Главная / Химия / Подготовка к ЕГЭ по химии. АЛКИНЫ.

Подготовка к ЕГЭ по химии. АЛКИНЫ.

АЛКИНЫ -углеводороды, содержащие в молекуле одну ТРОЙНУЮ связь.


Общая формула алкинов: CnH2n-2


Тройная связь является комбинацией из одной σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами углерода. σ-Cвязи, образуемые sp-гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 1800 друг к другу).


Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение:

hello_html_7195089d.png


Номенклатура алкинов.

Первый член гомологического ряда – этин имеет историческое название:

НС≡СН ацетилен.

По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин:

H-CC-H - этИН СН3-С≡С-Н – пропИН и т.д.

Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя тройную связь (т.е. она может быть не самой длинной).

Виды изомерии алкинов.

1.Изомерия положения тройной связи (начиная с С4Н6):

HC≡C-CH2-CH3 H3C-C≡C-CH3

бутин-1 бутин-2


2.Изомерия углеродного скелета (начиная с С5Н8):

НС≡С-СН2-СН2-СН3 НС≡С-СН-СН3

СН3

3.Межклассовая изомерия с алкадиенами ( начиная с С3Н4) и циклоалкенами (начиная с С4Н6):

HCC-CH2-CH3 СН2=СН-СН=СН2 СН=СН

бутин-1 бутадиен циклобутен

СН2-СН2

ПОЛУЧЕНИЕ АЛКИНОВ.

1.Пиролиз метана:

2СН4-(1500ºС) C2H2 + 3H2

Реакцию проводят электродуговым способом, пропуская метан между электродами с временем контакта 0,1-0,01 секунды. Столь малое время нагревания обусловлено тем, что ацетилен при такой температуре может разлагаться на углерод и водород.

2.Гидролиз карбида кальция:

СаО + С -(t) СаС2 + СО

СаС2 + Н2О Са(ОН)2 + С2Н2

Карбид кальция образуется при нагревании оксида кальция СаО (жженой извести) и кокса до 2500ºС. При дальнейшем гидролизе выделяется ацетилен.

3. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт берутся в избытке).


R-CH2-CBr2-R + 2KOH -(спирт) R-CC-R + 2H2O + 2 KBr

R-CHBr-CHBr-R + 2KOH -(спирт) R-CC-R + 2H2O + 2 KBr

4. Удлинение цепи (алкилирование ацетиленидов) при действии на ацетилениды алкилгалогенидами.


R-C≡CNa + Br-R' R-C≡C-R' + NaBr

СВОЙСТВА АЛКИНОВ

Особенности алкинов:

  1. π-Электроны более короткой тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей поляризуемостью (подвижностью).

  2. Поэтому реакции ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ к алкинам протекают медленнее, чем к алкенам.

  3. Алкины с концевой тройной связью (алкины-1) проявляют КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА и способны, вступая в реакции с активными металлами, образовывать соли.

1. Реакции присоединения.

А. Гидрирование:

В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая π-связь), а затем алканов (разрывается вторая π-связь):


hello_html_m20aafafd.png

При использовании менее активного катализатора [Pd/CaCO3/Pb(CH3COO)2] гидрирование останавливается на стадии образования алкенов.

Б. Галогенирование:

Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая π-связь разрывается труднее, чем вторая):

Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция).

hello_html_36fa4641.png

В. Гидрогалогенирование.

Присоединение галогеноводородов также идет по электрофильному механизму. Продукты присоединения к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова:

hello_html_m36658d76.png

Г. Гидратация (реакция Кучерова):

Присоединение воды в присутствии катализатора соли ртути (II) идет через образование неустойчивого енола, который изомеризуется в альдегид или кетон.

Если гидратации подвергается АЦЕТИЛЕН, то образуется уксусный альдегид.

hello_html_1fb25faa.png

Из всех остальных алкинов при гидратации образуются кетоны (так как присоединение протекает по правилу Марковникова).

hello_html_5a43e9e4.png

2. Димеризация и тримеризация алкинов.


1) Димеризация под действием водно-аммиачного раствора CuCl:

hello_html_m4fa01451.png


2) Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского):

hello_html_m42d076e4.png

3. Кислотные свойства алкинов с концевой тройной связью.


Образование солей: концевые атомы водорода у ацетилена и алкинов-1 могут замещаться атомами металла. При этом образуются соли – ацетилениды:

СН3-С≡С-Н + NaNH2 СН3-С≡С-Na + NH3

амид натрия ацетиленид натрия

При взаимодействии ацетилена (или R–C≡C–H) с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I) выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов:

hello_html_671e8aef.png

HCCH + 2[Cu(NH3)2]OH CuCCCu + 4NH3 + 2H2O

Образование серовато-белого осадка ацетиленида серебра (или красно-коричневого - ацетиленида меди) служит качественной реакцией на концевую тройную связь.

AgCCAg + Н2О – реакция не идет

AgCCAg + 2НСl НCCН + 2АgCl

  1. Окисление алкинов:

Алкины обесцвечивают раствор KMnO4, что используется для их качественного определения.

1) Ацетилен окисляется раствором перманганата калия до соли щавелевой кислоты – оксалата калия (в нейтральной среде) или до щавелевой кислоты (кислая среда):

3НС≡СН + 8KMnO4 + 4H2O 3НООС-СООН + 8MnO2↓+ 8KOH

щавелевая кислота

3НС≡СН + 8KMnO4 2K2C2O4 + 8MnO2 ↓+ 2KOH + 2H2O

оксалат калия

2) Алкины окисляются перманганатом калия с расщеплением тройной связи и образованием карбоновых кислот:

2Н2 + 8KMnO4 + 12Н2SО4 5НООС-СООН + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O

5R-C≡СН + 8KMnO4 + 12Н2SО4 5R-СООН + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O

5R-C≡С-R1 + 6KMnO4 + 9Н2SО4 5R-СООН + 5R1-COOH +6MnSO4 +3K2SO4 + 4H2O


Подготовка к ЕГЭ по химии. АЛКИНЫ.
  • Химия
Описание:

АЛКИНЫ-углеводороды, содержащие в молекуле одну ТРОЙНУЮ связь.

 Общая формула алкинов: CnH2n-2

Тройная связь является комбинацией из одной σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами углерода. σ-Cвязи, образуемые sp-гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 1800 друг к другу).

 

    Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение.

Номенклатура алкинов.

    Первый член гомологического ряда – этин имеет историческое название:

                  НС≡СН  ацетилен.

    По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин:

             H-CC-H  - этИН         СН3-С≡С-Н – пропИН и т.д.

    Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя тройную связь (т.е. она может быть не самой длинной).

 

Автор Кисакова Ольга Александровна
Дата добавления 10.01.2015
Раздел Химия
Подраздел
Просмотров 999
Номер материала 51175
Скачать свидетельство о публикации

Оставьте свой комментарий:

Введите символы, которые изображены на картинке:

Получить новый код
* Обязательные для заполнения.


Комментарии:

↓ Показать еще коментарии ↓