 |
Алкены, строение, гомологический ряд.
|
|
|
|
Углеводороды ряда этилена содержат одну двойную связь и отличаются от предельных на 2 атома Н. Алкены – по номенклатуре ИЮПАК. Общая формула
| СnH2n |
С2Н4 этилен этен
С3Н6 пропилен пропен
С4Н10 бутилен бутен
С5Н10 амилен пентен
Н2С = СН2sp2- гибридизация
Вспоминаем sp2- гибридизацию образования π- связи.
При sp2- гибридизации происходит смешение одной 2s и двух 2р- орбиталей. Образовавшиеся три гибридные орбитали расположены в одной плоскости под углом 1200. Третья 2р- орбиталь сохраняет свою форму, так как не участвует в гибридизации и располагается в плоскости перпендикулярной плоскости гибридных связей. В результате перекрывания р-орбиталей соседних углеродных атомов образуется π- связь. Площадь перекрывания 2р-электронных орбиталей при образовании π- связи меньше, чем sp2- гибридных при образовании σ-связей, и, следовательно, π- связь менее прочна и более реакционноспособна, чем σ-связь. Поэтому π- связи реагируют в первую очередь.
| 2 S |
| 2 рх |
| + |
| + |
| = |
| 1200 |
| 2 рz |
| σ |
| σ |
| σ |
| σ |
| π |
| π |
| σ |
Два вида изомерии: изомерия углеродного скелета и изомерия положения двойной связи.
СН2 = СН2 СН2 = СН- СН3
Изомерия начинается с третьего члена гомологического ряда.
Пентен имеет пять изомеров.
Физические и химические свойства алкенов.
Физические свойства закономерно изменяются в гомологическом ряду. Температура кипения несколько ниже чем у соответствующих предельных углеводородов, а плотность выше. Первые три члена (С2- С4) – газы, С5 – С17 – жидкости, С18 – и выше твердые вещества.
Этилен и пропилен без заметного запаха, а остальные гомологи обладают резким неприятным запахом. Температура кипения и температура плавления алкенов нормального строения возрастают по мере увеличения молекулярной массы. Углеводороды нормального строения кипят при более высокой температуре, чем углеводороды изостроения. Олефины мало растворимы в воде, хорошо растворяются в органических растворителях. Все они хорошо горят. Этилен и пропилен горят коптящим пламенем, с воздухом образуют взрывоопасную смесь.
|
|
|
Химические свойства
Химические свойства алкенов определяются наличием двойной связи. Электронная плотность σ-связи концентрируется по линии, соединяющей ядра атомов, а электронная плотность π- связи выходит за эти пределы, образуя более обширную область отрицательного заряда.
π- электроны более подвижны, менее прочно удерживаются ядрами атомов, чем σ- электронов. Поэтому π- связь легче поляризуется. π- электроны легко вовлекаются в реакции электрофилами, которые возбуждая поляризацию π- связи, вызывают ее гетеролитический разрыв.
Для алкенов в отличии от алканов характерны реакции присоединения, окисления, полимеризации.
Реакции присоединения
Большинство реакций присоединения к С = С идет по гетеролитическому типу, является реакциями электрофильного присоединения и приводит к образованию предельных соединений.
а) гидрирование (присоединение водорода)
| Ni |
СnH2n + 2
| Ni |
CH3 – CH3
б) галогенирование (присоединение галогенов)
CH2 = CH2 + Cl – Cl → Cl - CH2 - CH2 – Cl
Реакции с бромом используются как качественные реакции для открытия непредельных углеводородов. (Вспоминаем лабораторную работу)
в) присоединение галогеноводорода
CH2 = CH2 + НCl →CH3 - CH2Cl
Правило Морковникова: водород галогеноводорода присоединяется к тому С при двойной связи, который связан с наибольшим количеством атомов Н.
|
|
|
CH2 = СН – CH3 + НCl →CH3 – СН – CH3
|
Cl
(Наглядно проявляется взаимное влияние атомов)
г) гидратация (присоединение воды)
приводит к образованию спиртов
CH2 = CH2 + НОН → CH3 - CH2ОН
|
|
|
