Դասի թեման.Ալկեններ. Ալկենների ստացում, քիմիական հատկություններ և կիրառում:

Դասի նպատակներն ու խնդիրները.

• հաշվի առնել էթիլենի հատուկ քիմիական հատկությունները և ալկենների ընդհանուր հատկությունները.
• խորացնել և կոնկրետացնել?-կապերի հասկացությունները և քիմիական ռեակցիաների մեխանիզմները.
• նախնական պատկերացումներ տալ պոլիմերացման ռեակցիաների և պոլիմերների կառուցվածքի մասին.
• վերլուծել ալկենների ստացման լաբորատոր և ընդհանուր արդյունաբերական մեթոդները.
• շարունակել զարգացնել դասագրքի հետ աշխատելու կարողությունը:

Սարքավորումներ:Գազեր արտադրող սարք, KMnO 4 լուծույթ, էթիլային սպիրտ, խտացված ծծմբաթթու, լուցկի, սպիրտային լամպ, ավազ, աղյուսակներ «Էթիլենի մոլեկուլի կառուցվածքը», «Ալկենների հիմնական քիմիական հատկությունները», ցուցադրական նմուշներ «Պոլիմերներ»:

ԴԱՍԵՐԻ ԺԱՄԱՆԱԿ

I. Կազմակերպչական պահ

Շարունակում ենք ուսումնասիրել ալկենների հոմոլոգ շարքը։ Այսօր մենք պետք է դիտարկենք ալկենների պատրաստման եղանակները, քիմիական հատկությունները և կիրառությունները: Մենք պետք է բնութագրենք կրկնակի կապով առաջացած քիմիական հատկությունները, ձեռք բերենք նախնական պատկերացում պոլիմերացման ռեակցիաների մասին և դիտարկենք ալկենների արտադրության լաբորատոր և արդյունաբերական մեթոդները:

II. Ուսանողների գիտելիքների ակտիվացում

1. Ո՞ր ածխաջրածիններն են կոչվում ալկեններ:

1. Որո՞նք են դրանց կառուցվածքի առանձնահատկությունները:

1. Ի՞նչ հիբրիդային վիճակում են գտնվում ածխածնի ատոմները, որոնք կրկնակի կապ են կազմում ալկենի մոլեկուլում:

Ստորին գիծ. Ալկենները տարբերվում են ալկաններից իրենց մոլեկուլներում մեկ կրկնակի կապի առկայությամբ, որը որոշում է ալկենների քիմիական հատկությունների առանձնահատկությունները, դրանց պատրաստման և օգտագործման եղանակները։

III. Նոր նյութ սովորելը

1. Ալկենների ստացման եղանակներ

Կազմե՛ք ալկենների ստացման մեթոդները հաստատող ռեակցիայի հավասարումներ

– ալկանների ճեղքում C 8 H 18 ––> Գ 4 Հ 8 + C 4 H 10; (ջերմային ճեղքվածք 400-700 o C ջերմաստիճանում)
օկտան բութեն բութան
– ալկանների ջրազրկում C 4 H 10 ––> C 4 H 8 + H 2; (t, Ni)
բութան-բութեն ջրածին
– հալոալկանների ջրահալոգենացում C 4 H 9 Cl + KOH ––> C 4 H 8 + KCl + H 2 O;
քլորոբութանի հիդրօքսիդ բութեն քլորիդ ջուր
կալիում կալիում
- դիհալոալկանների ջրահալոգենացում
– սպիրտների ջրազրկում C 2 H 5 OH ––> C 2 H 4 + H 2 O (երբ տաքացվում է խտացված ծծմբաթթվի առկայությամբ)
Հիշիր. Ջրազրկման, ջրազրկման, ջրահալոգենացման և դհալոգենացման ռեակցիաներում պետք է հիշել, որ ջրածինը նախընտրելիորեն վերցվում է ավելի քիչ հիդրոգենացված ածխածնի ատոմներից (Զայցևի կանոն, 1875 թ.)

2. Ալկենների քիմիական հատկությունները

Ածխածին-ածխածին կապի բնույթը որոշում է քիմիական ռեակցիաների տեսակը, որոնց մեջ մտնում են օրգանական նյութերը: Էթիլենային ածխաջրածինների մոլեկուլներում կրկնակի ածխածին-ածխածին կապի առկայությունը որոշում է այս միացությունների հետևյալ հատկանիշները.
– կրկնակի կապի առկայությունը թույլ է տալիս ալկեններին դասակարգել որպես չհագեցած միացություններ: Նրանց փոխակերպումը հագեցածների հնարավոր է միայն հավելման ռեակցիաների արդյունքում, ինչը օլեֆինների քիմիական վարքագծի հիմնական հատկանիշն է.
– կրկնակի կապը ներկայացնում է էլեկտրոնի խտության զգալի կոնցենտրացիան, ուստի ավելացման ռեակցիաներն իրենց բնույթով էլեկտրոֆիլ են.
– կրկնակի կապը բաղկացած է մեկ և մեկ կապից, որը բավականին հեշտությամբ բևեռացվում է:

Ալկենների քիմիական հատկությունները բնութագրող ռեակցիայի հավասարումներ

ա) ավելացման ռեակցիաներ

Հիշիր. Փոխարինման ռեակցիաները բնորոշ են ալկաններին և բարձրագույն ցիկլոալկաններին, որոնք ունեն միայն մեկ կապեր, հավելման ռեակցիաները բնորոշ են ալկեններին, դիեններին և ալկիններին, որոնք ունեն կրկնակի և եռակի կապեր։

Հիշիր. Կապի խզման հետևյալ մեխանիզմները հնարավոր են.

ա) եթե ալկենները և ռեագենտը ոչ բևեռային միացություններ են, ապա կապը քայքայվում է՝ ձևավորելով ազատ ռադիկալ.

H 2 C = CH 2 + H: H ––> + +

բ) եթե ալկենը և ռեագենտը բևեռային միացություններ են, ապա կապի ճեղքումը հանգեցնում է իոնների առաջացման.

գ) երբ մոլեկուլում ջրածնի ատոմներ պարունակող ռեագենտները միանում են կոտրված կապի տեղում, ջրածինը միշտ միանում է ավելի ջրածնային ածխածնի ատոմին (Մորկովնիկովի կանոն, 1869):

– պոլիմերացման ռեակցիա nCH 2 = CH 2 ––> n – CH 2 – CH 2 –– > (– CH 2 – CH 2 –)n
էթեն պոլիէթիլեն

բ) օքսիդացման ռեակցիա

Լաբորատոր փորձ.Ձեռք բերեք էթիլեն և ուսումնասիրեք դրա հատկությունները (ցուցումներ ուսանողական սեղանների վրա)

Էթիլենի ստացման հրահանգներ և դրա հետ փորձեր

1. Փորձանոթի մեջ լցնում ենք 2 մլ խտացված ծծմբաթթու, 1 մլ սպիրտ եւ փոքր քանակությամբ ավազ։
2. Փորձանոթը փակեք գազի ելքի խողովակով խցանով և տաքացրեք սպիրտային լամպի կրակի մեջ:
3. Ազատված գազն անցկացրեք կալիումի պերմանգանատով լուծույթով։ Ուշադրություն դարձրեք լուծույթի գույնի փոփոխությանը:
4. Գազը վառեք գազի ելքի խողովակի վերջում: Ուշադրություն դարձրեք կրակի գույնին.

- ալկենները այրվում են լուսավոր բոցով: (Ինչու՞)

C 2 H 4 + 3O 2 ––> 2CO 2 + 2H 2 O (ամբողջական օքսիդացումով ռեակցիայի արտադրանքներն են ածխաթթու գազը և ջուրը)

Որակական ռեակցիա՝ «մեղմ օքսիդացում (ջրային լուծույթում)»

- ալկենները գունազրկում են կալիումի պերմանգանատի լուծույթը (Վագների ռեակցիա)

Թթվային միջավայրում ավելի ծանր պայմաններում ռեակցիայի արտադրանքը կարող է լինել կարբոքսիլաթթուներ, օրինակ (թթուների առկայության դեպքում).

CH 3 – CH = CH 2 + 4 [O] ––> CH 3 COOH + HCOOH

- կատալիտիկ օքսիդացում

Հիշեք գլխավորը.

1. Չհագեցած ածխաջրածիններն ակտիվորեն մասնակցում են հավելման ռեակցիաներին։
2. Ալկենների ռեակտիվությունը պայմանավորված է նրանով, որ կապը ռեակտիվների ազդեցության տակ հեշտությամբ քայքայվում է։
3. Լրացման արդյունքում ածխածնի ատոմների անցումը sp 2-ից sp 3 - տեղի է ունենում հիբրիդային վիճակ։ Ռեակցիայի արտադրանքն ունի սահմանափակող բնույթ։
4. Երբ էթիլենը, պրոպիլենը և այլ ալկենները տաքացվում են ճնշման տակ կամ կատալիզատորի առկայության դեպքում, դրանց առանձին մոլեկուլները միացվում են երկար շղթաների՝ պոլիմերների։ Գործնական մեծ նշանակություն ունեն պոլիմերները (պոլիէթիլեն, պոլիպրոպիլեն)։

3. Ալկենների կիրառում(աշակերտի հաղորդագրությունը հետևյալ պլանի համաձայն).

1 – բարձր օկտանային քանակով վառելիքի արտադրություն.
2 - պլաստմասսա;
3 – պայթուցիկ;
4 – անտիֆրիզ;
5 - լուծիչներ;
6 - արագացնել պտուղների հասունացումը;
7 – ացետալդեհիդի արտադրություն;
8 - սինթետիկ կաուչուկ:

III. Սովորած նյութի ամրապնդում

Տնային աշխատանք:§§ 15, 16, նախկին. 1, 2, 3 էջ 90, նախ. 4, 5 էջ 95։

Ամենապարզ ալկենը էթեն C 2 H 4 է: Համաձայն IUPAC անվանացանկի, ալկենների անվանումները ձևավորվում են համապատասխան ալկանների անուններից՝ «-an» վերջածանցը փոխարինելով «-ene»-ով; Կրկնակի կապի դիրքը նշվում է արաբական թվով:

Էթիլենի տարածական կառուցվածքը

Այս շարքի առաջին ներկայացուցչի՝ էթիլենի անունով նման ածխաջրածինները կոչվում են էթիլեն։

Անվանակարգ և իզոմերիզմ

Անվանակարգ

Պարզ կառուցվածքի ալկենները հաճախ անվանում են՝ ալկաններում -an վերջածանցը -իլենով փոխարինելով՝ էթան - էթիլեն, պրոպան - պրոպիլեն և այլն։

Համաձայն սիստեմատիկ անվանացանկի՝ էթիլենային ածխաջրածինների անվանումներն ստացվում են՝ համապատասխան ալկաններում -an վերջածանցը փոխարինելով -ene վերջածանցով (ալկան - ալկեն, էթան - էթեն, պրոպան - պրոպեն և այլն)։ Հիմնական շղթայի ընտրությունը և անվանման կարգը նույնն են, ինչ ալկանների համար: Այնուամենայնիվ, շղթան անպայման պետք է ներառի կրկնակի կապ: Շղթայի համարակալումը սկսվում է այն ծայրից, որին այս կապը գտնվում է ամենամոտ: Օրինակ:

Երբեմն օգտագործվում են նաև ռացիոնալ անուններ: Այս դեպքում բոլոր ալկենային ածխաջրածինները համարվում են փոխարինված էթիլեն.

Չհագեցած (ալկեն) ռադիկալները կոչվում են աննշան անուններով կամ համակարգված անվանակարգով.

H 2 C = CH - - վինիլ (էթենիլ)

H 2 C = CH - CH 2 - -ալիլ (պրոպենիլ-2)

Իզոմերիզմ

Ալկենները բնութագրվում են երկու տեսակի կառուցվածքային իզոմերիզմով. Ի լրումն իզոմերիզմի, որը կապված է ածխածնային կմախքի կառուցվածքի հետ (ինչպես ալկաններում), իզոմերիզմը հայտնվում է կախված շղթայում կրկնակի կապի դիրքից։ Սա հանգեցնում է ալկենների շարքում իզոմերների քանակի ավելացմանը։

Ալկենների հոմոլոգ շարքի առաջին երկու անդամները (էթիլեն և պրոպիլեն) չունեն իզոմերներ և դրանց կառուցվածքը կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ.

H 2 C = CH 2 էթիլեն (էթեն)

H 2 C = CH - CH 3 պրոպիլեն (պրոպեն)

Բազմակի կապի դիրքի իզոմերիզմ

H 2 C = CH - CH 2 - CH 3 butene-1

H 3 C - CH = CH - CH 3 butene-2

Երկրաչափական իզոմերիզմ ​​- cis-, trans-isomerism.

Այս իզոմերիզմը բնորոշ է կրկնակի կապ ունեցող միացություններին։

Եթե ​​պարզ σ կապը թույլ է տալիս ածխածնային շղթայի առանձին օղակների ազատ պտույտը իր առանցքի շուրջ, ապա նման պտույտ չի լինում կրկնակի կապի շուրջ։ Սա է պատճառը, որ երկրաչափական ( cis-, trans-) իզոմերներ.

Երկրաչափական իզոմերիզմը տարածական իզոմերիզմի տեսակներից մեկն է։

Իզոմերները, որոնցում նույն փոխարինիչները (ածխածնի տարբեր ատոմներում) գտնվում են կրկնակի կապի մի կողմում, կոչվում են ցիս-իզոմերներ, իսկ հակառակ կողմում՝ տրանս-իզոմերներ.

Cis-Եվ տրանս-իզոմերները տարբերվում են ոչ միայն իրենց տարածական կառուցվածքով, այլև բազմաթիվ ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով։ Տրանս-իզոմերներն ավելի կայուն են, քան cis-իզոմերներ.

Ալկենների պատրաստում

Բնության մեջ ալկենները հազվադեպ են հանդիպում։ Սովորաբար գազային ալկենները (էթիլեն, պրոպիլեն, բուտիլեններ) մեկուսացվում են նավթավերամշակման գազերից (ճեղքման ժամանակ) կամ հարակից գազերից, ինչպես նաև ածխի կոքսային գազերից։

Արդյունաբերության մեջ ալկենները ստացվում են կատալիզատորի առկայությամբ ալկանների ջրազրկմամբ (Cr 2 O 3):

Ալկանների ջրազրկում

H 3 C - CH 2 - CH 2 - CH 3 → H 2 C = CH - CH 2 - CH 3 + H 2 (բութեն-1)

H 3 C - CH 2 - CH 2 - CH 3 → H 3 C - CH = CH - CH 3 + H 2 (բուտեն-2)

Արտադրության լաբորատոր մեթոդներից կարելի է նշել հետևյալը.

1. Ջրածնի հալոգենրիդի վերացում ալկիլ հալոգենիդներից՝ դրանց վրա ալկոհոլային ալկալային լուծույթի ազդեցության ներքո.

2. ացետիլենի հիդրոգենացումը կատալիզատորի (Pd) առկայության դեպքում.

H-C ≡ C-H + H 2 → H 2 C = CH 2

3. Սպիրտների ջրազրկում (ջրի վերացում).
Որպես կատալիզատոր օգտագործվում են թթուները (ծծմբային կամ ֆոսֆորական) կամ Al 2 O 3.

Նման ռեակցիաներում ջրածինը բաժանվում է ամենաքիչ հիդրոգենացված (ջրածնի ամենափոքր թվով ատոմներով) ածխածնի ատոմից (Ա.Մ. Զայցևի կանոն).

Ֆիզիկական հատկություններ

Որոշ ալկենների ֆիզիկական հատկությունները ներկայացված են ստորև բերված աղյուսակում: Ալկենների հոմոլոգ շարքի առաջին երեք ներկայացուցիչները (էթիլեն, պրոպիլեն և բուտիլեն) գազեր են, սկսած C 5 H 10-ից (ամիլեն կամ պենտեն-1) հեղուկներ են, իսկ C 18 H 36-ով պինդ են: Քանի որ մոլեկուլային քաշը մեծանում է, հալման և եռման կետերը մեծանում են: Նորմալ կառուցվածք ունեցող ալկենները եռում են ավելի բարձր ջերմաստիճանում, քան նրանց իզոմերները, որոնք ունեն իզո կառուցվածք։ Եռման կետեր cis-ից ավելի բարձր իզոմերներ տրանս-իզոմերներ, իսկ հալման կետերը հակառակն են:

Ալկենները վատ են լուծվում ջրում (սակայն, ավելի լավ, քան համապատասխան ալկանները), բայց լավ լուծելի են օրգանական լուծիչներում։ Էթիլենը և պրոպիլենը այրվում են ծխագույն բոցով։

Որոշ ալկենների ֆիզիկական հատկություններ

Անուն		տ pl, °С	տ kip, °С
Էթիլեն (էթեն)
պրոպիլեն (պրոպեն)
Բուտիլեն (բութեն-1)
cis-butene-2
Տրանս-բութեն-2
Իզոբուտիլեն (2-մեթիլպրոպեն)
Ամիլեն (պենտեն-1)
Հեքսիլեն (հեքսեն-1)
Հեպտիլեն (հեպտեն-1)
Օկտիլեն (օկտեն-1)
Նոնիլեն (ոչ մի-1)
Դեցիլեն (դեցեն-1)

Ալկենները մի փոքր բևեռային են, բայց հեշտությամբ բևեռացվում են:

Քիմիական հատկություններ

Ալկենները բարձր ռեակտիվ են: Նրանց քիմիական հատկությունները որոշվում են հիմնականում ածխածին-ածխածին կրկնակի կապով։

Π-կապը, լինելով ամենաքիչ ուժեղ և հասանելի, կոտրվում է ռեագենտի գործողությամբ, և ածխածնի ատոմների ազատված վալենտները ծախսվում են ռեագենտի մոլեկուլը կազմող ատոմների միացման վրա։ Սա կարող է ներկայացվել որպես դիագրամ.

Այսպիսով, ավելացման ռեակցիաների ժամանակ կրկնակի կապը կոտրվում է, կարծես կիսով չափ (մնալով σ կապը)։

Բացի հավելումից, ալկենները ենթարկվում են նաև օքսիդացման և պոլիմերացման ռեակցիաների։

Ավելացման ռեակցիաներ

Ավելի հաճախ ավելացման ռեակցիաներն ընթանում են ըստ հետերոլիտիկ տեսակի՝ լինելով էլեկտրոֆիլ հավելման ռեակցիաներ։

1. Ջրածինացում (ջրածնի ավելացում). Ալկենները, ավելացնելով ջրածինը կատալիզատորների առկայությամբ (Pt, Pd, Ni), վերածվում են հագեցած ածխաջրածինների՝ ալկանների.

H 2 C \u003d CH 2 + H 2 → H 3 C - CH 3 (էթան)

2. Հալոգենացում (հալոգենների ավելացում). Հալոգենները հեշտությամբ ավելանում են կրկնակի կապի ճեղքման վայրում՝ դիհալոգեն ածանցյալներ ձևավորելու համար.

H 2 C = CH 2 + Cl 2 → ClH 2 C - CH 2 Cl (1,2-դիքլորէթան)

Քլորի և բրոմի ավելացումն ավելի հեշտ է, իսկ յոդը՝ ավելի դժվար։ Ֆտորը պայթուցիկ կերպով փոխազդում է ալկենների, ինչպես նաև ալկանների հետ։

Համեմատեք. ալկեններում հալոգենացման ռեակցիան ավելացման գործընթաց է, ոչ թե փոխարինման (ինչպես ալկաններում):

Հալոգենացման ռեակցիան սովորաբար իրականացվում է լուծիչում սովորական ջերմաստիճանում:

Ալկեններին բրոմի և քլորի ավելացումը տեղի է ունենում իոնային, այլ ոչ թե ռադիկալ մեխանիզմով: Այս եզրակացությունը բխում է այն փաստից, որ հալոգենի ավելացման արագությունը կախված չէ ճառագայթումից, թթվածնի առկայությունից և արմատական ​​պրոցեսներ հարուցող կամ արգելակող այլ ռեակտիվների առկայությունից: Մեծ թվով փորձարարական տվյալների հիման վրա առաջարկվել է այս ռեակցիայի մեխանիզմը, որը ներառում է մի քանի հաջորդական փուլեր: Առաջին փուլում հալոգենի մոլեկուլի բևեռացումը տեղի է ունենում π- կապի էլեկտրոնների ազդեցությամբ: Հալոգենի ատոմը, որը ստանում է որոշակի կոտորակային դրական լիցք, π կապի էլեկտրոնների հետ կազմում է անկայուն միջանկյալ նյութ, որը կոչվում է π կոմպլեքս կամ լիցքի փոխանցման կոմպլեքս։ Պետք է նշել, որ π-համալիրում հալոգենը ուղղորդված կապ չի կազմում որևէ կոնկրետ ածխածնի ատոմի հետ. Այս կոմպլեքսում պարզապես իրականացվում է π կապի էլեկտրոնային զույգի դոնոր-ընդունիչ փոխազդեցությունը որպես դոնոր և հալոգեն որպես ընդունող։

Այնուհետև π-համալիրը վերածվում է ցիկլային բրոմոնի իոնի: Այս ցիկլային կատիոնի ձևավորման ժամանակ տեղի է ունենում Br-Br կապի հետերոլիտիկ ճեղքում և դատարկ Ռ- ածխածնի հիբրիդացված ատոմի sp 2 ուղեծրը համընկնում է Ռ- հալոգենի ատոմի էլեկտրոնների «միայնակ զույգի» ուղեծրը, որը ձևավորում է ցիկլային բրոմոնի իոն:

Վերջին՝ երրորդ փուլում, բրոմի անիոնը, որպես նուկլեոֆիլ նյութ, հարձակվում է բրոմոնի իոնի ածխածնի ատոմներից մեկի վրա։ Բրոմիդի իոնի կողմից նուկլեոֆիլ հարձակումը հանգեցնում է եռանդամ օղակի բացմանը և հարակից դիբրոմիդի ձևավորմանը ( վիկ- մոտ): Այս քայլը պաշտոնապես կարելի է համարել որպես SN 2-ի նուկլեոֆիլ փոխարինում ածխածնի ատոմում, որտեղ հեռացող խումբը Br + է:

Այս ռեակցիայի արդյունքը դժվար չէ կանխատեսել. բրոմի անիոնը հարձակվում է կարբոկատիոնի վրա՝ առաջացնելով դիբրոմէթան։

Բրոմի լուծույթի արագ գունազրկումը CCl4-ում ծառայում է որպես չհագեցվածության ամենապարզ փորձարկումներից մեկը, քանի որ ալկենները, ալկինները և դիենները արագ արձագանքում են բրոմի հետ:

Ալկեններին բրոմի ավելացումը (բրոմացման ռեակցիա) որակական ռեակցիա է հագեցած ածխաջրածիններին։ Երբ չհագեցած ածխաջրածիններն անցնում են բրոմաջրի միջով (բրոմի լուծույթ ջրի մեջ), դեղին գույնն անհետանում է (հագեցած ածխաջրածինների դեպքում՝ մնում է)։

3. Հիդրոհալոգենացում (ջրածնի հալոգենիդների ավելացում): Ալկենները հեշտությամբ ավելացնում են ջրածնի հալոգենիդներ.

H 2 C = CH 2 + HBr → H 3 C - CH 2 Br

Ջրածնի հալոգենիդների ավելացումը էթիլենի հոմոլոգներին հետևում է Վ.Վ.Մարկովնիկովի կանոնին (1837 - 1904). Նորմալ պայմաններում ջրածնի հալոգենիդը կրկնակի կապի տեղում ավելացվում է ամենաջրածնային ածխածնի ատոմին, իսկ հալոգենը՝ պակաս հիդրոգենացվածը.

Մարկովնիկովի կանոնը կարելի է բացատրել նրանով, որ անհամաչափ ալկեններում (օրինակ՝ պրոպիլենում) էլեկտրոնային խտությունը բաշխված է անհավասարաչափ։ Կրկնակի կապի հետ անմիջականորեն կապված մեթիլ խմբի ազդեցության տակ էլեկտրոնային խտությունը տեղափոխվում է դեպի այս կապը (դեպի ծայրահեղ ածխածնի ատոմ):

Այս տեղաշարժի շնորհիվ p-կապը բևեռացված է և մասնակի լիցքեր են առաջանում ածխածնի ատոմների վրա։ Հեշտ է պատկերացնել, որ դրական լիցքավորված ջրածնի իոնը (պրոտոն) կմիանա ածխածնի ատոմին (էլեկտրոֆիլ հավելում), որն ունի մասնակի բացասական լիցք, և բրոմի անիոնը՝ մասնակի դրական լիցք ունեցող ածխածնին։

Նման կցումը օրգանական մոլեկուլում ատոմների փոխադարձ ազդեցության հետևանք է։ Ինչպես գիտեք, ածխածնի ատոմի էլեկտրաբացասականությունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան ջրածինը։

Հետևաբար, մեթիլ խմբում նկատվում է σ-կապերի C-H որոշ բևեռացում, որը կապված է էլեկտրոնի խտության տեղաշարժի հետ ջրածնի ատոմներից դեպի ածխածին։ Սա իր հերթին առաջացնում է էլեկտրոնի խտության բարձրացում կրկնակի կապի շրջանում և հատկապես դրա ծայրահեղ ատոմում։ Այսպիսով, մեթիլ խումբը, ինչպես մյուս ալկիլ խմբերը, հանդես է գալիս որպես էլեկտրոնի դոնոր: Այնուամենայնիվ, պերօքսիդի միացությունների կամ O 2-ի առկայության դեպքում (երբ ռեակցիան արմատական ​​է), այս ռեակցիան կարող է նաև հակադրվել Մարկովնիկովի կանոնին:

Նույն պատճառներով Մարկովնիկովի կանոնը պահպանվում է, երբ անհամաչափ ալկեններին ավելացնում են ոչ միայն ջրածնի հալոգենիդներ, այլ նաև այլ էլեկտրոֆիլ ռեակտիվներ (H 2 O, H 2 SO 4, HOCl, ICl և այլն):

4. Խոնավացում (ջրի ավելացում). Կատալիզատորների առկայության դեպքում ալկեններին ջուր են ավելացնում՝ սպիրտներ առաջացնելու համար։ Օրինակ:

H 3 C - CH = CH 2 + H - OH → H 3 C - CHOH - CH 3 (իզոպրոպիլային սպիրտ)

Օքսիդացման ռեակցիաներ

Ալկեններն ավելի հեշտ են օքսիդանում, քան ալկանները։ Ալկենների օքսիդացման ժամանակ առաջացած արգասիքները և դրանց կառուցվածքը կախված են ալկենների կառուցվածքից և այս ռեակցիայի պայմաններից։

1. Այրում

H 2 C = CH 2 + 3O 2 → 2СO 2 + 2H 2 O

2. Թերի կատալիտիկ օքսիդացում

3. Օքսիդացում սովորական ջերմաստիճանում. Երբ էթիլենը ենթարկվում է KMnO4 ջրային լուծույթին (նորմալ պայմաններում, չեզոք կամ ալկալային միջավայրում՝ Վագների ռեակցիան), ձևավորվում է երկհիդրիկ սպիրտ՝ էթիլեն գլիկոլ.

3H 2 C = CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3HOCH 2 - CH 2 OH (էթիլեն գլիկոլ) + 2MnO 2 + KOH

Այս ռեակցիան որակական է՝ կալիումի պերմանգանատի լուծույթի մանուշակագույն գույնը փոխվում է, երբ դրան ավելացվում է չհագեցած միացություն։

Ավելի ծանր պայմաններում (KMnO4-ի օքսիդացում ծծմբաթթվի կամ քրոմի խառնուրդի առկայության դեպքում), ալկենում կրկնակի կապը կոտրվում է և առաջանում է թթվածին պարունակող արտադրանք.

H 3 C - CH = CH - CH 3 + 2O 2 → 2H 3 C - COOH (քացախաթթու)

Իզոմերացման ռեակցիա

Ջեռուցման ժամանակ կամ կատալիզատորների առկայության դեպքում ալկենները ունակ են իզոմերիացման. տեղի է ունենում կրկնակի կապի շարժում կամ իզոկառուցվածքի ստեղծում:

Պոլիմերացման ռեակցիաներ

Խզելով π կապերը՝ ալկենի մոլեկուլները կարող են կապվել միմյանց հետ՝ ձևավորելով երկար շղթայական մոլեկուլներ։

Ալկենների բնության մեջ առաջացումը և ֆիզիոլոգիական դերը

Բնության մեջ ացիկլիկ ալկեններ գործնականում երբեք չեն հայտնաբերվել: Օրգանական միացությունների այս դասի ամենապարզ ներկայացուցիչը՝ էթիլեն C 2 H 4, բույսերի հորմոն է և սինթեզվում է դրանցում փոքր քանակությամբ։

Մի քանի բնական ալկեններից մեկը մուսկալուրն է ( cis-տրիկոզեն-9) էգ տնային ճանճի սեռական գրավիչ է (Մուսկա ներքին).

Ստորին ալկենները բարձր կոնցենտրացիաներում ունեն թմրամիջոցների ազդեցություն: Շարքի ավելի բարձր անդամները նույնպես առաջացնում են ցնցումներ և շնչառական ուղիների լորձաթաղանթի գրգռում

Անհատական ​​ներկայացուցիչներ

Էթիլենը (էթեն) օրգանական քիմիական միացություն է, որը նկարագրված է C 2 H 4 բանաձևով: Դա ամենապարզ ալկենն է։ Պարունակում է կրկնակի կապ և, հետևաբար, պատկանում է չհագեցած կամ չհագեցած ածխաջրածիններին։ Այն չափազանց կարևոր դեր է խաղում արդյունաբերության մեջ, ինչպես նաև ֆիտոհորմոն է (ցածր մոլեկուլային քաշի օրգանական նյութեր, որոնք արտադրվում են բույսերի կողմից և ունեն կարգավորիչ գործառույթներ):

Էթիլեն - առաջացնում է անզգայացում, ունի գրգռիչ և մուտագեն ազդեցություն:

Էթիլենը ամենաշատ արտադրվող օրգանական միացությունն է աշխարհում. Էթիլենի ընդհանուր համաշխարհային արտադրությունը 2008 թվականին կազմել է 113 մլն տոննա և շարունակում է աճել տարեկան 2-3%-ով:

Էթիլենը հիմնական օրգանական սինթեզի առաջատար արտադրանքն է և օգտագործվում է պոլիէթիլենի արտադրության համար (1-ին տեղ՝ ընդհանուր ծավալի մինչև 60%-ը)։

Պոլիէթիլենը էթիլենի ջերմապլաստիկ պոլիմեր է: Աշխարհում ամենատարածված պլաստիկը.

Սպիտակ գույնի մոմանման զանգված է (բարակ թիթեղները թափանցիկ են և անգույն)։ Քիմիական և ցրտադիմացկուն, մեկուսիչ, հարվածների նկատմամբ ոչ զգայուն (հարվածման կլանիչ), տաքանալիս փափկվում է (80-120°C), սառչելիս կարծրանում է, կպչունությունը (աննման պինդ մարմինների և/կամ հեղուկ մարմինների մակերեսների կպչունությունը) չափազանց ցածր է: Երբեմն ժողովրդական գիտակցության մեջ այն նույնացվում է ցելոֆանի՝ բուսական ծագման նմանատիպ նյութի հետ։

Պրոպիլեն - առաջացնում է անզգայացում (էթիլենից ավելի հզոր), ունի ընդհանուր թունավոր և մուտագեն ազդեցություն:

Դիմացկուն է ջրի նկատմամբ, չի փոխազդում որևէ կոնցենտրացիայի ալկալիների հետ, չեզոք, թթվային և հիմնային աղերի, օրգանական և անօրգանական թթուների, նույնիսկ խտացված ծծմբաթթվի լուծույթների հետ, բայց քայքայվում է 50% ազոտական ​​թթվի ազդեցության տակ սենյակային ջերմաստիճանում և ազդեցության տակ։ հեղուկ և գազային քլորի և ֆտորի. Ժամանակի ընթացքում տեղի է ունենում ջերմային ծերացում։

Պլաստիկ թաղանթ (հատկապես փաթեթավորման թաղանթ, ինչպիսիք են փուչիկները կամ ժապավենը):

Տարաներ (շշեր, տարաներ, տուփեր, տարաներ, այգիների ջրցան տարաներ, սածիլների ամաններ.

Պոլիմերային խողովակներ կոյուղու, ջրահեռացման, ջրի և գազի մատակարարման համար։

Էլեկտրական մեկուսիչ նյութ.

Պոլիէթիլենային փոշին օգտագործվում է որպես տաք հալեցնող սոսինձ:

Բուտեն-2 - առաջացնում է անզգայացում և ունի գրգռիչ ազդեցություն:

Ալկենների ֆիզիկական հատկությունները նման են ալկանների հատկություններին, թեև դրանք բոլորն ունեն մի փոքր ավելի ցածր հալման և եռման ջերմաստիճան, քան համապատասխան ալկանները։ Օրինակ՝ պենտանն ունի 36 °C եռման ջերմաստիճան, իսկ պենտեն-1-ը՝ 30 °C։ Նորմալ պայմաններում ալկենները C 2 - C 4 գազեր են: C 5 – C 15-ը հեղուկներ են, C 16-ից սկսած՝ պինդ: Ալկենները ջրի մեջ անլուծելի են, բայց շատ լուծելի են օրգանական լուծիչներում:

Բնության մեջ ալկենները հազվադեպ են հանդիպում։ Քանի որ ալկենները արժեքավոր հումք են արդյունաբերական օրգանական սինթեզի համար, մշակվել են դրանց պատրաստման բազմաթիվ մեթոդներ։

1. Ալկենների հիմնական արդյունաբերական աղբյուրը նավթի մաս կազմող ալկանների ճեղքումն է.

3. Լաբորատոր պայմաններում ալկեններ են ստացվում վերացման ռեակցիաներով, որոնց ժամանակ հարեւան ածխածնի ատոմներից վերացվում են երկու ատոմ կամ ատոմների երկու խումբ, առաջանում է լրացուցիչ p-կապ։ Նման ռեակցիաները ներառում են հետևյալը.

1) Ալկոհոլների ջրազրկումը տեղի է ունենում, երբ դրանք ջեռուցվում են ջրահեռացնող նյութերով, օրինակ՝ ծծմբաթթվով 150 ° C-ից բարձր ջերմաստիճանում.

Երբ H 2 O-ը հեռացվում է սպիրտներից, HBr-ը և HCl-ը՝ ալկիլ հալոգենիդներից, ջրածնի ատոմը նախընտրելիորեն վերանում է հարևան ածխածնի ատոմներից, որը կապված է ջրածնի ամենափոքր թվով ատոմների հետ (ամենաքիչ հիդրոգենացված ածխածնի ատոմից): Այս օրինաչափությունը կոչվում է Զայցևի կանոն:

3) Դեհալոգենացումը տեղի է ունենում, երբ դիհալիդները, որոնք ունեն հալոգենի ատոմներ հարակից ածխածնի ատոմներում, տաքացվում են ակտիվ մետաղներով.

CH 2 Br -CHBr -CH 3 + Mg → CH 2 =CH-CH 3 + Mg Br 2:

Ալկենների քիմիական հատկությունները որոշվում են նրանց մոլեկուլներում կրկնակի կապի առկայությամբ։ p կապի էլեկտրոնային խտությունը բավականին շարժուն է և հեշտությամբ փոխազդում է էլեկտրոֆիլ մասնիկների հետ։ Ուստի ալկենների շատ ռեակցիաներ ընթանում են ըստ մեխանիզմի էլեկտրոֆիլային հավելում, որը նշանակված է A E նշանով (անգլերենից, լրացումը՝ էլեկտրոֆիլ): Էլեկտրաֆիլային ավելացման ռեակցիաները իոնային գործընթացներ են, որոնք տեղի են ունենում մի քանի փուլով:

Առաջին փուլում էլեկտրոֆիլ մասնիկը (առավել հաճախ սա H + պրոտոն է) փոխազդում է կրկնակի կապի p-էլեկտրոնների հետ և ձևավորում p-համալիր, որն այնուհետև վերածվում է կարբոկացիայի՝ ձևավորելով կովալենտային s կապ: էլեկտրոֆիլ մասնիկը և ածխածնի ատոմներից մեկը.

ալկենային p-համալիր կարբոկացիա

Երկրորդ փուլում կարբոկատիոնը փոխազդում է X-անիոնի հետ՝ անիոնի էլեկտրոնային զույգի շնորհիվ ձևավորելով երկրորդ s-կապը.

Էլեկտրաֆիլային ավելացման ռեակցիաներում ջրածնի իոնը միանում է ածխածնի ատոմին ավելի մեծ բացասական լիցք ունեցող կրկնակի կապով։ Լիցքի բաշխումը որոշվում է p-էլեկտրոնի խտության փոփոխությամբ՝ փոխարինողների ազդեցության տակ. .

Էլեկտրոն նվիրաբերող փոխարինիչները, որոնք ցուցադրում են +I էֆեկտը, p-էլեկտրոնի խտությունը տեղափոխում են ավելի հիդրոգենացված ածխածնի ատոմ և դրա վրա ստեղծում են մասնակի բացասական լիցք: Սա բացատրում է Մարկովնիկովի կանոնըԵրբ ավելացնում են բևեռային մոլեկուլներ, ինչպիսիք են HX (X = Hal, OH, CN և այլն) անհամաչափ ալկեններին, ջրածինը նախընտրելիորեն կցվում է ավելի հիդրոգենացված ածխածնի ատոմին կրկնակի կապով:

Դիտարկենք ավելացման ռեակցիաների կոնկրետ օրինակներ։

1) հիդրոհալոգենացում. Երբ ալկենները փոխազդում են ջրածնի հալոգենիդների (HCl, HBr) հետ, առաջանում են ալկիլ հալոգենիդներ.

CH 3 -CH = CH 2 + HBr ® CH 3 -CHBr-CH 3:

Ռեակցիայի արտադրանքները որոշվում են Մարկովնիկովի կանոնով.

Այնուամենայնիվ, պետք է ընդգծել, որ որևէ օրգանական պերօքսիդի առկայության դեպքում բևեռային HX մոլեկուլները չեն արձագանքում ալկենների հետ Մարկովնիկովի կանոնի համաձայն.

	R-O-O-R
CH 3 -CH = CH 2 + HBr		CH 3 -CH 2 -CH 2 Br

Դա պայմանավորված է նրանով, որ պերօքսիդի առկայությունը որոշում է ռեակցիայի ոչ թե իոնային, այլ արմատական ​​մեխանիզմը:

2) խոնավացում. Երբ ալկենները ջրի հետ փոխազդում են հանքային թթուների (ծծմբական, ֆոսֆորական) առկայությամբ, առաջանում են սպիրտներ։ Հանքային թթուները գործում են որպես կատալիզատորներ և հանդիսանում են պրոտոնների աղբյուր։ Ջրի ավելացումը նույնպես հետևում է Մարկովնիկովի կանոնին.

CH 3 -CH = CH 2 + HON ® CH 3 -CH (OH) -CH 3:

3) հալոգենացում. Ալկենները գունաթափում են բրոմային ջուրը.

CH 2 = CH 2 + Br 2 ® B-CH 2 -CH 2 Br.

Այս ռեակցիան որակական է կրկնակի կապի համար։

4) հիդրոգենացում. Ջրածնի ավելացումը տեղի է ունենում մետաղական կատալիզատորների ազդեցության ներքո.

որտեղ R = H, CH 3, Cl, C 6 H 5 և այլն: CH 2 =CHR մոլեկուլը կոչվում է մոնոմեր, ստացված միացությունը՝ պոլիմեր, n թիվը պոլիմերացման աստիճանն է։

Ալկենի տարբեր ածանցյալների պոլիմերացումից ստացվում են արժեքավոր արդյունաբերական արտադրանքներ՝ պոլիէթիլեն, պոլիպրոպիլեն, պոլիվինիլքլորիդ և այլն։

Բացի հավելումից, ալկենները ենթարկվում են նաև օքսիդացման ռեակցիաների։ Ալկենների մեղմ օքսիդացման ժամանակ կալիումի պերմանգանատի ջրային լուծույթով (Վագների ռեակցիա) առաջանում են երկհիդրային սպիրտներ.

ZSN 2 =CH 2 + 2KMn O 4 + 4H 2 O ® ZNOSN 2 -CH 2 OH + 2MnO 2 ↓ + 2KOH.

Այս ռեակցիայի արդյունքում կալիումի պերմանգանատի մանուշակագույն լուծույթը արագորեն գունաթափվում է և մանգանի (IV) օքսիդի շագանակագույն նստվածք է նստում։ Այս ռեակցիան, ինչպես բրոմ ջրի գունազրկման ռեակցիան, որակական է կրկնակի կապի համար։ Թթվային միջավայրում կալիումի պերմանգանատի եռացող լուծույթով ալկենների խիստ օքսիդացման ժամանակ կրկնակի կապն ամբողջությամբ խզվում է կետոնների, կարբոքսիլաթթուների կամ CO 2-ի առաջացմամբ, օրինակ.

	[ՄԱՍԻՆ]
CH 3 -CH \u003d CH-CH 3		2CH 3 -COOH

Օքսիդացման արտադրանքների հիման վրա կարելի է որոշել կրկնակի կապի դիրքը սկզբնական ալկենի մեջ։

Ինչպես բոլոր մյուս ածխաջրածինները, ալկենները այրվում են և, շատ օդի դեպքում, ձևավորում են ածխաթթու գազ և ջուր.

C n H 2 n + Zn / 2O 2 ® n CO 2 + n H 2 O:

Երբ օդը սահմանափակ է, ալկենների այրումը կարող է հանգեցնել ածխածնի մոնօքսիդի և ջրի ձևավորմանը.

C n H 2n + nO 2 ® nCO + nH 2 O:

Եթե ​​ալկենը խառնեք թթվածնի հետ և այս խառնուրդն անցկացնեք մինչև 200°C տաքացված արծաթի կատալիզատորի վրա, առաջանում է ալկենի օքսիդ (էպօքսիալկան), օրինակ.

Ցանկացած ջերմաստիճանում ալկենները օքսիդանում են օզոնով (օզոնը թթվածինից ավելի ուժեղ օքսիդացնող նյութ է): Եթե ​​օզոն գազը մեթանի տետրաքլորիդում գտնվող ալկենի լուծույթով անցնում է սենյակային ջերմաստիճանից ցածր ջերմաստիճանում, տեղի է ունենում հավելման ռեակցիա և ձևավորվում են համապատասխան օզոնիդներ (ցիկլային պերօքսիդներ): Օզոնիդները շատ անկայուն են և կարող են հեշտությամբ պայթել: Հետևաբար, դրանք սովորաբար մեկուսացված չեն, բայց արտադրությունից անմիջապես հետո դրանք քայքայվում են ջրով. սա արտադրում է կարբոնիլային միացություններ (ալդեհիդներ կամ կետոններ), որոնց կառուցվածքը ցույց է տալիս օզոնացման ենթարկված ալկենի կառուցվածքը:

Ստորին ալկենները կարևոր մեկնարկային նյութեր են արդյունաբերական օրգանական սինթեզի համար: Էթիլենից արտադրվում են էթիլային սպիրտ, պոլիէթիլեն և պոլիստիրոլ։ Պրոպենն օգտագործվում է պոլիպրոպիլենի, ֆենոլի, ացետոնի և գլիցերինի սինթեզի համար։

Ալկեններ (օլեֆիններ, էթիլենային ածխաջրածիններ Գ n Հ 2n

Հոմոլոգ շարք.

էթեն (էթիլեն)

Ամենապարզ ալկենը էթիլենն է (C 2 H 4): Համաձայն IUPAC անվանացանկի՝ ալկենների անվանումները ձևավորվում են համապատասխան ալկանների անվանումներից՝ «-ane» վերջածանցը «-ene»-ով փոխարինելով. Կրկնակի կապի դիրքը նշվում է արաբական թվով:

Ալկեններից առաջացած ածխաջրածնային ռադիկալներն ունեն վերջածանց «-ենիլ». Չնչին անուններ. Չ 2 =CH- «վինիլ», Չ 2 =CH-CH 2 - «ալիլ».

Կրկնակի կապում ածխածնի ատոմները գտնվում են sp² հիբրիդացման վիճակում և ունեն 120° կապի անկյուն:

Ալկենները բնութագրվում են ածխածնային կմախքի իզոմերիայով, կրկնակի կապի դիրքերով, միջդասակարգային և տարածական:

Ֆիզիկական հատկություններ

Ալկենների հալման և եռման կետերը (պարզեցված) աճում են ածխածնի ողնաշարի մոլեկուլային քաշի և երկարության հետ։

Նորմալ պայմաններում ալկենները C 2 H 4-ից մինչև C 4 H 8 գազեր են. պենտենից C 5 H 10 մինչև hexadecene C 17 H 34 ներառյալ - հեղուկներ, իսկ սկսած օկտադեցենից C 18 H 36 - պինդ նյութեր: Ալկենները ջրում անլուծելի են, բայց շատ լուծելի են օրգանական լուծիչներում։

Ալկանների ջրազրկում

Սա ալկենների արտադրության արդյունաբերական մեթոդներից մեկն է

Ալկինների հիդրոգենացում

Ալկինների մասնակի հիդրոգենացումը պահանջում է հատուկ պայմաններ և կատալիզատորի առկայություն

Կրկնակի կապը սիգմայի և pi կապերի համակցություն է: Սիգմա կապն առաջանում է, երբ sp2 ուղեծրերը առանցքային համընկնում են, իսկ pi կապ՝ երբ կողային համընկնումը:

Զայցևի կանոն.

Ջրածնի ատոմի աբստրակցիան վերացման ռեակցիաներում հիմնականում տեղի է ունենում ամենաքիչ հիդրոգենացված ածխածնի ատոմից:

13. Ալկեններ. Կառուցվածք. sp 2 հիբրիդացում, միացման բազմաթիվ պարամետրեր: Հալոգենների, ջրածնի հալոգենիդների, հիպոքլորային թթվի էլեկտրոֆիլ հավելման ռեակցիաները։ Ալկենների խոնավացում. Մորկովնիկովի կանոնը. Ռեակցիաների մեխանիզմները.

Ալկեններ (օլեֆիններ, էթիլենային ածխաջրածիններ) - ացիկլիկ չհագեցած ածխաջրածիններ, որոնք պարունակում են մեկ կրկնակի կապ ածխածնի ատոմների միջև, որոնք կազմում են հոմոլոգ շարք ընդհանուր բանաձևով. Գ n Հ 2n

Մեկ s- և 2 p-օրբիտալները խառնվում են և ձևավորում են 2 համարժեք sp2-հիբրիդային ուղեծրեր, որոնք գտնվում են նույն հարթությունում 120 անկյան տակ։

Եթե ​​կապը ձևավորվում է մեկից ավելի զույգ էլեկտրոններով, ապա այն կոչվում է բազմակի.

Բազմաթիվ կապ է ձևավորվում, երբ կենտրոնական ատոմի յուրաքանչյուր կապ ձևավորող վալենտային ուղեծրի համար չափազանց քիչ էլեկտրոններ և կապող ատոմներ կան, որպեսզի համընկնեն շրջակա ատոմի որևէ ուղեծրի հետ:

Էլեկտրաֆիլային ավելացման ռեակցիաներ

Այս ռեակցիաներում հարձակվող մասնիկը էլեկտրոֆիլ է:

Հալոգենացում:

Հիդրոհալոգենացում

Ալկեններին ջրածնի հալոգենիդների էլեկտրաֆիլ ավելացումը տեղի է ունենում Մարկովնիկովի կանոնի համաձայն

Մարկովնիկովի կանոն

Հիպոքլորային թթվի ավելացում՝ քլորոհիդրիններ ձևավորելու համար.

Խոնավացում

Ալկեններին ջրի ավելացումը տեղի է ունենում ծծմբաթթվի առկայության դեպքում.

կարբոկացիա- մասնիկ, որում դրական լիցքը կենտրոնացած է ածխածնի ատոմի վրա, ածխածնի ատոմն ունի դատարկ p-ուղիղ:

14. Էթիլենային ածխաջրածիններ. Քիմիական հատկություններ. ռեակցիաներ օքսիդացնող նյութերի հետ: կատալիտիկ օքսիդացում, ռեակցիա պերաթթուների հետ, օքսիդացման ռեակցիա գլիկոլներին, ածխածին-ածխածին կապի ճեղքումով, օզոնացում։ Wacker գործընթաց. Փոխարինման ռեակցիաներ.

Ալկեններ (օլեֆիններ, էթիլենային ածխաջրածիններ) - ացիկլիկ չհագեցած ածխաջրածիններ, որոնք պարունակում են մեկ կրկնակի կապ ածխածնի ատոմների միջև, որոնք կազմում են հոմոլոգ շարք ընդհանուր բանաձևով. Գ n Հ 2n

Օքսիդացում

Ալկենների օքսիդացում կարող է տեղի ունենալ՝ կախված օքսիդացնող ռեակտիվների պայմաններից և տեսակներից, ինչպես կրկնակի կապի ճեղքումով, այնպես էլ ածխածնի կմախքի պահպանմամբ։

Օդում այրվելիս օլեֆինները արտադրում են ածխաթթու գազ և ջուր։

H 2 C = CH 2 + 3O 2 => 2CO 2 + 2H 2 O

Գ n Հ 2n+ 3n/O 2 => nCO 2 + nH 2 O – ընդհանուր բանաձև

կատալիտիկ օքսիդացում

Պալադիումի աղերի առկայության դեպքում էթիլենը օքսիդացվում է ացետալդեհիդի։ Նմանապես, ացետոնը ձևավորվում է պրոպենից:

Երբ ալկենները ենթարկվում են ուժեղ օքսիդացնող նյութերի (KMnO 4 կամ K 2 Cr 2 O 7 H 2 SO 4-ում), կրկնակի կապը կոտրվում է, երբ տաքացվում է.

Երբ ալկենները օքսիդացվում են կալիումի պերմանգանատի նոսր լուծույթով, առաջանում են երկհիդրային սպիրտներ՝ գլիկոլներ (E.E. Wagner ռեակցիա)։ Ռեակցիան տեղի է ունենում ցրտին։

Ացիկլային և ցիկլային ալկենները ոչ բևեռային միջավայրում RCOOOH պերաթթուների հետ փոխազդելիս ձևավորում են էպօքսիդներ (օքսիրաններ), հետևաբար ռեակցիան ինքնին կոչվում է էպօքսիդացման ռեակցիա։

Ալկենների օզոնացում.

Երբ ալկենները փոխազդում են օզոնի հետ, առաջանում են պերօքսիդային միացություններ, որոնք կոչվում են օզոնիդներ։ Ալկենների արձագանքը օզոնի հետ ամենակարևոր մեթոդն է ալկենների օքսիդատիվ տրոհման համար կրկնակի կապում

Ալկենները չեն ենթարկվում փոխարինման ռեակցիաների։

Wacker գործընթաց- էթիլենի ուղղակի օքսիդացման միջոցով ացետալդեհիդի արտադրության գործընթացը:

Wacker գործընթացը հիմնված է էթիլենի օքսիդացման վրա պալադիումի դիքլորիդով.

CH 2 = CH 2 + PdCl 2 + H 2 O = CH 3 CHO + Pd + 2HCl

15. Ալկեններ՝ քիմիական հատկություններ. Հիդրոգենացում. Լեբեդևի իշխանությունը. Ալկենների իզոմերացում և օլիգոմերացում: Ռադիկալ և իոնային պոլիմերացում: Պոլիմեր, օլիգոմեր, մոնոմեր, տարրական միավոր, պոլիմերացման աստիճան հասկացությունը։ Telomerization և copolymerization.

Հիդրոգենացում

Ալկենների հիդրոգենացումը անմիջապես ջրածնով տեղի է ունենում միայն կատալիզատորի առկայության դեպքում։ Հիդրոգենացման կատալիզատորները ներառում են պլատին, պալադիում և նիկել:

Հիդրոգենացումը կարող է իրականացվել նաև հեղուկ փուլում՝ միատարր կատալիզատորներով

Իզոմերացման ռեակցիաներ

Տաքացնելիս հնարավոր է ալկենի մոլեկուլների իզոմերացում, որը

կարող է հանգեցնել ինչպես կրկնակի կապի տեղաշարժի, այնպես էլ կմախքի փոփոխությունների

ածխաջրածին.

CH2=CH-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH3

Պոլիմերացման ռեակցիաներ

Սա հավելման ռեակցիայի տեսակ է: Պոլիմերացումը միանման մոլեկուլների հաջորդական համակցության ռեակցիան է ավելի մեծ մոլեկուլների մեջ՝ առանց որևէ ցածր մոլեկուլային քաշի արտադրանքի մեկուսացման։ Պոլիմերացման ժամանակ ջրածնի ատոմն ավելացվում է ամենաջրածնային ածխածնի ատոմին, որը գտնվում է կրկնակի կապում, իսկ մնացած մոլեկուլը ավելացվում է մյուս ածխածնի ատոմին։

CH2=CH2 + CH2=CH2 + ... -CH2-CH2-CH2-CH2- ...

կամ n CH2=CH2 (-CH2-CH2-)n (պոլիէթիլեն)

Այն նյութը, որի մոլեկուլները ենթարկվում են պոլիմերացման ռեակցիայի, կոչվում է մոնոմեր. Մոնոմերային մոլեկուլը պետք է ունենա առնվազն մեկ կրկնակի կապ: Ստացված պոլիմերները բաղկացած են մեծ թվով կրկնվող շղթաներից, որոնք ունեն նույն կառուցվածքը ( տարրական միավորներ):Այն թիվը, որը ցույց է տալիս, թե քանի անգամ է կրկնվում կառուցվածքային (տարրական) միավորը պոլիմերում, կոչվում է պոլիմերացման աստիճանը(n).

Կախված պոլիմերացման ժամանակ առաջացած միջանկյալ մասնիկների տեսակից, առանձնանում են պոլիմերացման 3 մեխանիզմներ՝ ա) ռադիկալ; բ) կատիոնային; գ) անիոնային.

Առաջին մեթոդը արտադրում է բարձր խտության պոլիէթիլեն.

Ռեակցիայի կատալիզատորը պերօքսիդներն են:

Երկրորդ և երրորդ մեթոդները ներառում են թթուների (կատիոնային պոլիմերացում) և օրգանամետաղական միացությունների օգտագործումը որպես կատալիզատոր:

Քիմիայում օլիգոմեր) - մոլեկուլ շղթայի տեսքով փոքրմիանման բաղկացուցիչ հղումների քանակը:

Telomerization

Telomerization-ը ալկենների օլիգոմերացումն է շղթայական փոխանցող նյութերի (տելոգենների) առկայության դեպքում։ Ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է օլիգոմերների (տելոմերների) խառնուրդ, որոնց վերջնական խմբերը տելոգենի մասեր են։ Օրինակ, CCl 4-ի էթիլենի հետ ռեակցիայի ժամանակ տելոգենը CCl 4 է:

CCl 4 + nCH 2 = CH 2 => Cl (CH 2 CH 2) n CCl 3

Այս ռեակցիաների սկիզբը կարող է իրականացվել ռադիկալ նախաձեռնողների կամ g-ճառագայթման միջոցով:

16. Ալկեններ. Հալոգենների և ջրածնի հալոգենիդների արմատական ​​ավելացման ռեակցիաներ (մեխանիզմ). Կարբենների ավելացում օլեֆիններին: Էթիլեն, պրոպիլեն, բութիլեններ: Արդյունաբերական աղբյուրները և հիմնական օգտագործումը:

Ալկենները հեշտությամբ ավելացնում են հալոգեններ, հատկապես քլոր և բրոմ (հալոգենացում):

Այս տեսակի բնորոշ ռեակցիան բրոմային ջրի գունաթափումն է

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br (1,2-դիբրոմէթան)

Ալկեններին ջրածնի հալոգենիդների էլեկտրաֆիլ ավելացումը տեղի է ունենում Մարկովնիկովի կանոնի համաձայն.

Մարկովնիկովի կանոնԱնհամաչափ ալկեններին կամ ալկիններին պրոտիկ թթուներ կամ ջուր ավելացնելիս ջրածինը ավելացվում է ամենաջրածնային ածխածնի ատոմին։

Ջրածինացված ածխածնի ատոմն այն ատոմն է, որի վրա կցված է ջրածինը: Առավել հիդրոգենացված - որտեղ կա առավել Հ

Կարբենի ավելացման ռեակցիաներ

CR 2 կարբեններ. - բարձր ռեակտիվ կարճատև տեսակներ, որոնք հեշտությամբ կարող են ավելացնել ալկենների կրկնակի կապը: Կարբենի ավելացման ռեակցիայի արդյունքում առաջանում են ցիկլոպրոպանի ածանցյալներ

Էթիլենը օրգանական քիմիական նյութ է, որը նկարագրված է C 2 H 4 բանաձևով: Ամենապարզ ալկենն է ( օլեֆին) միացություն. Նորմալ պայմաններում դա անգույն դյուրավառ գազ է՝ թույլ հոտով։ Մասամբ լուծելի է ջրի մեջ։ Պարունակում է կրկնակի կապ և, հետևաբար, պատկանում է չհագեցած կամ չհագեցած ածխաջրածիններին։ Չափազանց կարևոր դեր է խաղում արդյունաբերության մեջ: Էթիլենը ամենաշատ արտադրվող օրգանական միացությունն է աշխարհում. էթիլենօքսիդ; պոլիէթիլեն, քացախաթթու, էթիլային սպիրտ:

Հիմնական քիմիական հատկությունները(Մի սովորեցրու ինձ, պարզապես թող նրանք այնտեղ լինեն ամեն դեպքում, եթե կարողանան դուրս գրել)

Էթիլենը քիմիապես ակտիվ նյութ է։ Քանի որ մոլեկուլում ածխածնի ատոմների միջև կրկնակի կապ կա, դրանցից մեկը, որն ավելի քիչ ամուր է, հեշտությամբ կոտրվում է, և կապի խզման վայրում տեղի է ունենում մոլեկուլների կցում, օքսիդացում և պոլիմերացում։

Հալոգենացում:

CH 2 =CH 2 + Br 2 → CH 2 Br-CH 2 Br

Բրոմի ջուրը գունաթափվում է: Սա որակական ռեակցիա է չհագեցած միացություններին:

Հիդրոգենացում:

CH 2 =CH 2 + H - H → CH 3 - CH 3 (Ni-ի ազդեցության տակ)

Հիդրոհալոգենացում:

CH 2 =CH 2 + HBr → CH 3 - CH 2 Br

Խոնավացում:

CH 2 =CH 2 + HOH → CH 3 CH 2 OH (կատալիզատորի ազդեցության տակ)

Այս ռեակցիան հայտնաբերել է Ա.Մ. Բուտլերով, և այն օգտագործվում է էթիլային սպիրտի արդյունաբերական արտադրության համար։

Օքսիդացում:

Էթիլենը հեշտությամբ օքսիդանում է։ Եթե ​​էթիլենն անցկացվի կալիումի պերմանգանատի լուծույթով, այն գունաթափվում է։ Այս ռեակցիան օգտագործվում է հագեցած և չհագեցած միացությունները տարբերելու համար։ Էթիլենի օքսիդը փխրուն նյութ է, թթվածնային կամուրջը կոտրվում է, և ջուրը միանում է, ինչի արդյունքում առաջանում է էթիլեն գլիկոլ: Ռեակցիայի հավասարումը.

3CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3HOH 2 C - CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH

C 2 H 4 + 3O 2 → 2CO 2 + 2H 2 O

Պոլիմերացում (պոլիէթիլենի արտադրություն).

nCH 2 =CH 2 → (-CH 2 -CH 2 -) n

Պրոպիլեն(պրոպեն) CH 2 = CH-CH 3 - էթիլենային շարքի չհագեցած (չհագեցած) ածխաջրածին, դյուրավառ գազ։ Պրոպիլենը գազային նյութ է ցածր եռման կետով t եռում = -47,6 °C

Սովորաբար, պրոպիլենը մեկուսացվում է նավթավերամշակման գազերից (հում նավթի ճաքման, բենզինի ֆրակցիաների պիրոլիզի ժամանակ) կամ հարակից գազերից, ինչպես նաև ածխի կոքսային գազերից: