelenése esetén keletkeznek.

A jelzett izoméria alkének izomerjei a következők:

CH 2 \u003d CH — CH 2 — CH 3.

2-metilpropén-1:

CH2=C — CH 3

│

A bemutatott vegyületek összesen szén- és hidrogénatomot tartalmaznak (C 4 H 8), de a szénhidrogénváz szerkezete eltérő. Ezek szerkezeti izomerek, bár tulajdonságaik nem azonosak. A butén-1 (butilén) jellegzetes szaggal és narkotikus tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek irritálják a légutakat. Ezek a tulajdonságok nem tartalmaznak 2-metilpropén-1-et.

Ebben az esetben az etilénnek (C 2 H 4) nincs izomerje, mivel csak két szénatomot tartalmaz, ahol a gyökök nem helyettesíthetők.

Tanács! A gyök a középső és az utolsó előtti szénatomon helyezhető el, de nem helyezhető el a szélső szubsztituensek közelében. Ez a szabály minden telítetlen szénhidrogénre érvényes.

A kettős kötés helyét illetően az izomerek megkülönböztethetők:

CH 2 \u003d CH — CH 2 — CH2-CH3.

CH3-CH = CH — CH2-CH3.

A bemutatott példákban az alkének általános képlete a következő:C 5 H 10,, de egy kettős kötés helye más. Ezeknek a vegyületeknek a tulajdonságai változnak. Ez a szerkezeti izoméria.

izoméria

Térbeli típus

Az alkének térbeli izomériája a szénhidrogén szubsztituensek elrendeződésének természetével függ össze.

Ennek alapján az izomereket megkülönböztetik:

• "cisz";
• "Trance".

Az alkének általános képlete lehetővé teszi ugyanazon vegyület "transz-izomerjei" és "cisz-izomerjei" létrehozását. Vegyük például a butilént (butént). Ehhez lehetőség van a térszerkezet izomereinek létrehozására a szubsztituensek kettős kötéshez viszonyított eltérő elrendezésével. Példákkal az alkének izomériája így nézne ki:

"cisz-izomer" "transz-izomer"

Butén-2 Butén-2

Ebből a példából látható, hogy a "cisz-izomerek" két azonos gyököt tartalmaznak a kettős kötés síkjának egyik oldalán. A „transz-izomerek” esetében ez a szabály nem működik, mivel a „C \u003d C” szénlánchoz képest két eltérő szubsztituenssel rendelkeznek. Ennek a szabályszerűségnek a ismeretében lehetőség nyílik "cisz" és "transz" izomerek előállítására különféle aciklusos etilén szénhidrogénekre.

A butén-2 bemutatott „cisz-izomerje” és „transz-izomerje” nem alakítható át egymásba, mivel ehhez a meglévő szén kettős lánc (C=C) körüli forgás szükséges. Ennek a forgatásnak a végrehajtásához bizonyos mennyiségű energiára van szükség a meglévő „p-kötés” megszakításához.

A fentiek alapján megállapítható, hogy a fajok "transz" és "cisz" izomerjei egyedi vegyületek, amelyek bizonyos kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek.

Melyik alkénnek nincsenek izomerjei. Az etilénnek nincsenek térbeli izomerjei a kettős lánchoz viszonyított hidrogénszubsztituensek azonos elrendezése miatt.

Interclass

Az alkén szénhidrogénekben az osztályok közötti izoméria széles körben elterjedt. Ennek az az oka, hogy az osztály képviselőinek általános képlete hasonló a cikloparaffinok (cikloalkánok) képletéhez. Ezekben az anyagkategóriákban azonos számú szén- és hidrogénatom van, az összetétel többszöröse (C n H 2n).

Az interclass izomerek így néznek ki:

CH 2 \u003d CH — CH 3.

Ciklopropán:

Kiderül, hogy a képletC3H6két vegyület felelős: a propén-1 és a ciklopropán. A szerkezeti felépítésből látható a szén egymáshoz viszonyított eltérő elrendezése. Ezeknek a vegyületeknek a tulajdonságai is eltérőek. A propén-1 (propilén) alacsony forráspontú gáznemű vegyület. A ciklopropánt szúrós szagú és csípős ízű gáz halmazállapotú állapot jellemzi. Ezen anyagok kémiai tulajdonságai is különböznek, de összetételük azonos. A szerves anyagokban az ilyen izomereket interclass-nak nevezik.

Alkének. Alkének izomerizmusa. HASZNÁLAT. Szerves kémia.

Alkének: szerkezet, nómenklatúra, izoméria

Következtetés

Fontos jellemzőjük az alkénizoméria, melynek köszönhetően új, más tulajdonságokkal rendelkező vegyületek jelennek meg a természetben, amelyeket az iparban és a mindennapi életben használnak fel.

Folytatás. Az elején lásd № 15, 16, 17, 18, 19/2004

9. lecke
Az alkének kémiai tulajdonságai

Az alkének (etilén és homológjai) kémiai tulajdonságait nagymértékben meghatározza a molekuláikban lévő d ... kötések jelenléte. Az alkének mindhárom típusú reakcióba bekapcsolódnak, és ezek közül a legjellemzőbbek a p ... reakciók. Tekintsük őket példaként a propilén C 3 H 6 használatával.
Minden addíciós reakció kettős kötésen keresztül megy végbe, és az alkén α-kötésének felhasadásából és két új α-kötés kialakulásából áll a szakadás helyén.

Halogének hozzáadása:

Hidrogén hozzáadása(hidrogénezési reakció):

Vízcsatlakozás(hidratációs reakció):

Hidrogén-halogenidek (HHal) és víz hozzáadása az aszimmetrikus alkénekhez V. V. Markovnyikov szabálya szerint (1869). Hidrogénsav Hhal a kettős kötésnél a leginkább hidrogénezett szénatomhoz kapcsolódik. Ennek megfelelően a Hal-maradék a C atomhoz kötődik, amely kevesebb hidrogénatomot tartalmaz.

Alkének égése levegőben.
Meggyújtáskor az alkének a levegőben égnek:

2CH 2 \u003d CHCH 3 + 9O 2 6CO 2 + 6H 2 O.

A gáznemű alkének a légköri oxigénnel robbanásveszélyes keveréket alkotnak.
Az alkének vizes közegben kálium-permanganáttal oxidálódnak, ami a KMnO 4-oldat elszíneződésével és glikolok képződésével jár együtt (két hidroxilcsoportot tartalmazó vegyületek a szomszédos C atomokon). Ez a folyamat - alkének hidroxilezése:

Az alkéneket a légköri oxigén epoxidokká oxidálja. ezüst katalizátor jelenlétében hevítve:

Alkének polimerizációja- sok alkén molekula egymáshoz kötődése. Reakciókörülmények: melegítés, katalizátorok jelenléte. A molekulák összekapcsolása az intramolekuláris kötések felhasadásával és új intermolekuláris kötések kialakulásával történik:

Ebben a reakcióban az értéktartomány n = 10 3 –10 4 .

Feladatok.

1. Írja fel a butén-1 reakcióegyenleteit: a) Br2; b) HBr; V) H2O; G) H2. Nevezze meg a reakciótermékeket!

2. Ismeretesek azok a körülmények, amelyek mellett a víz és a hidrogén-halogenidek hozzáadása az alkének kettős kötéséhez a Markovnikov-szabály ellen megy végbe. Írj reakcióegyenleteket!
3-brómpropilén anti-Markovnikov szerint: a) vízzel; b) hidrogén-bromid.

3. Írja fel a polimerizációs reakciók egyenleteit: a) butén-1; b) vinil-klorid CH2=CHCI;
c) 1,2-difluor-etilén.

4. Írja fel az etilén és az oxigén reakcióinak egyenleteit! következő folyamatokat: a) égés levegőben; b) hidroxilezés vízzel KMnO 4; c) epoxidáció (250 °C, Ag ).

5. Írja fel egy alkén szerkezeti képletét, tudva, hogy 0,21 g ebből a vegyületből 0,8 g brómot adhat hozzá.

6. 1 liter gáz halmazállapotú szénhidrogén elégetésekor, amely elszínteleníti a kálium-permanganát málnaoldatát, 4,5 liter oxigén fogy el, és 3 litert kapunk. CO2. Írd fel ennek a szénhidrogénnek a szerkezeti képletét!

10. lecke
Alkének beszerzése és használata

Az alkének előállítására szolgáló reakciók a reprezentatív reakciók megfordulására redukálódnak Kémiai tulajdonságok alkének (jobbról balra áramoltatva őket, lásd a 9. leckét). Csak meg kell találni a megfelelő feltételeket.
Két halogénatom eltávolítása dihalogén-alkánokból Halogéneket tartalmaznak a szomszédos szénatomokon. A reakció fémek (Zn stb.) hatására megy végbe:

Telített szénhidrogének feltörése. Tehát az etán krakkolása során (lásd a 7. leckét) etilén és hidrogén keveréke képződik:

Az alkoholok kiszáradása. Amikor az alkoholokat vízeltávolító szerekkel (tömény kénsav) kezelik, vagy 350 °C-ra hevítik katalizátor jelenlétében, a víz leválik és alkének képződnek:

Ily módon etilént nyernek a laboratóriumban.
A propilén előállításának egyik ipari módszere a krakkolás mellett a propanol alumínium-oxidon történő dehidratálása:

A klór-alkánok dehidroklórozása alkoholos lúgos oldat hatására történik, mert A vízben a reakciótermékek nem alkének, hanem alkoholok.

Az etilén és homológjainak használata kémiai tulajdonságaik, azaz a különféle hasznos anyagokká való átalakulási képességük alapján.

Motorüzemanyagok, nagy oktánszámú, elágazó láncú alkének hidrogénezésével nyerik:

A bróm inert oldószerben (CCl 4) készült sárga oldatának elszíneződése akkor következik be, ha egy csepp alként adunk hozzá, vagy gáz halmazállapotú alként vezetünk át az oldaton. Kölcsönhatás brómmal - jellemző kvalitatív reakció a kettős kötésre:

Az etilén hidroklórozásának termékét, a klór-etánt használják kémiai szintézis a C 2 H 5 csoport bejuttatása a molekulába:

A klór-etán helyi érzéstelenítő (fájdalomcsillapító) hatással is rendelkezik, amelyet sebészeti beavatkozásoknál alkalmaznak.

Az alkoholokat alkének hidratálásával állítják elő, pl. etanol:

A C 2 H 5 OH alkoholt oldószerként, fertőtlenítésre, új anyagok szintéziséhez használják.

Az etilén hidratálása oxidálószer [O] jelenlétében etilénglikolhoz vezet. fagyálló és a kémiai szintézis közbenső terméke:

Az etilént oxidálják, így etilén-oxidot és acetaldehidet kapnak. nyersanyagok a vegyiparban:

Polimerek és műanyagok- alkének polimerizációs termékei, például politetrafluor-etilén (teflon):

Feladatok.

1. Egészítse ki az eliminációs (hasítási) reakciók egyenleteit! nevezd meg a keletkező alkéneket!:

2. Állítsa be a hidrogénezési reakciók egyenleteit: a) 3,3-dimetil-butén-1;
b) 2,3,3-trimetil-butén-1. Ezekből a reakciókból motorüzemanyagként használt alkánok képződnek, nevezd el őket.

3. 100 g etil-alkoholt engedtünk át egy hevített alumínium-oxiddal töltött csövön. C 2 H 5OH. Ez 33,6 liter szénhidrogént eredményezett (n.o.s.). Mennyi alkohol (%-ban) reagált?

4. Hány gramm bróm reagál 2,8 liter (n.o.s.) etilénnel?

5. Írjon fel egyenletet a trifluor-klór-etilén polimerizációjára! (A keletkező műanyag ellenáll a forró kénsavnak, a fémes nátriumnak stb.)

Válaszok az 1. témakör gyakorlataira

9. lecke

5. Az alkén C reakciója n H2 n brómmal benne Általános nézet:

Moláris tömeg alkén M(VAL VEL n H2 n) = 0,21 160/0,8 = 42 g/mol.
Ez propilén.
Válasz. Az alkén képlete CH 2 \u003d CHCH 3 (propilén).

6. Mivel a reakcióban részt vevő összes anyag gáz, a reakcióegyenletben szereplő sztöchiometrikus együtthatók térfogatarányukkal arányosak. Írjuk fel a reakcióegyenletet:

VAL VEL a H V+ 4,5O 2 3CO 2 + 3H 2 O.

A vízmolekulák számát a reakcióegyenlet határozza meg: 4,5 2 = 9 O atom reagált, 6 O atom a CO 2 -ben kötődik, a maradék 3 O atom három H 2 O molekula része, ezért az indexek egyenlőek: A = 3, V\u003d 6. A kívánt szénhidrogén a propilén C 3 H 6.
Válasz. A propilén szerkezeti képlete CH 2 = CHCH 3.

10. lecke

1. Eliminációs (hasítási) reakcióegyenletek - alkének szintézise:

2. Alkének hidrogénezési reakciói nyomás alatt, katalizátor jelenlétében:

3. Az etil-alkohol dehidratációjának reakciója a következőképpen alakul:

Itt keresztül x az etilénné átalakult alkohol tömegét jelzik.
Keressük az értéket x: x\u003d 46 33,6 / 22,4 \u003d 69 g.
A reagált alkohol aránya: 69/100 = 0,69, vagyis 69%.
Válasz. 69% alkohol reagált.

4.

Mivel a reaktánsok (C 2 H 4 és Br 2) képlete előtti sztöchiometrikus együtthatók eggyel egyenlőek, az összefüggés érvényes:
2,8/22,4 = x/160. Innen x= 20 g Br2.
Válasz. 20 g Br 2 .

Égnek.

1. Égés levegőben

2. Oxidálás permanganát vizes oldatával (Wagner-reakció)

Semleges közegben barna mangán (IV)-oxidot kapunk, és a szerves anyag kettős kötéséhez két OH-csoport kapcsolódik:

A bal oldalon egy alkén kálium-permanganáttal, a jobb oldalon egy alkán. A szerves réteg (felső) nem keveredik a vizes réteggel (alul). A jobb oldalon a permanganát színe nem változott. Rizs. 1.

Rizs. 1. Wagner reakció

3. Oxidálás savanyított permanganát oldattal

Savas környezetben az oldat színtelenné válik: Mn +7 redukálódik Mn +2-re. A kálium-permanganát savanyított oldatának elszíneződése - minőségi reakció a telítetlen vegyületekre.

5CH 2 \u003d CH 2 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 \u003d 12 MnSO 4 + 10CO 2 + 6K 2 SO 4 + 28 H 2 O.

Az oxidációs termékek függése az alkén szerkezetétől:

Gyökös helyettesítés az alkénekben

Propén és klór magas hőmérsékleten: 400-500 o C (kedvező körülmények radikális reakciók) ne az összeadás, hanem a helyettesítés szorzatát adja meg.

Az iparban az alkéneket kőolaj-alkánok krakkolása vagy dehidrogénezése útján állítják elő.

Laboratóriumi módszerek a hasítási reakciókon alapuló alkének előállítása.

1. Dehalogénezés

A dihalogén-alkánok, amelyek molekuláiban halogénatomok a szomszédos szénatomokon helyezkednek el, magnéziummal vagy cinkkel való reakciója kettős kötés képződéséhez vezet:

CH 2 Cl-CH 2 Cl + Zn → CH 2 \u003d CH 2 + ZnCl 2

2. Dehidrohalogénezés

Amikor a halogén-alkánok reagálnak forró alkoholos lúgoldattal, egy hidrogén-halogenid molekula leszakad, és alkén képződik:

CH 3 -CH 2 -CHCl-CH 3 + KOH alkohol. CH 3 -CH \u003d CH-CH 3 + KCl + H 2 O

3. Kiszáradás

Az alkoholok tömény kénsavval vagy foszforsavval való hevítése a víz eltávolításához és alkén képződéséhez vezet.

Az aszimmetrikus halogén-alkánok és alkoholok eliminációs reakciói gyakran a szerint zajlanak le Zaicev szabálya: A hidrogénatom túlnyomórészt leválik a C atomok atomjairól, amihez kapcsolódik a legkisebb szám atomok N.

Zajcev szabálya, akárcsak Markovnyikov szabálya, a reakcióban képződő köztes részecskék stabilitásának összehasonlításával magyarázható.

Az etilén, a propén és a butének a petrolkémiai szintézis kiindulási anyagai, elsősorban a műanyagok előállításához.

Ha klórt adunk az alkénekhez, klórszármazékokat kapunk.

CH 2 = CH-CH 3 +Cl 2 → CH 2 Cl- CHCI- CH 3 (1,2-diklór-propán)

De még 1884-ben az orosz tudós, Lvov M.D. (2. ábra) a propén klórozási reakcióját súlyosabb körülmények között, t = 400 0 C-on hajtotta végre. Ennek eredményeként a termék nem klór hozzáadása, hanem helyettesítése volt.

CH 2 = CH-CH 3 +Cl 2 CH 2 = CH-CH 2Cl + HCl

Rizs. 2. Orosz tudós M.D. Lviv

Ugyanazon anyagok kölcsönhatása különböző körülmények között eltérő eredményekhez vezet. Ezt a reakciót széles körben alkalmazzák glicerin előállítására. Néha etilént használnak a zöldségboltokban, hogy felgyorsítsák a gyümölcsök érését.

Összegezve a tanulságot

Ebben a leckében az „Alkének. Kémiai tulajdonságok - 2. Alkének előállítása és felhasználása. Az óra során elmélyíthette ismereteit az alkénekről, megismerhette az alkének kémiai tulajdonságait, valamint az alkének beszerzésének és felhasználásának sajátosságait.

Bibliográfia

1. Rudzitis G.E. Kémia. Alapok Általános kémia. 10. évfolyam: tankönyv oktatási intézményeknek: alapvető szintje/ G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Oktatás, 2012.

2. Kémia. 10-es fokozat. Profil szint: tanulmányok. általános műveltségre intézmények / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin és mások - M.: Drofa, 2008. - 463 p.

3. Kémia. 11. évfolyam. Profilszint: tankönyv. általános műveltségre intézmények / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin és mások - M.: Drofa, 2010. - 462 p.

4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Kémiai feladatgyűjtemény egyetemekre jelentkezők számára. - 4. kiadás - M.: RIA "Új hullám": Umerenkov kiadó, 2012. - 278 p.

Házi feladat

1. 12., 13. sz. (39. o.) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kémia: Szerves kémia. 10. évfolyam: tankönyv oktatási intézmények számára: alapfok / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Oktatás, 2012.

2. Mi a kvalitatív reakció az etilénre és homológjaira?

3. A propén klórozása során nem lehet hozzáadni, hanem helyettesíteni? Mihez kapcsolódik?

Tudáshipermarket >> Kémia >> Kémia 10. osztály >> Kémia: Alkének

A telítetlen szénhidrogének közé tartoznak azok a szénhidrogének, amelyek több kötést tartalmaznak a molekulák szénatomjai között. Telítetlenek az alkének, alkinek, alkadiének (poliének). A ciklusban kettős kötést tartalmazó ciklikus szénhidrogének (cikloalkének), valamint a ciklusban kis szénatomszámú (három vagy négy atomos) cikloalkánok szintén telítetlenek. A "telítetlenség" tulajdonsága ezen anyagok azon képességével függ össze, hogy addíciós reakciókba lépjenek, elsősorban hidrogénnel, telített vagy telített szénhidrogének - alkánok képződésével.

Szerkezet

Az alkének aciklikusak, a molekulában az egyes kötéseken kívül egy kettős kötést is tartalmaznak a szénatomok között, és megfelelnek a C n H 2n általános képletnek.

Az alkének a második nevüket - "olefinek" a telítetlen zsírsavakkal (olajsav, linolsav) analóg módon kapták, amelyek maradványai folyékony zsírok - olajok (az angol olaj - olajból) részét képezik.

Azok a szénatomok, amelyek között kettős kötés van, mint tudod, az sp 2 hibridizáció állapotában vannak. Ez azt jelenti, hogy egy s- és két p-pálya vesz részt a hibridizációban, míg egy p-orbitál hibridizálatlan marad. A hibrid pályák átfedése α-kötés kialakulásához vezet, és a szomszédos etilénmolekulák nem hibridizált α-pályái miatt a szénatomok egy második, P-kapcsolat. Így egy kettős kötés egy z- és egy p-kötésből áll.

A kettős kötést alkotó atomok hibrid pályái ugyanabban a síkban vannak, míg az n-kötést alkotó pályák merőlegesek a molekula síkjára (lásd 5. ábra).

A kettős kötés (0,132 nm) rövidebb, mint az egyszeres kötés, és energiája nagyobb, vagyis tartósabb. Mindazonáltal a mozgékony, könnyen polarizálható 7r kötés jelenléte azt a tényt eredményezi, hogy az alkének kémiailag aktívabbak, mint az alkánok, és képesek addíciós reakciókba lépni.

Az etén homológ sorozata

Az el nem ágazó alkének alkotják az etén (etilén) homológ sorozatát.

C2H4 - etén, C3H6 - propén, C4H8 - butén, C5H10 - pentén, C6H12 - hexén stb.

Izomerizmus és nómenklatúra

Az alkénekre, valamint az alkánokra jellemző a szerkezeti izoméria. A szerkezeti izomerek, mint emlékszel, a szénváz szerkezetében különböznek egymástól. A legegyszerűbb alkén, amelyet szerkezeti izomerek jellemeznek, a butén.

CH3-CH2-CH=CH2CH3-C=CH2
l
CH3
butén-1-metilpropén

A szerkezeti izoméria egy speciális típusa a kettős kötési izoméria:

CH3-CH2-CH=CH2CH3-CH=CH-CH3
butén-1 butén-2

A szénatomok szinte szabad forgása lehetséges egyetlen szén-szén kötés körül, így az alkánmolekulák nagyon sokféle formát ölthetnek. A kettős kötés körüli forgás lehetetlen, ami egy másik típusú izoméria megjelenéséhez vezet az alkénekben - geometriai, ill. cisz-transz izoméria.

A cisz-izomerek abban különböznek a mellkasi izomerektől, hogy a molekulafragmensek (jelen esetben metilcsoportok) a síkhoz viszonyított térbeli elrendeződésében elhelyezkednek. P kapcsolatokat, és így tulajdonságokat.

Az alkének izomerek a cikloalkánokkal szemben (osztályközi izoméria), például:

ch2=ch-ch2-ch2-ch2-ch3
hexén-1 ciklohexán

Elnevezéstan alkének, amelyet az IUPAC fejlesztett ki, hasonló az alkánok nómenklatúrájához.

1. Főáramkör kiválasztása

A szénhidrogén nevének kialakulása a fő lánc meghatározásával kezdődik - a molekula szénatomjainak leghosszabb lánca. Alkének esetében a főláncnak kettős kötést kell tartalmaznia.

2. A főlánc atomjainak számozása

A főlánc atomjainak számozása attól a végtől kezdődik, amelyikhez a kettős kötés a legközelebb van. Például a kapcsolat helyes neve

ch3-chn-ch2-ch=ch-ch3 ch3

5-metil-hexén-2, nem 2-metil-hexén-4, mint az várható.

Ha a láncban lévő atomok számozásának kezdetét nem lehet meghatározni a kettős kötés helyével, akkor azt ugyanúgy a szubsztituensek helyzete határozza meg, mint a telített szénhidrogéneknél.

CH3-CH2-CH=CH-CH-CH3
l
CH3
2-metil-hexén-3

3. Névképzés

Az alkének nevei ugyanúgy keletkeznek, mint az alkánok. A név végén annak a szénatomnak a száma, amelynél a kettős kötés kezdődik, és az utótag, amely azt jelzi, hogy a vegyület az alkének osztályába tartozik, az -én.

Nyugta

1. Kőolajtermékek krakkolása. A telített szénhidrogének termikus krakkolása során az alkánok képződésével együtt alkének képződnek.

2. Telített szénhidrogének dehidrogénezése. Amikor az alkánokat magas hőmérsékleten (400-600 °C) vezetjük át egy katalizátoron, egy hidrogénmolekula leszakad, és alkén képződik:

3. Alkoholok dehidratálása (víz hasítása). A vízeltávolító szerek (H2804, Al203) hatása az egyértékű alkoholokra magas hőmérsékleten a vízmolekula eliminációjához és kettős kötés kialakulásához vezet:

Ezt a reakciót intramolekuláris dehidratációnak nevezik (ellentétben az intermolekuláris dehidratációval, amely éterek képződéséhez vezet, és amelyet az „Alkoholok” 16. §-ban tárgyalunk).

4. Dehidrohalogénezés (hidrogén-halogenid eltávolítása).

Ha egy halogén-alkán alkoholos oldatban lúggal reagál, egy hidrogén-halogenid molekula eliminációja következtében kettős kötés jön létre.

Megjegyzendő, hogy ez a reakció túlnyomórészt butén-2-t termel, nem butén-1-et, ami megfelel a Zaicev szabálya:

Ha egy hidrogén-halogenidet leválasztunk a szekunder és tercier halogén-alkánokról, a hidrogénatom a legkevésbé hidrogénezett szénatomról válik le.

5. Dehalogénezés. Egy alkán dibrómszármazékán a cink hatására a halogénatomok leválanak a szomszédos szénatomokról, és kettős kötés jön létre:

Fizikai tulajdonságok

Az első három képviselő homológ sorozat alkének - gázok, C5H10-C16H32 összetételű anyagok - folyadékok, magasabb szénatomszámú alkének - szilárd anyagok.

A forrás- és olvadáspont természetesen növekszik a vegyületek molekulatömegének növekedésével.

Kémiai tulajdonságok

Addíciós reakciók

Emlékezzünk vissza, hogy a telítetlen szénhidrogének - alkének képviselőinek megkülönböztető jellemzője az addíciós reakciókba való belépés. E reakciók többsége elektrofil addíciós mechanizmussal megy végbe.

1. Alkének hidrogénezése. Az alkének képesek hidrogént hozzáadni hidrogénező katalizátorok - fémek - platina, palládium, nikkel jelenlétében:

CH3-CH2-CH=CH2 + H2 -> CH3-CH2-CH2-CH3

Ez a reakció légköri és emelt nyomáson is lezajlik, és nem igényel magas hőmérsékletet, mivel exoterm. Ugyanazon katalizátoron a hőmérséklet emelkedésével a fordított reakció, a dehidrogénezés fordulhat elő.

2. Halogénezés (halogének hozzáadása). Egy alkén kölcsönhatása brómos vízzel vagy bróm szerves oldószerben (СCl4) készült oldatával ezeknek az oldatoknak a gyors elszíneződéséhez vezet az alkénhez halogénmolekula hozzáadása és dihalogén-alkánok képződése következtében.

Markovnikov Vlagyimir Vasziljevics

(1837-1904)

orosz szerves vegyész. Formulált (1869) szabályok a szubsztitúció, elimináció, kettős kötés hozzáadása és izomerizáció reakcióinak irányára, a kémiai szerkezettől függően. Vizsgálta (1880-tól) az olaj összetételét, lefektette a petrolkémiát, mint önálló tudományt. Megnyílt (1883) a szerves anyagok új osztálya - a ciklo-paraffinok (naftének).

3. Hidrohalogénezés (hidrogén-halogenid hozzáadása).

A hidrogén-halogenid addíciós reakciót az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk. Ez a reakció engedelmeskedik Markovnikov szabályának:

Ha hidrogén-halogenidet adunk egy alkénhez, a hidrogén egy jobban hidrogénezett szénatomhoz kapcsolódik, azaz ahhoz az atomhoz, amelyen található több atom hidrogén és halogén – kevésbé hidrogénezett.

4. Hidratálás (víz hozzáadása). Az alkének hidratálása alkoholok képződéséhez vezet. Például az etil-alkohol előállításának egyik ipari módszere a víz eténhez való hozzáadása az alapja:

CH2=CH2 + H2O -> CH3-CH2OH
etén etanol

Megjegyzendő, hogy primer alkohol (a primer szénatomon hidroxilcsoporttal) csak akkor képződik, ha az etént hidratálják. Amikor propént vagy más alkéneket hidratálnak, szekunder alkoholok képződnek.

Ez a reakció is Markovnikov szabálya szerint megy végbe - a hidrogénkationt a jobban hidrogénezett szénatomhoz, a hidroxilcsoportot pedig a kevésbé hidrogénezetthez adják.

5. Polimerizáció. Az addíció speciális esete az alkének polimerizációs reakciója:

Ez az addíciós reakció szabad gyökös mechanizmussal megy végbe.

Oxidációs reakciók

Mint bármelyik szerves vegyületek, az alkének oxigénben égnek CO2-t és H20-t képezve.

Ellentétben az alkánokkal, amelyek ellenállnak az oldatokban történő oxidációnak, az alkének könnyen oxidálódnak kálium-permanganát vizes oldataival. Semleges vagy enyhén lúgos oldatokban az alkének diolokká (kétértékű alkoholokká) oxidálódnak, a hidroxilcsoportok pedig azokhoz az atomokhoz kapcsolódnak, amelyek között az oxidáció előtt kettős kötés létezett.

Mint már tudja, a telítetlen szénhidrogének - alkének addíciós reakciókba léphetnek. E reakciók többsége elektrofil addíciós mechanizmussal megy végbe.

elektrofil addíció

Az elektrofil reakciók olyan reakciók, amelyek elektrofilek – olyan részecskék, amelyeknek nincs elektronsűrűsége, például egy kitöltetlen pálya – hatására mennek végbe. A legegyszerűbb elektrofil részecske a hidrogénkation. Ismeretes, hogy a hidrogénatom 3-as pályánként egy elektront tartalmaz. Hidrogénkation akkor keletkezik, amikor az atom elveszíti az elektronját, így a hidrogénkationnak egyáltalán nincsenek elektronjai:

H-1e- -> H+

Ebben az esetben a kationnak meglehetősen nagy elektronaffinitása van. E tényezők kombinációja a hidrogénkationt meglehetősen erős elektrofil részecskévé teszi.

A savak elektrolitikus disszociációja során hidrogénkation képződése lehetséges:

HBr -> H + + Br -

Ez az oka annak, hogy sok elektrofil reakció megy végbe savak jelenlétében és részvételével.

Az elektrofil részecskék, mint korábban említettük, megnövekedett elektronsűrűségű régiókat tartalmazó rendszerekre hatnak. Ilyen rendszerre példa lehet a többszörös (kettős vagy hármas) szén-szén kötés.

Ön már tudja, hogy azok a szénatomok, amelyek között kettős kötés jön létre, sp 2 hibridizációs állapotban vannak. A szomszédos szénatomok nem hibridizált p-pályái, amelyek ugyanabban a síkban helyezkednek el, átfedik egymást, és kialakul P-kötés, amely kevésbé erős, mint a z-kötés, és ami a legfontosabb, könnyen polarizálódik külső hatás hatására elektromos mező. Ez azt jelenti, hogy amikor egy pozitív töltésű részecske közeledik, a TC kötés elektronjai az irányába elmozdulnak, és az ún. P-összetett.

Kiderül P-komplex és hidrogénkation hozzáadásával P-kapcsolatok. A hidrogénkation mintegy a molekula síkjából kiálló elektronsűrűségbe botlik. P-linkel és csatlakozik hozzá.

A következő szakaszban az elektronpár teljes elmozdulása következik be. P-kötődik az egyik szénatomhoz, ami egy magányos elektronpár megjelenéséhez vezet rajta. A szénatom pályája, amelyen ez a pár található, és a hidrogénkation kitöltetlen pályája átfedik egymást, ami a kialakulásához vezet kovalens kötés a donor-akceptor mechanizmus szerint. Ugyanakkor a második szénatom kitöltetlen pálya, azaz pozitív töltés marad.

A kapott részecskét karbokationnak nevezik, mert pozitív töltést tartalmaz a szénatomon. Ez a részecske bármilyen anionnal kombinálódhat, olyan részecskével, amelynek meg nem osztott elektronpárja van, azaz egy nukleofil.

Tekintsük az elektrofil addíciós reakció mechanizmusát az etén hidrobrómozásának (hidrogén-bromid hozzáadása) példájával:

CH2=CH2+HBr -->CHBr-CH3

A reakció egy elektrofil részecske - hidrogénkation - képződésével kezdődik, amely egy hidrogén-bromid molekula disszociációja eredményeként következik be.

Hidrogénkationos támadások P-csatlakozás, alakítás P-egy komplex, amely gyorsan karbokationná alakul:

Most vegyünk egy bonyolultabb esetet.

A hidrogén-bromid eténhez való addíciós reakciója egyértelműen lezajlik, és a hidrogén-bromid és a propén kölcsönhatása elméletileg két terméket eredményezhet: 1-bróm-propánt és 2-bróm-propánt. A kísérleti adatok azt mutatják, hogy főként 2-bróm-propánt kapnak.

Ennek megmagyarázásához figyelembe kell vennünk egy köztes részecskét - egy karbokationt.

Hidrogénkationnak a propénhoz való hozzáadása két karbokation képződéséhez vezethet: ha a hidrogénkation az első szénatomhoz kapcsolódik, a lánc végén lévő atomhoz, akkor a másodikhoz, azaz a lánc végén lévő atomhoz kapcsolódik. a molekula középpontja (1) pozitív töltésű lesz; ha csatlakozik a másodikhoz, akkor az első atom (2) pozitív töltésű lesz.

A reakció előnyös iránya attól függ, hogy melyik karbokáció lesz több a reakcióközegben, amit viszont a karbokation stabilitása határoz meg. A kísérlet a 2-bróm-propán domináns képződését mutatja. Ez azt jelenti, hogy a központi atomon pozitív töltésű karbokation (1) képződése nagyobb mértékben megy végbe.

Ennek a karbokationnak a nagyobb stabilitása azzal magyarázható, hogy a központi szénatom pozitív töltését két metilcsoport pozitív induktív hatása kompenzálja, amelyek összhatása nagyobb, mint egy etilcsoport +/- hatása:

Az alkének hidrohalogénezési reakcióinak mintázatait a híres orosz kémikus, V. V. Markovnikov, A. M. Butlerov tanítványa tanulmányozta, aki, mint fentebb említettük, megfogalmazta a nevét viselő szabályt.

Ezt a szabályt empirikusan, azaz empirikusan állapították meg. Jelenleg teljesen meggyőző magyarázatot tudunk adni rá.

Érdekes módon más elektrofil addíciós reakciók is engedelmeskednek a Markovnikov-szabálynak, ezért helyes lenne általánosabb formában megfogalmazni.

Az elektrofil addíciós reakciókban egy elektrofil (egy kitöltetlen pályával rendelkező részecske) egy jobban hidrogénezett szénatomhoz, egy nukleofil (egy magányos elektronpárral rendelkező részecske) pedig egy kevésbé hidrogénezetthez kapcsolódik.

Polimerizáció

Az addíciós reakció speciális esete az alkének és származékaik polimerizációja. Ez a reakció a szabad gyökök addíciós mechanizmusa révén megy végbe:

A polimerizációt iniciátorok - peroxidvegyületek - jelenlétében végezzük, amelyek szabad gyökök forrásai. A peroxidvegyületeket anyagoknak nevezzük, amelyek molekulái az -O-O- csoportot tartalmazzák. A legegyszerűbb peroxidvegyület a HOOH hidrogén-peroxid.

100 °C hőmérsékleten és 100 MPa nyomáson egy instabil oxigén-oxigén kötés homolízise és gyökök - polimerizációs iniciátorok képződése következik be. A KO-gyökök hatására beindul a polimerizáció, amely szabad gyökös addíciós reakcióként fejlődik ki. A lánc növekedése leáll, amikor a reakcióelegy gyökökből - polimerlánc és gyökök vagy KOCH2CH2- rekombinációra kerül.

A kettős kötést tartalmazó anyagok szabad gyökös polimerizációjának reakciójával nagyszámú makromolekuláris vegyületet kapunk:

A különféle szubsztituenseket tartalmazó alkének alkalmazása sokféle polimer anyag szintetizálását teszi lehetővé, sokféle tulajdonsággal.

Mindezeket a polimer vegyületeket széles körben használják az emberi tevékenység különböző területein - iparban, gyógyászatban, biokémiai laboratóriumok berendezéseinek gyártására használják, néhányuk közbenső termék más makromolekuláris vegyületek szintéziséhez.

Oxidáció

Ön már tudja, hogy semleges vagy enyhén lúgos oldatokban az alkének diolokká (kétértékű alkoholokká) oxidálódnak. Savas környezetben (kénsavval megsavanyított oldat) a kettős kötés teljesen lebomlik, és a szénatomok, amelyek között a kettős kötés létezett, a karboxilcsoport szénatomjaivá alakulnak:

Az alkének destruktív oxidációja felhasználható szerkezetük meghatározására. Tehát például, ha néhány alkén oxidációja során ecetsavat és propionsavat kapnak, ez azt jelenti, hogy a pentén-2 oxidáción ment keresztül, és ha a vajsav (butánsav) és szén-dioxid, akkor az eredeti szénhidrogén pentén-1.

Alkalmazás

Az alkéneket a vegyiparban széles körben használják alapanyagként különféle szerves anyagok és anyagok előállításához.

Így például az etén a kiindulási anyag etanol, etilénglikol, epoxidok, diklór-etán előállításához.

Nagy mennyiségű etént dolgoznak fel polietilénné, amelyet csomagolófóliák, edények, csövek és elektromos szigetelőanyagok gyártására használnak.

A glicerint, acetont, izopropanolt, oldószereket propénből nyerik. A propén polimerizálása során polipropilén keletkezik, amely sok tekintetben felülmúlja a polietilént: magasabb olvadáspontja és vegyszerállósága.

Jelenleg egyedi tulajdonságokkal rendelkező szálakat állítanak elő polimerekből - a polietilén analógjaiból. Például a polipropilén szál erősebb, mint az összes ismert szintetikus szál.

Az ezekből a szálakból készült anyagok ígéretesek, és egyre gyakrabban használják őket az emberi tevékenység különböző területein.

1. Milyen típusú izoméria jellemző az alkénekre? Írja fel a pentén-1 lehetséges izomereinek képleteit!
2. Milyen vegyületek állíthatók elő: a) izobuténből (2-metilpropén); b) butén-2; c) butén-1? Írja fel a megfelelő reakciók egyenleteit!
3. Fejtse meg a következő transzformációs láncot! Nevezze meg az A, B, C vegyületeket. 4. Javasoljon módszert 2-klór-propán előállítására 1-klór-propánból! Írja fel a megfelelő reakciók egyenleteit!
5. Javasoljon módszert az etán tisztítására az etilén szennyeződésektől. Írja fel a megfelelő reakciók egyenleteit!
6. Mondjon példákat olyan reakciókra, amelyek segítségével meg lehet különböztetni a telített és telítetlen szénhidrogéneket!
7. 2,8 g alkén teljes hidrogénezése 0,896 l hidrogént emésztett fel (n.a.). Mi ennek a normál szénatomláncú vegyületnek a molekulatömege és szerkezeti képlete?
8. Milyen gáz van a hengerben (etén vagy propén), ha ismert, hogy 20 cm3 gáz teljes elégetéséhez 90 cm3 (n.a.) oxigén kellett?
9*. Amikor egy alkén reagál klórral sötétben, 25,4 g diklorid képződik, és amikor ez az azonos tömegű alkén brómmal reagál szén-tetrakloridban, akkor 43,2 g dibromid képződik. Telepítse az összes lehetségest szerkezeti képletek eredeti alkén.

A felfedezés története

A fenti anyagból már megértettük, hogy az etilén a telítetlen szénhidrogének homológ sorozatának őse, amely egy kettős kötést tartalmaz. Képletük C n H 2n, és alkéneknek nevezik őket.

Becher német orvos és vegyész volt az első, aki 1669-ben etilént nyert kénsav és etil-alkohol hatására. Becher megállapította, hogy az etilén reaktívabb, mint a metán. De sajnos akkoriban a tudós nem tudta azonosítani a kapott gázt, ezért nem adott neki nevet.

Kicsit később a holland vegyészek is ugyanezt a módszert alkalmazták az etilén előállítására. És mivel a klórral való kölcsönhatás során képes volt olajos folyadékot képezni, ennek megfelelően az "oxigéngáz" nevet kapta. Később ismertté vált, hogy ez a folyadék diklór-etán.

Ban ben Francia az "olajos" kifejezés oléfiánsan hangzik. És miután más ilyen típusú szénhidrogéneket is felfedeztek, Antoine Fourcroix francia kémikus és tudós új kifejezést vezetett be, amely általánossá vált az olefinek vagy alkének egész osztályára.

De már a tizenkilencedik század elején J. Gay-Lussac francia kémikus kimutatta, hogy az etanol nemcsak "olajos" gázból áll, hanem vízből is. Ezenkívül ugyanezt a gázt etil-kloridban is találták.

És bár a vegyészek megállapították, hogy az etilén hidrogénből és szénből áll, és már ismerték az anyagok összetételét, hosszú ideig nem találták meg a valódi képletet. És csak 1862-ben E. Erlenmeyernek sikerült bizonyítania egy kettős kötés jelenlétét az etilénmolekulában. Ezt A. M. Butlerov orosz tudós is felismerte, és kísérletileg megerősítette ennek a nézőpontnak a helyességét.

A természetben való megtalálás és az alkének élettani szerepe

Sokakat érdekel az a kérdés, hogy hol találhatók az alkének a természetben. Tehát kiderül, hogy a természetben gyakorlatilag nem fordulnak elő, mivel legegyszerűbb képviselője, az etilén, a növények hormonja, és csak kis mennyiségben szintetizálódik bennük.

Igaz, a természetben van olyan alkén, mint a muscalur. Ez az egyik természetes alkén a nőstény házilégy szexuális vonzereje.

Érdemes odafigyelni arra, hogy magas koncentrációban az alacsonyabb szénatomszámú alkének kábító hatásúak, amelyek görcsöket és nyálkahártya-irritációt okozhatnak.

Alkének alkalmazása

Élet modern társadalom ma már nehéz elképzelni polimer anyagok használata nélkül. Mivel a polimerek a természetes anyagoktól eltérően eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, könnyen feldolgozhatók, és ha az árat nézzük, akkor viszonylag olcsók. Egy másik fontos szempont a polimerek mellett, hogy sok közülük újrahasznosítható.

Az alkének műanyagok, gumik, fóliák, teflon, etil-alkohol, acetaldehid és más szerves vegyületek előállításában találták meg alkalmazásukat.

BAN BEN mezőgazdaság a gyümölcsérést felgyorsító eszközként használják. Megszerzéséért különféle polimerek az alkoholok pedig propilént és butiléneket használnak. De a szintetikus gumi gyártása során izobutilént használnak. Ebből arra következtethetünk, hogy az alkének nem mellőzhetők, hiszen ezek a legfontosabb vegyi alapanyagok.

Az etilén ipari felhasználása

Ipari méretekben a propilént általában polipropilén szintézisére, valamint izopropanol, glicerin, vajsav-aldehidek stb. előállítására használják. Minden évben növekszik a propilénszükséglet.

1. Alkének oxidációja.

1.1 Égés.

Levegőn vagy oxigénen felül minden alkén szén-dioxiddá és vízzé ég:

CH 3 - CH \u003d CH 2 + 4,5 O 2 3 CO 2 + 3 H 2 O

Az alkének elégetését a belső égésű motorokban nem alkalmazzák, mivel a benzin tárolása során gyantásak, és a gyanták eltömítik az üzemanyag-berendezést (injektort).

A vegyi üzemekben történő szállítás és tárolás során figyelembe kell venni az alkének égésének lehetőségét.

1.2 Alkének oxidációja számított mennyiségű légköri oxigénnel ezüst jelenlétében.

Az epoxivegyületeket különféle célokra ragasztók előállítására használják.

1.3 Alkének oxidációja 1%-os vizes kálium-permanganát-oldattal – E.E. Wagner kvalitatív reakciója az alkénekre.

A reakciót először E.E. Wagner az Orosz Fizikai és Kémiai Társaság folyóiratában 1886-ban. Az alkének vagy más telítetlen vegyületek oxidációja szobahőmérsékleten megy végbe, és a permanganát ion ibolya színének eltűnésével és barna mangán-dioxid csapadék kiválásával jár együtt. Az alkén szerkezetétől függetlenül (de nem az alkadién, például), az együtthatók a Wagner-reakcióban mindig ugyanazok (324-322). Az alábbiakban példákat mutatunk be specifikus alkének oxidációjára, és bemutatjuk a félreakciókat és a teljes OVR-t ionos és molekuláris formában:

:

Amint a Wagner-reakcióból látható, a szerves végtermékek kétértékű alkoholok. Glikoloknak is nevezik őket. Például az 1,2-etándiolt etilénglikolnak nevezik.

1.4 Alkének oxidációja erős oxidálószerekkel folyékony fázisban, savas közegben.

Az alkének szerkezetétől függően ilyen körülmények között az oxidáció során különböző termékek keletkeznek, nevezetesen CO 2, karbonsavak és ketonok. Az alábbiakban bemutatjuk a különféle szerkezetű alkének oxidációjának sémáját.

A séma alkalmazásának illusztrálására egy példát mutatunk be 2-metil-pentén kálium-permanganáttal kénsavas közegben történő oxidálására. Az oxidációs séma szerint egy adott alkén szerves végtermékei egy karbonsav és egy keton:

A folyamat félreakciói a következők:

Egy másik példa a 2-etil-butén-1 oxidációja kálium-dikromáttal kénsavban. Az oxidációs séma szabályai szerint ebben az esetben ketont és szén-dioxidot kapnak:

Harmadik példa: oxidáció cisz- 3,4,5-trimetil-heptén-3-nátrium-bizmutát hígítva salétromsav. Az oxidációs séma szabályai szerint ebben az esetben két ketont kapunk:

1.5 Ozonolízis

Az ozonolízis egy kétlépcsős folyamat, melynek első szakaszában ózont adnak az alkénhez és ózonid képződik, majd a második szakaszban ezt az ózonidot vagy lassan a víz elpusztítja hidrogén-peroxid, aldehidek és ketonok képződésével, vagy gyorsan redukálódik a cinkpor által, cink-oxid és ugyanazon aldehidek és ketonok képződésével.

Az alábbiakban egy példa látható a 3-metil- cis-heptén-3.

Az ozonolízis két különböző ketont termel:

Az oxidációs termékek egyikeként formaldehidet (metanolt) kaphatunk, ha a reakcióba terminális alként veszünk:

2. Addíciós reakciók alkének kettős kötésénél.

Az alkének kettős kötéséhez mind a nem poláris, mind a poláris molekulák kapcsolódhatnak.

Nem poláris: H 2, Cl 2, Br 2, J 2. A fluor F 2 nem ad hozzá az alkénekhez, hanem CF 4-vé és HF-vé égeti azokat:

CH 3 - CH \u003d CH - CH 3 + 12 F 2 → 4 CF 4 + 8 HF

2.1 Hidrogén hozzáadása.

A kötődés csak katalizátor jelenlétében történik. Az iparban leggyakrabban palládiumot vagy platinát használnak, amelyek kalcinációval könnyen regenerálhatók. A nikkelt gyakorlatilag nem használják, mivel a szokásos kalcinálás körülményei között oxiddá válik, amelyet gazdaságilag nem jövedelmező helyreállítani.

CH 3 - CH \u003d CH 2 + H 2 CH 3 - CH 2 - CH 3

2.2 A klór csatlakozása.

Két atomhoz megy kettős kötéssel. Az alkánok diklór-származékait kapjuk. A reakció a következőképpen mehet végbe vizesoldat szobahőmérsékleten vagy alacsonyabb hőmérsékleten és szerves oldószerekben, például szén-tetrakloridban CCl 4 vagy diklór-etánban C 2 H 4 Cl 2:

2.3 Bróm hozzáadása.

Hasonlóan halad át brómos vízzel 0 0 С-ig, és ugyanazokban a szerves oldószerekben. Ez utóbbi esetben a reakció -25 0 C-ig, azaz hidegen is végbemehet.

A brómmal való reakció kvalitatív az alkének gáz- és folyékony keverékekben való jelenlétére nézve, mivel a narancssárga brómos oldatok elszíneződésével jár együtt:

2.4 Reakció jóddal.

A reakciót széles körben használják a telítetlen zsírokból származó zsírok teljes telítetlenségének meghatározására. zsírsavak kettős kötéseket tartalmaz, mint az alkének:

A jód tömegét grammban, amely 100 g zsír teljes jódozásához ment, jódszámnak nevezzük. Minél magasabb, annál hasznosabb a zsír az ember számára, mivel a szervezet csak többszörösen telítetlen zsírsavakból szintetizál hormonokat. Példák a jódszámokra: pálmaolaj - 12, birkassír - 35, olívaolaj - 80, szójaolaj - 150, heringzsír - 200, fókassír - 280

2.5 Reakciók poláris molekulákkal.

poláris molekulákhoz típusú H-A a következőket tartalmazzák: H-F, H-Cl, H-Br, H-J, H-OH,

H-O-R (alkoholok) és karbonsavak -

A hidrogén-klorid és más poláris molekulák hozzáadása együtt megy végbe, vagyis a poláris molekulából származó hidrogénatom a kettős kötésnél előnyösen a hidrogénezettebb szénatomhoz kapcsolódik, a maradék A pedig a kettős kötésnél lévő másik atomhoz.

Így a reakció nem szelektív.

A hidrogénezés különbségének növekedésével a reakció szelektivitása nő. Valójában a propén 1. és 2. atomjainál a hidrogénezés különbsége egy hidrogénatom, és a klór 85%-a a kevésbé hidrogénezett szénatomhoz kerül, míg

A 2-metilpropénben az 1. és 2. atomnál a hidrogénezés különbsége már két hidrogénatom, és a klór több mint 98%-a a 2. atomhoz megy:

A HF, HBr, HJ hozzáadása hasonlóan történik:

Ellenkező esetben HBr-t adnak hozzá (és csak HBr-t, HCl-t, HF-et és HI-t nem) hidrogén-peroxid H 2 O 2 jelenlétében:

Ezt a reakciót Karasz HBr addíciónak nevezik. A benne lévő szelektivitás gyakorlatilag fordítottra változik, összehasonlítva a HBr hozzáadásával hidrogén-peroxid nélkül (a Markovnikov-szabály szerint).

Nagyon érdekes az alkének reakciója klórral 500 °C-on, ilyen körülmények között a kettős kötéshez klór hozzáadásának reakciója reverzibilis, ráadásul a benne lévő egyensúly erősen eltolódik a kiindulási anyagok felé. Éppen ellenkezőleg, sokkal lassabb, de visszafordíthatatlan reakció gyökös szubsztitúció az allil pozícióba, azaz a kettős kötés melletti végére megy:

Ennek a reakciónak nagy gyakorlati jelentősége van. Például a glicerin nagyszabású ipari szintézisének egyik lépése a propén klórozása.

3-klór-propén-1.

Ha az alkénekhez vizet adunk katalitikus mennyiségű kénsav vagy ortofoszforsav jelenlétében, alkoholokat kapunk. A kiegészítés a Markovnikov-szabályt követi:

Ha alkoholokat adunk az alkénekhez, étereket kapunk:

Ezeket az izomer észtereket alkánok és éterek alkoxi-származékaiként is nevezhetjük. Az első esetben a szénatomok leghosszabb láncát választjuk ki, és az alkoxiszubsztituenshez közelebb eső oldalról számozzuk. Például adáshoz én zárójelben számozott lánc. És a megfelelő név is zárójelben van. Izomerhez II, ellenkezőleg, a zárójelben lévő számok azt a láncot jelölik, amely az oxigénatomhoz kapcsolódó szénatomtól indul. A név ebben az esetben a következőképpen alakul: először az oxigénatomhoz kapcsolódó egyszerűbb gyököt, majd a bonyolultabbat, végül az „új étert” adjuk hozzá.

Ha karbonsavakat adunk az alkénekhez, észtereket kapunk:

Az észterek nevei a következőképpen alakulnak: először az oxigénhez kapcsolódó szénhidrogéngyököt nevezik meg. Ebben az esetben az oxigénnel érintkező szénatomot 1-es számú atomnak tekintjük. Ebből az atomból a leghosszabb elérhető lánc számozott. A főláncban nem szereplő atomcsoportokat szubsztituensnek tekintjük, és a szokásos szabályok szerint soroljuk fel. Ezután hozzáadják az "ilyen és ilyen sav új észterét".