Файл: Алкины Ацетиленовые углеводороды (алкины).ppt

- это непредельные (ненасыщенные) углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь и имеющие общую формулу CnH2n-2.
! Первый в гомологическом ряду - ацетилен HCCH

Номенклатура

Названия производят от соответствующего алкана с заменой суффикса –ан на –ин.
1 2 3 4 5
CH3 – C ≡ C – CH(CH3) – CH3
4-метилпентин-2

Изомерия

1) изомерия углеродного скелета (начиная с C5H8)
CH≡C-CH2-CH2-CH3 CH≡C- CH(CH3)- CH3
пентин-1 3-метилбутин-1
2) изомерия положения тройной связи (начиная с C4H6)
CH≡C-CH2-CH2-CH3 CH3-C≡C-CH2-CH3
пентин-1 пентин-2
3) межклассовая изомерия (алкадиены). CH≡C-CH2-CH2-CH3 CH2=CH-CH=CH-CH3
пентин-1 пентадиен-1,3

Физические свойства

В обычных условиях алкины С2–С3 – газы с С4-С16 – жидкости высшие алкины – твердые вещества.
Наличие тройной связи в цепи приводит к повышению температуры кипения, плотности и растворимости их в воде по сравнению с олефинами (алкенами) и парафинами (высшими алканами).

Получение

1) В промышленноси ацетилен получают высокотемпературным пиролизом метана.
1500ºС
2CH4 → HC≡CH + 3H2
2) Дегидрирование алканов
Ni, t
CH3 – CH3 ↔ 2H2 + CH  CH
3) Ацетилен получают карбидным способом при разложении карбида кальция водой.
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + HC≡CH

4) Алкины можно получить

4) Алкины можно получить дегидрогалогенированием, дигалогенопроизводных алканов.
СH3–CH(Br)–CH2(Br) + 2 KOH→CH3–C≡CH +
+ 2KBr + 2H2O спирт. р-р
CH3–C(Br2)–CH2–CH3+2KOH→CH3–C≡C–CH3+
+ 2KBr + 2H2O спирт. р-р

Строение ацетилена

Углеродные атомы в молекуле ацетилена находятся в состоянии sp-гибридизации. Две негибридные р-орбитали одного атома углерода образуют 2 -связи с двумя р-орбиталями другого.

Химические свойства

Реакции присоединения
1) Гидрирование осуществляется при нагревании с теми же металлическими катализаторами (Ni, Pd или Pt), что и в случае алкенов, но с меньшей скоростью.
CH3–C≡CH + H2 → CH

3–CH=CH2
CH3–CH=CH2 + H2 →  CH3–CH2–CH3

2) Галогенирование. Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция на тройную связь). Реакция галогенирования алкинов протекает медленнее, чем алкенов.
HC≡CH + Br2 → CHBr=CHBr
CHBr=CHBr + Br2 → CHBr2–CHBr2
3) Гидрогалогенирование. Образующиеся продукты определяются правилом Марковникова.
CH3–C≡CH + HBr → CH3–CBr=CH2
CH3–CBr=CH2 + HBr → CH3–CBr2–CH3

Правило В.В.Марковникова:
водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи, то есть к атому углерода с наибольшим числом водородных атомов.

4) Гидратация (реакция Кучерова). Присоединение воды осуществляется в присутствии сульфата ртути. Эту реакцию открыл и исследовал в 1881 году М.Г.Кучеров.
HgSO4
C2H5–C≡CH + H2O  → C2H5 – C – CH3
||
O

5) Полимеризация. Алкины ввиду наличия тройной связи склонны к реакциям полимеризации, которые могут протекать в нескольких направлениях:
a) Под воздействием комплексных солей меди происходит димеризация и линейная тримеризация ацетилена.
kat HC≡CH + HC≡CH →CH2=CH–C≡CH
kat
CH2=CH–C≡CH + HC≡CH →CH2=CH–C≡C–CH=CH2
б) Тримеризация (для ацетилена)
Cакт.,t
3СH≡CH → С6Н6 (бензол)

Кислотные свойства.

Кислотные свойства.
6) Водородные атомы ацетилена способны замещаться металлами с образованием ацетиленидов.
HC≡CH + 2Na → NaC≡CNa + H2
HC≡CH + Ag2O → AgC≡CAg↓+ H2O
(аммиачный р-р)
HC≡CH + CuCl2 → CuC≡CCu↓+ 2HCl
(аммиачный р-р)

Окисление

Окисление
7) Горение ( t = 2500ºC)
2СН СН + 4O2 →CO2 + 2H2O + 3C↓
2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O +Q
8) В присутствии перманганата калия ацетилен легко окисляется в до щавелевой кислоты (обесцвечивание раствора KMnO4 является качественной реакцией на наличие тройной связи).
3C2H2 + 8KMnO4 + 4H2O → 3HOOC-COOH + +8MnO2 + 8KOH

Применение

При горении ацетилена в кислороде температура пламени достигает 3150°C, поэтому ацетилен используют для резки и сварки металлов. Кроме того, ацетилен широко используется в органическом синтезе разнообразных веществ - например, уксусной кислоты, 1,1,2,2- тетрахлорэтана и др. Он является одним из исходных веществ при

производстве синтетических каучуков, поливинилхлорида и других полимеров.

Домашнее задание

Относительная плотность паров углеводорода по водороду равна 41. Массовая доля водорода в нем равна 12,2%. Выведите молекулярную формулу углеводорода. (С6Н10)
Относительная плотность алкина по кислороду равна2,125. Выведите молекулярную формулу вещества. (С5Н8)
Плотность паров органического вещества по гелию равна 20.5. При сжигании 4,1г этого вещества образуется 13,2г диоксида углерода и 4,5г воды. Выведите молекулярную формулу вещества. (С6Н10)
В каждой задаче напишите по две возможные структурные формулы вещества. Назовите их.