Агульная формула алкена. Ўласцівасці і характарыстыка алкена

Самымі простымі арганічнымі злучэннямі з'яўляюцца гранічныя і непредельные вуглевадароды. Да іх адносяць рэчывы класа алканов, алкинов, алкена.

Формулы іх ўключаюць атамы вадароду і вугляроду ў пэўнай паслядоўнасці і колькасці. Яны часта сустракаюцца ў прыродзе.

вызначэнне алкена

Іншую мянушку - алефіны або вуглевадароды этиленовые. Менавіта так назвалі дадзены клас злучэнняў у 18 стагоддзі пры адкрыцці алеістай вадкасці - хлорыстага этылену.

Да алкена ставяцца рэчывы, якія складаюцца з вадародных і вугляродных элементаў. Яны ставяцца да ацыклічных вуглевадародах. У іх малекуле прысутнічае адзіная падвойная (ненасычаныя) сувязь, якая злучае два вугляродных атама паміж сабой.

формулы алкена

Кожны клас злучэнняў мае сваё хімічнае абазначэнне. У іх сімваламі элементаў перыядычнай сістэмы ўказваецца склад і структура сувязі кожнага рэчывы.

Агульная формула алкена пазначаецца наступным чынам: C _n H _2n, дзе колькасць n больш або роўная 2. Пры яе расшыфроўцы відаць, што на кожны атам вугляроду прыходзіцца па два атама вадароду.

Малекулярныя формулы алкена з Гамалагічны шэрагу прадстаўленыя наступнымі структурамі: C ₂ H _4, C ₃ H _6, C ₄ H _8, C ₅ H _10, C ₆ H _12, C ₇ H _14, C ₈ H _16, C ₉ H _18, C ₁₀ H _20. Відаць, што кожны наступны вуглевадарод змяшчае на адзін больш вугляроду і на 2 больш вадароду.

Існуе графічнае абазначэнне размяшчэння і парадку хімічных злучэнняў паміж атамамі ў малекуле, якое паказвае формула алкена структурная. З дапамогай валентных рысачак пазначаецца сувязь вугляродаў з вадародам.

Формула алкена структурная можа быць намаляваная ў разгорнутым выглядзе, калі паказваюцца ўсе хімічныя элементы і сувязі. Пры больш кароткім выразе алефінаў ня паказваецца злучэнне вугляроду і вадароду з дапамогай валентных рысачак.

Формулай шкілетнай пазначаюць самую простую структуру. Ломанай лініяй малююць аснову малекулы, у якой атамы вугляроду прадстаўлены яе верхавінамі і канцамі, а звёнамі паказваюць вадарод.

Як утвараюцца найменні алефінаў

Зыходзячы з сістэматычнай наменклатуры, формулы алкена і іх назвы складаюць з структуры алкана, якія адносяцца да гранічным вуглевадародах. Для гэтага ў найменні апошніх суфікс -ан замяняюць на -илен або -ен. Прыкладам можа служыць адукацыю бутылен з бутану, а Пента з пентан.

Для абазначэння палажэнні сувязі двайны адносна атамаў вугляроду паказваюць арабскую лічбу ў канцы назвы.

У аснове назвы алкена ляжыць абазначэнне вуглевадароду з самай доўгай ланцужком, у якой прысутнічае падвойная сувязь. За пачатак нумарацыі ланцуга звычайна выбіраюць канец, які бліжэй за ўсё размешчаны да непредельные злучэнню атамаў вугляроду.

Калі структурная формула алкена мае адгалінаванні, то паказваюць назвы радыкалаў і іх колькасць, а перад імі ставяць лічбы, адпаведныя месцы ў вугляроднай ланцужку. Затым варта найменне самага вуглевадароду. Пасля лічбаў звычайна ставяць злучок.

Існуюць непредельные радыкальныя адгалінаванні. Іх назвы могуць быць трывіяльнымі або ўтвараюцца па правілах наменклатуры сістэматычнай.

Напрыклад, ННС = СН- называецца этенилом або вінілам.

ізамерыя

Малекулярныя формулы алкена не могуць паказваць на ізамер. Аднак для дадзенага класа рэчываў, за выключэннем этиленовой малекулы, уласціва прасторавае перайначванне.

Ізамерыя этиленовых вуглевадародаў могуць быць па вугляроднага шкілету, па становішчы непредельные сувязі, межклассовых або прасторавыя.

Агульная формула алкена вызначае колькасць атамаў вугляроду і вадароду ў ланцужку, аднак па ёй не відаць наяўнасць і размяшчэнне двайны сувязі. Прыкладам можа служыць циклопропан як межклассовых ізамер C ₃ H ₆ (прапілену). Іншыя віды ізамерыю праяўляюцца ў C ₄ H ₈ або бутена.

Розны становішча непредельные сувязі назіраецца ў бутена-1 або бутена-2, у першым выпадку падвойнае злучэнне знаходзіцца каля першага атама вугляроду, а ў другім - у сярэдзіне ланцуга. Ізамерыя па вугляроднага шкілету можна разгледзець на прыкладзе метилпропена (CH ₃ -C (CH ₃₎ = CH ₂₎ і изобутилена ((СН ₃₎ 2С = СН _2).

Прасторавае перайначванне ўласціва бутен-2 у транс- і цис- становішчы. У першым выпадку бакавыя радыкалы размяшчаюцца зверху і знізу ад асноўнай вугляроднага ланцуга з двайны сувяззю, у другім ізамер намеснікі знаходзяцца на адным баку.

характарыстыка алефінаў

Агульная формула алкена вызначае фізічны стан усіх прадстаўнікоў дадзенага класа. Пачынаючы з этылену і заканчваючы бутиленом (ад З ₂ да З _4), рэчывы існуюць у газападобным выглядзе. Так у бясколернага этена маецца саладкаваты пах, малая растваральнасць у вадзе, малекулярная маса менш, чым у паветра.

У вадкай форме прадстаўлены вуглевадароды Гамалагічны прамежку ад З ₅ да З _17. Пачынаючы з алкена, які мае ў асноўны ланцугу 18 атамаў вугляроду, адбываецца пераход фізічнага стану ў цвёрдую форму.

Усім алефін прылічаюць растваральнасць дрэнную ў водным асяроддзі, затое добрую ў растваральніках арганічнай прыроды, тыпу бензолу або бензіну. Іх малекулярная маса менш, чым у вады. Павелічэнне вугляроднай ланцужкі прыводзіць да павышэння тэмпературных паказчыкаў пры плаўленьня і кіпенні дадзеных злучэнняў.

ўласцівасці алефінаў

Структурная формула алкена паказвае наяўнасць у шкілеце двайны сувязі з π- і σ- злучэння двух атамаў вугляроду. Такі будынак малекулы абумоўлівае яе хімічныя ўласцівасці. Сувязь-π лічыцца не вельмі трывалай, што дае магчымасць яе разбураць з фарміраваннем новых двух сувязяў-σ, якія атрымліваюцца ў выніку далучэння пары атамаў. Ненасычаныя вуглевадароды з'яўляюцца электроннымі донарамі. Яны прымаюць удзел у працэсах далучэння па электрафільнага тыпу.

Важным хімічным уласцівасцю ўсіх алкена з'яўляецца працэс галогенирования з вылучэннем злучэнняў, падобным дигалогенопроизводным рэчывам. Галагенавыя атамы здольныя прымацоўвацца па падвойным злучэнню да вугляроду. Прыкладам можа служыць бромирование прапілену з фарміраваннем 1,2-дибромпропана:

H ₂ C = CH-CH ₃ + Br ₂ → BrCH ₂ -CHBr-CH _3.

Дадзены працэс нейтралізацыі колеру ў бромная вадзе алкена лічыцца якасным доказам наяўнасці двайны сувязі.

Да важных рэакцыям ставіцца гидрирование олифинов з далучэннем малекулы вадароду пад дзеяннем каталітычных металаў тыпу плаціны, паладыю або нікеля. У выніку атрымліваюцца вуглевадароды з насычанай сувяззю. Формулы алкана, алкена прыведзены ніжэй у рэакцыі гидрирования бутена:

CH ₃ -CH ₂ -CH = CH ₂ + H ₂ ^Ni → CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH _3.

Працэс далучэння малекулы галогеноводорода да алефін называецца
гидрогалогенированием, якія праходзяць па правілу, адкрытага Марковниковым. Прыкладам можа служыць гидробромирование прапілену з адукацыяй 2-бромпропана. У ім вадарод злучаецца пры двайны сувязі з вугляродам, які лічыцца найбольш гидрогенизированным:

CH ₃ -CH = CH ₂ + HBr → CH ₃ -BrCH-CH _3.

Рэакцыя далучэння алкена вады пад дзеяннем кіслот носіць назву гідратацыі. У выніку атрымліваецца малекула спірту пропанол-2 :

CH ₃ -HC = CH ₂ + H ₂ O → CH ₃ -OHCH-CH _3.

Пры ўздзеянні на алкены кіслатой сернай адбываецца працэс сульфирования:

CH ₃ -HC = CH ₂ + HO-OSO-OH → CH ₃ -CH ₃ CH-OSO ₂ -OH.

Рэакцыя працякае з адукацыяй кіслых эфіраў, напрыклад, изопропилсерной кіслаты.

Алкены схільныя акісленню падчас іх спальвання пры дзеянні кіслароду з фарміраваннем вады і газу вуглякіслага:

2CH ₃ -HC = CH ₂ + 9O ₂ → 6CO ₂ + 6H ₂ O.

Узаемадзеянне олефиновых злучэнняў і разведзенага калія перманганата ў форме раствора прыводзіць да ўзнікнення гліколь або спіртоў двухатомные будынкі. Дадзеная рэакцыя таксама з'яўляецца акісляльнай з адукацыяй этиленгликоля і абескаляроўвання раствора:

3H ₂ C = CH ₂ + 4H ₂ O + 2KMnO ₄ → 3OHCH-CHOH + 2MnO ₂ + 2KOH.

Малекулы алкена могуць быць задзейнічаны ў працэсе полімерызацыі са свободнорадикальным або катыёнаў-аніёны механізмам. У першым выпадку пад уплывам пераксіду атрымліваецца палімер тыпу поліэтылену.

Па другім механізму катыённымі каталізатарамі выступаюць кіслаты, а аніённымі з'яўляюцца рэчывы металлорганические з вылучэннем стереоселективного палімера.

Што такое Алкаеў

Іх яшчэ называюць парафінамі або лімітавымі ацыклічных вуглевадародамі. Яны валодаюць лінейнай або разгалінаванай структурай, у якой змяшчаюцца толькі насычаныя простыя сувязі. Усе прадстаўнікі Гамалагічны шэрагу дадзенага класа маюць агульную формулу _C n H _{2n + 2.}

У іх складзе прысутнічаюць толькі атамы вугляроду і вадароду. Агульная формула алкена утвараецца з абазначэння гранічных вуглевадародаў.

Назвы алкана і іх характарыстыка

Самым простым прадстаўніком дадзенага класа з'яўляецца метан. За ім ідуць рэчывы тыпу этану, пропана і бутану. У аснове іх назвы ляжыць корань лічэбніка на грэцкай мове, да якога дадаюць суфікс -ан. Найменні алкана занесены ў IUPAC наменклатуру.

Агульная формула алкена, алкинов, алкана ўключае толькі дзве разнавіднасці атамаў. Да іх ставяцца элементы вугляроду і вадароду. Колькасць вугляродных атамаў ва ўсіх трох класах супадае, адрозненне назіраецца толькі ў колькасці вадароду, які можа отщепляться або далучацца. З насычаных вуглевадародаў атрымліваюць ненасычаныя злучэння. У прадстаўнікоў парафінаў ў малекуле змяшчаецца на 2 атама вадароду больш, чым у алефінаў, што пацвярджае агульная формула алкана, алкена. Алкена структура лічыцца ненасычаныя за кошт наяўнасці двайны сувязі.

Калі суаднесці колькасць вадародных і вугляродных атамаў ў алкана, тое значэнне будзе максімальным у параўнанні з іншымі класамі вуглевадародаў.

Пачынаючы з метану і заканчваючы бутанам (ад З ₁ да З _4), рэчывы існуюць у газападобным выглядзе.

У вадкай форме прадстаўлены вуглевадароды Гамалагічны прамежку ад З ₅ да З _16. Пачынаючы з Алкаеў, які мае ў асноўны ланцугу 17 атамаў вугляроду, адбываецца пераход фізічнага стану ў цвёрдую форму.

Для іх характэрная ізамерыя па вугляроднага шкілету і аптычныя перайначванні малекулы.

У парафін вугляродныя валентнасці лічацца цалкам занятымі суседнімі газ альбо вадарод з адукацыяй сувязі σ-тыпу. З хімічнага пункта гледжання гэта абумоўлівае іх слабыя ўласцівасці, менавіта таму быў галодны носяць назву гранічных або насычаных вуглевадародаў, пазбаўленых сродства.

Яны ўступаюць у рэакцыі замяшчэння, звязаныя з галогенированием па радыкальным тыпу, сульфохлорированием або нитрованием малекулы.

Парафіны падвяргаюцца працэсу акіслення, гарэння альбо раскладу пры высокіх тэмпературах. Пад дзеяннем паскаральнікаў рэакцый адбываецца адшчапленнем атамаў вадароду або дегидрирование алкана.

Што такое алкины

Іх яшчэ называюць ацэтыленавымі вуглевадародамі, у якіх у ланцужку вугляроднай прысутнічае трайная сувязь. Структура алкинов апісваецца агульнай формулай C _n H _{2 n-2.} З яе бачна, што ў адрозненне ад алкана, у ацэтыленавых вуглевадародаў бракуе чатыры атама вадароду. Іх замяняе трайная сувязь, адукаваная двума π- злучэннямі.

Такі будынак абумоўлівае хімічныя ўласцівасці дадзенага класа. Структурная формула алкена і алкинов наглядна паказвае ненасычанага іх малекул, а таксама наяўнасць двайны (H ₂ C꞊CH ₂₎ і патройны (HC≡CH) сувязі.

Найменне алкинов і іх характарыстыка

Самым простым прадстаўніком з'яўляецца ацэтылен або HC≡CH. Яго таксама называюць этином. Адбываецца яно ад назвы насычанага вуглевадароду, у якім прыбіраюць суфікс -ан і дадаюць -ин. У назвах доўгіх алкинов лічбай паказваюць размяшчэнне патройны сувязі.

Ведаючы будынак вуглевадародаў насычаных і ненасычаных, можна вызначыць, пад якой там літарай пазначаная агульная формула алкинов: а) CnH2n; в) CnH2n + 2; c) CnH2n-2; г) CnH2n-6. Правільным адказам будзе трэці варыянт.

Пачынаючы з ацэтылену і заканчваючы бутанам (ад З ₂ да З _4), рэчывы маюць газападобную прыроду.

У вадкай форме знаходзяцца вуглевадароды Гамалагічны прамежку ад З ₅ да З _17. Пачынаючы з алкина, які мае ў асноўны ланцугу 18 атамаў вугляроду, адбываецца пераход фізічнага стану ў цвёрдую форму.

Для іх характэрная ізамерыя па вугляроднага шкілету, па становішчы сувязі патройны, а таксама межклассовых перайначванні малекулы.

Па хімічных характарыстыках ацэтыленавыя вуглевадароды падобныя да алкена.

Калі ў алкинов трайная сувязь канцавая, то яны выконваюць функцыю кіслаты з адукацыяй соляў алкинидов, напрыклад, NaC≡CNa. Наяўнасць двух π-сувязяў робіць малекулу ацетиледина натрыю моцным нуклеофилом, ўступае ў рэакцыі замяшчэння.

Ацэтылен падвяргаецца хлараванню ў прысутнасці хларыду медзі з атрыманнем дихлорацетилена, кандэнсацыі пад дзеяннем галогеналкинов з вылучэннем диацетиленовых малекул.

Алкины ўдзельнічаюць у рэакцыях далучэння электрафільнага, прынцып якіх ляжыць у аснове галогенирования, гидрогалогенирования, гидротации і карбонилирования. Аднак такія працэсы працякаюць слабей, чым у алкена з двайны сувяззю.

Для ацэтыленавых вуглевадародаў магчымыя рэакцыі далучэння па нуклеафільнага тыпу малекулы спірту, першаснага аміна або серавадароду.