Склад і будова молекул.

Найпростішим вуглеводнем з одним подвійним зв’язком у молекулі є етен, або етилен. Його хімічна формула — С2Н4, а структурна формули молекули — CH2=CH2

Відомо багато вуглеводнів, подібних до етену за будовою молекул.

Вуглеводні, молекули яких мають відкритий карбоновий ланцюг з одним подвійним зв’язком, називають алкенами.

Етен є родоначальником гомологічного ряду алкенів. Хімічну формулу наступної сполуки в цьому ряду можна отримати, «додавши»

до формули етену гомологічну різницю СН2: С2Н4СН2 => С3Н6. Так само виведемо формулу іншого алкену: С3Н6СН2 => С4Н8. Зіставивши

формули цих вуглеводнів, доходимо висновку, що загальна формула алкенів — СnH2n (n = 2, 3, ...).

Тепер складемо структурну формулу молекули алкену С3Н6. Спочатку запишемо відкритий карбоновий ланцюг з одним подвійним і

одним простим зв’язком: С=С–С.

Скорочена структурна формула молекули цього вуглеводню : СН2=СН–СН3.

Назви.

Систематичні назви алкенів складають, дотримуючись такої самої послідовності, що і для алканів. Додатково враховують положення подвійного зв’язку в молекулі. Головний карбоновий ланцюг обирають так, щоб він містив цей зв’язок. Атоми Карбону нумерують від того кінця ланцюга, до якого подвійний зв’язок ближчий.

Назву алкену з нерозгалуженими молекулами складають, додаючи суфікс /ен до кореня назви відповідного алкану з такою самою кількістю атомів Карбону в молекулі. Наприклад, алкен С3Н6 має назву пропен.

Положення подвійного зв’язку в молекулах алкенів, крім етену і пропену, вказують у назві сполуки цифрою (найменшим номером

відповідного атома Карбону) після кореня перед суфіксом /ен, причому до і після цифри записують дефіс:

бут/1/ен

Для алкенів із розгалуженими молекулами назви замісників та їх положення вказують у такий самий спосіб, що й для алканів:

3/етил/2/метилпент/1/ен

Структурні формули молекул алкенів складають за назвами сполук так само, як і для алканів, але враховують ще й місце подвійного зв’язку.

Ізомерія.

Крім етену і пропену, всі інші алкени мають структурні ізомери. Ізомерні алкени можуть різнитися не лише будовою карбонового ланцюга (як і алкани), а й положенням подвійного зв’язку в ньому. Виведемо структурні формули молекул ізомерних алкенів С4Н8 і дамо назви сполукам.

Спочатку реалізуємо всі можливі варіанти сполучення чотирьох атомів Карбону, пам’ятаючи, що, крім простих зв’язків, у молекулі алкену має бути один подвійний:

Тепер допишемо до кожного атома Карбону необхідну кількість атомів Гідрогену, а під формулами наведемо назви відповідних сполук:

бут/1/ен бут/2/ен метилпропен

ВИСНОВКИ

Вуглеводні, молекули яких мають відкритий карбоновий ланцюг з одним подвійним зв’язком, називають алкенами. Загальна формула

алкенів — СnH2n. Назви алкенів складають так само, як і алканів. Наявність подвійного зв’язку вказують суфіксом 'ен, а його положення в ланцюзі — цифрою перед суфіксом. Структурні ізомери алкенів різняться будовою карбонового ланцюга і положенням у ньому подвійного зв’язку.

Фізичні властивості алкенів.

Алкени за фізичними властивостями подібні до алканів. Етен, пропен і бутени за звичайних умов є газами, інші алкени — рідини або тверді речовини. Зі збільшенням відносної молекулярної маси сполук температури їх плавлення і кипіння зростають. Алкени нерозчинні у воді, але розчиняються в органічних розчинниках.

Хімічні властивості.

Через наявність у молекулах алкенів подвійного зв’язку сполуки виявляють значну хімічну активність. У більшості реакцій за участю цих вуглеводнів подвійний зв’язок унаслідок розриву одного з його складників легко перетворюється на простий. Алкени вступають у реакції приєднання, окиснення, полімеризації.

Реакції приєднання.

Алкени сполучаються з воднем (реакція гідрування), галогенами (реакція галогенування), галогеноводнями, водою (реакція гідратації).

Склад продуктів таких реакцій за участю водню або галогенів передбачити легко; кожний атом Гідрогену або галогену приєднується до атома Карбону, який у молекулі вуглеводню утворює подвійний зв’язок:

СН2=СН–СН3 + Н2 ⎯⎯⎯⎯→ СН3–СН2–СН3 (реакція гідрування);

Етен та інші алкени реагують із фтором зі спалахуванням, суміші алкенів із хлором при освітленні вибухають, а реакції цих вуглеводнів із йодом є оборотними.

Бромування алкенів відбувається за участю не лише брому, а і його водного розчину — так званої бромної води (вона, як і бром, має бурий колір). Знебарвлення брому дає змогу відрізняти алкени та інші ненасичені сполуки від насичених. Це — одна з якісних реакцій на кратний зв’язок.

Алкени взаємодіють із галогеноводнями за звичайних умов, а з водою — за наявності концентрованої сульфатної кислоти.

Реакції окиснення.

Алкени, як і інші вуглеводні, при підпалюванні горять на повітрі.

За певних умов алкени окиснюються з руйнуванням однієї зі складових подвійного зв’язку в молекулах. Таке окиснення називають частковим. Воно відбувається, наприклад, при взаємодії алкенів із розбавленим водним розчином калій перманганату KMnO4.

Під час пропускання етену або іншого газоподібного алкену в розчин цієї солі фіалковий колір зникає і з’являється бурий осад MnO2.

У результаті реакції утворюється двохтомний спирт.

За допомогою цієї реакції, як і реакції за участю бромної води, можна відрізнити ненасичені органічні сполуки від насичених.

Реакції полімеризації.

Вивчаючи в 9 класі етен (етилен), ви дізналися, що його молекули за певних умов можуть сполучатися в довгі ланцюги. У результаті такої взаємодії утворюється поліетилен. Цей процес можна розглядати як послідовне приєднання до молекули алкену інших молекул унаслідок розриву однієї зі складових подвійного зв’язку.

ВИСНОВКИ

Алкени за фізичними властивостями подібні до алканів, нерозчинні у воді, але розчиняються в органічних розчинниках. Зі збільшенням відносної молекулярної маси сполук температури їх плавлення і кипіння зростають.

Алкени значно активніші за алкани. Завдяки наявності подвійного зв’язку в молекулах ці вуглеводні вступають у реакції приєднання, окиснення, полімеризації.