Алкени, алкіни

План

  1. Поняття про ненасичені вуглеводні
  2. Фізичні властивості
  3. Хімічні властивості
  4. Добування
  5. Застосування

1. Поняття про ненасичені вуглеводні

Ненасиченими називають вуглеводні, які містять кратні хімічні зв'язки — подвійні або потрійні.

Вуглеводні, які містять подвійний хімічний зв'язок, називаються етиленовими вуглеводнями або алкенами.

Вуглеводні, які містять потрійний хімічний зв'язок, називаються ацетиленовими вуглеводнями або алкінами.

Найпростіший представник етиленових вуглеводнів — етилен (етен) — С2H4.

Найпростіший представник ацетиленових вуглеводнів — ацетилен (етин) — С2H2.

Загальні формули

Алкани – СnH2n+2

Алкени – СnH2n

Алкіни – СnH2n-2

Гібридизація в молекулах ненасичених вуглеводнів

Для етиленових вуглеводнів характерна sp2-гібридизація. Кут між гібридними орбіталями складає 120°, гібридні орбіталі розміщені в одній площині. Негібридна p-орбіталь перпендикулярна площині і бере участь в утворенні π-зв'язку. Подвійний зв'язок у молекулі етану утворений однією гібридною орбіталлю — σ-зв'язок і однією негібридною p-орбіталлю — π-зв'язок.

Для ацетиленових вуглеводнів характерна sp-гібридизація. Кут між гібридними орбіталями складає 180°, молекула має лінійну будову. Дві негібридні p-орбіталі взаємно перпендикулярні, вони беруть участь в утворенні двох π-зв'язків. Потрійний зв'язок у молекулі ацетилену утворений однією гібридною орбіталлю — σ-зв'язок і двома негібридними p-орбіталями — два π-зв'язки.

Просторова будова молекул етилену і ацетилену

2. Фізичні властивості

Ненасичені вуглеводні з кількістю атомів Карбону від 1 до 4 — гази, з більшою кількістю атомів Карбону — рідини або тверді речовини. Не мають кольору і запаху, малорозчинні у воді.

Визначте легші чи важчі етилен і ацетилен за повітря? Для цього достатньо визначити їх відносні молекулярні маси та порівняти з відносною молекулярною масою повітря. Остання — таблична величина, яку потрібно запам'ятати. Mr(повітря) = 29

3. Хімічні властивості

Ненасичені вуглеводні мають високу хімічну активність і легко вступають в реакції приєднання по місцю кратного зв'язку.

1. Горіння

С2Н4 + 3О2 → 2СО2 + 2Н2О

2Н2 + 5О2 → 4СО2 + 2Н2О

Поміркуйте, чому метан горить безбарвним полум'ям, етилен — світним, ацетилен — кіптявим. Для підтвердження своїх міркувань обрахуйте масові частки Карбону в молекулах метану, етилену, ацетилену.

2. Окиснюються розчином перманганату калію, знебарвлюючи його — якісна реакція на ненасичені сполуки.

3. Гідрування – приєднання водню (t, cat – Pt, Ni)

С2Н4 + Н2 → С2Н6

С2Н2 + 2Н2 → С2Н6

4. Галогенування — приєднання галогенів: фтору, хлору та брому

Знебарвлення бромної води — якісна реакція на ненасичені сполуки.

С2Н4 + Вг2 → С2Н4Вr2

С2Н2 + 2Вг2 → С2Н2Вr4

5. Гідрогалогенування – приєднання галогеноводнів

С2Н4 + НВг → С2Н5Вr

С2Н2 + 2НВг → С2Н4Вr2

6. Гідратація – приєднання води ( t, cat )

C2Н4 + Н2О → С2Н5ОН

C2Н2 + Н2О → СН3-СОН

7. Етин та інші алкіни з потрійним зв'язком біля крайнього атома реагують з амоніачним розчином аргентум(І) оксиду

C2H2 + Ag2O → C2Ag2 + H2O

4. Добування

Ненасичені вуглеводні в природі не зустрічаються, через високу хімічну активність. У промисловості їх отримують крекінгом алканів, що входять до складу нафти та газу. Лабораторні способи отримання представлені у відео:

5. Застосування

Етилен прискорює дозрівання деяких плодів та овочів у теплицях. З етилену добувають поліетилен, етиловий спирт, хлоретан, який є анестезуючою речовиною, 1,2-дихлоретан — використовується як інсектицид для знищення шкідників с/г культур.

Ацетилен служить вихідною сировиною для синтезу таких важливих хімічних продуктів, як пластмаси, бензол, оцтова кислота, синтетичний каучук, полівінілхлоридні смоли. Продукт приєднання хлору до ацетилену — тетрахлоретан — є добрим розчинником жирів і багатьох органічних сполук. Ацетилен використовують для газового різання і зварювання металів.

Педагогічна скарбничка

Фізкультхвилинки на занятті не лише знімають втому, але й підвищують увагу та активність, відновлюють сили, покращують настрій. Їх можна проводити в дитячому садку, в школі і вдома. Користі від фізкультхвилинок багато, а часу вони займають лише 1-2 хвилини. Весела і дуже позитивна фізкультхвилинка: