Зависимость свойств … от строения

ТХС.Зависимость свойств … от строения.

Алкины. - непредельные углеводороды, в молекулах которых имеется одна тройная связь. В названии используется суффикс – ин. Атомы углерода, связанные тройной связью находятся в состоянии sp- гибридизации. Общая формула CnH2n-2.

Физические свойства:

Углеводороды от С2H2 до C4H6 – газы, С5 по С15 – жидкости, С16 – твёрдые вещества. В воде алкины не растворяются, хорошо растворяются в органических растворителях.

Химические свойства:

Алкины в ещё большей степени являются ненасыщенными углеводородами. Химические свойства ацетилена и его гомологов в основном определяются наличием в их молекулах тройной связи. Тройная связь в алкинах комбинированная: состоит из двух двойных связей и одной одинарной. Атомы углерода, связанные тройной цепью находятся в состоянии sp- гибридизации. В гибридизации участвуют близкие по энергии атомные орбитали, не занятые электронами (вакантные) или орбитали с неспаренными электронами и неподелёнными электронными парами.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ

Химические свойства алкинов сходны с алкенами, что обусловлено их ненасыщенностью. Некоторые отличия в свойствах алкинов и алканов определяются следующими факторами:

1.p-Электроны более короткой тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей поляризуемостью (подвижностью). Поэтому реакции электрофильного присоединения к алкинам протекают медленнее, чем к алкенам.

2.p-Электронное облако тройной связи сосредоточено в основном в межъядерном пространстве и в меньшей степени экранирует ядра углеродных атомов с внешней стороны. Следствием этого является доступность ядер углерода при атаке нуклеофильными реагентами и способность алкинов вступать в реакции нуклеофильного присоединения.

3.Связь атома водорода с углеродом в sp-гибридизованном состоянии значительно более полярна по сравнению с С-Н-связями в алканах и алкенах

Рекции присоединения

■ Гидрирование

■ Галогенирование

■ Гидрогалогенирование

Реакция полимеризации

Рекции замещения

Горение

Реакции присоединения

Алкины легко вступают в такие реакции. Это объяняется тем, что природа трёх связей у алкинов неодинакова. Процесс присоединения идёт в две стадии, вначале разрывается одна двойная связь, затем другая.

Гидрирование

Гидрирование алкинов осуществляется при нагревании с теми же металлическими катализаторами (Ni, Pd или Pt), что и в случае алкенов, но с меньшей скоростью.
CH CH + H2 CH 2 = CH2 пропин ----- пропен

CH 2 = CH2 + H2 CH3–CH3 пропен ---- пропан

Галогенирование

Алкины, как и алкены, обесцвечивают бромную воду. Эта реакция является на алкины качественной. Реакция галогенирования алкинов протекает медленнее, чем алкенов.
Она также идёт в две стадии:

Гидрогалогенирование

Ацетилен используется для получения винилхлорида, а из него получают поливинилхлорид.

1. СН СН + НCl CH2=CHCl (винилхлорид) /HgCl2; C160-200*C/.

2. n CH2=CHCI (-CH2-CHCI-)n (поливинилхлорид) / t,p, инициатор/ Поливинилхлорид в сочетании с тонкой нейлоновой тканью служит хорошим покрытием для взлётно-посадочной вертолётной площадки. Из поливинилхлорида изготовляют вентиляционные трубопроводы на подводных лодках, изоляцию для электропроводки и некоторые строительные материалы. К другим алкинам присоединение галогеноводорода идёт по правилу Марковникова.

Три молекулы ацетилена при нагревании полимеризуются в циклическую молекулу ароматического углеводорода бензола. Эта рекция называется реакцией тримеризации.

3.Рекция замещения.

Вступая в рекцию замещения, алкины проявляют слабые кислотные свойства. Атомы водорода, стоящие у атомов углерода, связанных тройной связью, способны замещаться на металл.

СН СН + Ag2O AgC CAg + H2O /ацетиленид серебра/

(аммиачный р-р оксида серебра)

Это связано с электронной плотностью связи. Электронная плотность связи С-Н смещена в сторону атома углерода, и атом водорода становится более подвижным и способен замещаться на металл:

б+ б - б-

Н – С С - Н

4.Горение

Алкины горят на воздухе сильно коптящим пламенем:

t

2С2Н2 + 5О2 4СО2 + 2 Н2О + Q