Nienasycone alkeny: formuła, właściwości, zastosowanie
Ogólna formuła alkenów to CnH2n. Należą one do klasy węglowodorów acyklicznych, które oprócz wiązań pojedynczych sigma dodatkowo mają w swojej strukturze jedno podwójne wiązanie pomiędzy sąsiednimi atomami węgla.
Funkcje strukturalne
Wzór cząsteczkowy alkenu na przykładzie etylenu jest zapisany następująco: C 2 H 4 . Jego druga nazwa - olefiny - ta klasa jest zobowiązana przez analogię do nienasyconych kwasów tłuszczowych, które są zawarte w postaci rodników w składzie ciekłych tłuszczów.
Atom węgla w cząsteczce etylenu (typowy przedstawiciel klasy alkenów) występuje w stanie hybrydowym sp2. Trzy elektrony biorą udział w tworzeniu chmur hybrydowych, a jeden p-elektron pozostaje w stanie niehybrydowym. To on uczestniczy w tworzeniu podwójnego wiązania między sąsiednimi atomami węgla. Długość takiego wiązania będzie krótsza niż pojedyncza, ale rezerwa energii jest większa, dlatego jest bardziej trwała w porównaniu z prostym wiązaniem utworzonym przez chmury hybrydowe.
Metody wytwarzania olefin
Obecnie istnieje kilka sposobów na uzyskanie alkenów. Najbardziej powszechną opcją jest pękanie produktów ropopochodnych. Podczas rozkładu termicznego, oprócz olefin, w produktach reakcji obecne są nasycone (nasycone) węglowodory.
Etylen i jego homologi można również otrzymać przez odwodornienie alkanów. W procesie przepuszczania ich przez katalizator w podwyższonej temperaturze obserwuje się eliminację wodoru i tworzenie odpowiedniego alkenu.
Spośród mniej powszechnych metod wytwarzania olefin rozróżniamy międzycząsteczkowe odwodnienie alkoholi, a także odwodornienie alkanów.
Nomenklatura i izomeria
Jakie izomery mają alkeny? Wzór dla tej klasy jest taki sam jak dla cykloalkanów. Dlatego dla charakterystycznych olefin izomeria klasyczna. Zaczynając od C4H8 obserwuje się izomerię strukturalną związaną ze zmianą liniowej struktury głównego łańcucha węglowego.
Jakie inne rodzaje izomerii mają alkeny? Formuła klasowa oznacza obecność podwójnego wiązania w cząsteczce, dlatego dla olefin obserwuje się izomerię geometryczną (cis- i trans-). Jest to spowodowane brakiem rotacji w cząsteczce wzdłuż podwójnego wiązania. Istnieją pewne zasady, które nazywane są alkenami. Formuła dowolnego przedstawiciela tej klasy może być napisana w formie strukturalnej.
Algorytm działania
Oferujemy algorytm działań związanych z nazwą olefin:
- Najpierw musisz zidentyfikować najdłuższy (główny) łańcuch.
- Musi zawierać podwójne wiązanie.
- Numeracja łańcucha węglowego powinna rozpoczynać się po stronie, w której podwójne wiązanie znajduje się blisko początku.
- Ponadto liczby wskazują wszystkie rodniki węglowodorowe obecne w cząsteczce.
- W obecności kilku identycznych cząstek użyj prefiksów: di-, tri-, tetra.
- Dalej jest utworzenie nazwy głównego łańcucha. Stosuje się pochodną odpowiedniego alkanu, przyrostek -en dodaje się do zasady.
- Co jeszcze powinno zawierać alkeny? Formuła zakłada, że liczba wskazuje na pozycję podwójnego wiązania.
Właściwości olefin
Jakie właściwości mają alkeny? Ogólny wzór tej klasy zakłada obecność reakcji addycji w nienasyconych węglowodorach. Jakie są homologi etenu? Wszystkie mają budowę liniową, różnią się od siebie różnicą homologiczną CH2.
Pierwsi przedstawiciele olefin są w stanie gazowym, ponieważ rośnie liczba atomów węgla w łańcuchu, obserwuje się przejście do stanu ciekłego, stałego.
Wśród reakcji addycji uwidoczniamy uwodornienie. Podczas katalitycznego oddziaływania alkenów z wodorem powstaje ograniczenie węglowodorów. Jako katalizatory stosuje się nikiel, pallad i platynę.
Jakościową reakcję na obecność podwójnego wiązania w cząsteczce uważa się za interakcję woda bromowa towarzyszy przebarwienie.
Władimir Wasiliewicz Markownik sformułował zasadę, zgodnie z którą zachodzi interakcja między alkenem a wodą (lub halogenowodorem). Atom wodoru zostanie przyłączony do tego węgla, który ma większą liczbę atomów H, a grupa OH lub Gal dołączy do węgla podwójnym wiązaniem o mniejszej liczbie atomów wodoru.
Wniosek
Wśród wyróżniających właściwości charakterystycznych dla wszystkich przedstawicieli nienasyconych węglowodorów podkreślamy również reakcja polimeryzacji. Na przykład etylen działa jako początkowy monomer, a związek o dużej masie cząsteczkowej, polietylen, będzie produktem interakcji z ogrzewaniem katalitycznym. Utlenianie przez podwójne wiązanie podczas oddziaływania z nadmanganianem potasu jest również uważane za jakościową reakcję alkenów.
Polimery pochodzące od olefin mają różne zastosowania. Na przykład polietylen i polipropylen wytwarzają produkty dla przemysłu chemicznego, medycznego i farmaceutycznego.