Formula generală a alchenelor. Proprietățile și caracteristicile alkenelor

Cele mai simple compuși organici sunt hidrocarburile limitate și nesaturate. Acestea includ substanțe ale clasei de alcani, alchine, alcene.

Formulele lor includ hidrogen și atomi de carbon într-o anumită ordine și cantitate. Ele se găsesc adesea în natură.

Definiția alkenes

Un alt nume este olefinele sau hidrocarburile etilenice. Acesta este numele acestei clase de compuși în secolul al XVIII-lea, când a fost deschis un lichid uleios minus-clorură de etilenă.

Alkenurile includ substanțe constând din elemente de hidrogen și carbon. Acestea se referă la hidrocarburi aciclice. În molecula lor există o singură legătură dublă (nesaturată) care leagă doi atomi de carbon între ei.

Formule de alcene

Fiecare clasă de compuși are propria sa denumire chimică. În ele simbolurile elementelor sistemului periodic indică compoziția și structura conexiunii fiecărei substanțe.

Formula generală a alchenelor este notată după cum urmează:_nH_2n, unde numărul n este mai mare sau egal cu 2. Când descifrăm, este clar că pentru fiecare atom de carbon există doi atomi de hidrogen.

Formulele moleculare ale alchenelor din seriile omoloage sunt reprezentate de următoarele structuri:₂H₄, C₃H₆,C₄H₈, C₅H₁₀, C₆H₁₂, C₇H₁₄, C₈H₁₆, C₉H₁₈, C₁₀H₂₀. Se poate observa că fiecare hidrocarbură succesivă conține încă un atom de carbon și încă un hidrogen.

Există un simbol grafic locație și ordinea compușilor chimici între atomi în moleculă, care prezintă formula alchenelor folosind strukturnaya.S liniuþe denotă atomi de carbon de legătură de valență cu hidrogen.

Formula structurală alchenă poate fi descrisă în formă expandată, când toate elementele chimice și legăturile sunt afișate. Cu o expresie mai concisă de olefine, o legătură carbon-hidrogen nu este prezentată cu linii de valență.

Formula de schelet este cea mai simplă structură. Linia întreruptă reprezintă baza unei molecule în care atomii de carbon sunt reprezentați prin vârfuri și capete, iar legăturile indică hidrogen.

Cum se formează numele olefinelor

Plecând de la nomenclatura sistematică, formulele de alchenă și numele lor sunt alcătuite din structura alcaniilor care aparțin hidrocarburilor finale. Pentru aceasta, în numele ultimului sufix - este înlocuit cu -elena sau -enul. Un exemplu este formarea butilenului din butan și pentenă din pentan.

Pentru a indica poziția legăturii, relația dublă față de atomii de carbon este indicată printr-o cifră arabă la sfârșitul numelui.

Denumirea alkenelor se bazează pe desemnarea unei hidrocarburi cu lanțul cel mai lung, în care este prezentă o dublă legătură. Se alege de obicei sfârșitul numerotării lanțului, care este cel mai apropiat de compusul nesaturat de atomi de carbon.

Dacă formula structurală a alkenelor are ramificații, indicați numele radicalilor și numărul lor, și înainte de a le pune cifrele corespunzătoare locului în lanțul de carbon. Apoi urmează numele hidrocarburii. După numere se pune de obicei o cratimă.

Există sucursale radicale nesaturate. Numele lor pot fi triviali sau formați în conformitate cu regulile sistematice ale nomenclaturii.

De exemplu, HNS = CH- se numește etenil sau vinil.

izomeri

Formulele moleculare ale alchenelor nu pot indica izomerismul. Cu toate acestea, pentru această clasă de substanțe, cu excepția moleculei de etilenă, modificarea spațială este inerentă.

Izomerii hidrocarburilor etilenice pot fi de-a lungul scheletului de carbon, poziția legăturilor nesaturate, interclasa sau spațială.

Formula generală a alchenei determină numărul atomilor de carbon și hidrogen din lanț, dar nu indică prezența și localizarea dublei legături. Un exemplu este ciclopropanul ca izomer C interclass₃H₆ (Propilen). alte tipuri de izomerism manifestată în C₄H₈ sau butenă.

Diverse stare de comunicare nesaturată are loc în butenă-1 sau butena-2, în primul caz, o legătură dublă este aproape primul atom de carbon, iar în al doilea - în mijlocul lanțului. Izomerismul scheletului de carbon poate fi luat în considerare prin exemplul propenului de metil (CH₃-C (CH₃) = CH₂) și izobutilenă ((CH₃) 2C = CH₂).

Modificarea spațială este inerentă la butena-2 în poziția trans și cis. În primul caz, radicalii laterali sunt localizați la partea de sus și în partea inferioară a lanțului carbon cu o dublă legătură, în al doilea izomer substituenții sunt pe aceeași parte.

Caracteristicile olefinelor

Formula generală a alchenelor determină starea fizică a tuturor reprezentanților acestei clase. Pornind de la etilenă și terminând cu butilen (de la C₂ până la C₄), substanțele există într-o formă gazoasă. Deci, ethena incoloră are un miros dulce, o mică solubilitate în apă, o masă moleculară mai mică decât cea a aerului.

Sub formă lichidă, hidrocarburile cu decalajul omologic de la C₅ până la C₁₇. Pornind de la o alchenă cu 18 atomi de carbon în lanțul principal, starea fizică se transformă într-o formă solidă.

Toate olefinele sunt considerate sărace în mediu apos, dar sunt bune în solvenți de natură organică, cum ar fi benzenul sau benzina. Masa lor moleculară este mai mică decât cea a apei. Creșterea lanțului de carbon conduce la o creștere a caracteristicilor de temperatură la topirea și fierberea acestor compuși.

Proprietățile olefinelor

Formula structurală a alchenelor arată prezența în schelet a unei duble legături de la pi-- și sigma - compuși cu doi atomi de carbon. Această structură a moleculei determină proprietățile sale chimice. Comunicare-PI- nu este considerat foarte puternic, ceea ce face posibil să-l distrugă cu formarea unei noi legături cu două care rezultă din Sigma aderarea la o pereche de atomi. Hidrocarburile nesaturate sunt donoare de electroni. Participă la procesele de îmbinare electrofilă.

O proprietate chimică importantă a tuturor alchenelor este procesul de halogenare, cu izolarea compușilor similari cu compușii dihalogenați. Atomii de halogen sunt capabili să fie atașați printr-o dublă legătură la carbon. Un exemplu este bromarea propilenei cu formarea de 1,2-dibrompropan:

H₂C = CH-CH₃ + br₂ → BrCH₂timid - CHBr-CH₃.

Acest proces de neutralizare a culorii în apă cu brom alkenes este considerat o dovadă calitativă a existenței unei duble legături.

Reacțiile importante includ hidrogenarea oligurilor cu adăugarea unei molecule de hidrogen sub acțiunea metalelor catalitice cum ar fi platina, paladiul sau nichelul. Ca rezultat, se obțin hidrocarburi saturate. Formulele de alcani, alchene sunt date mai jos în reacția de hidrogenare a butenelor:

CH₃-CH₂-CH = CH₂ + H₂ ^Ni→ CH₃-CH₂-CH₂-CH₃.

Se numește procesul de atașare a unei molecule de halogenură de hidrogen la olefine
hidrohalogenație, trecând conform regulii descoperite de Markovnikov. Un exemplu este bromurarea propilenei pentru a forma 2-brompropan. În ea, hidrogenul combină cu o legătură dublă cu carbon, care este considerat a fi cel mai hidrogenat:

CH₃-CH = CH₂ + HBr → CH₃-BrCH-CH₃.

Reacția de adiție de alchenă a apei sub acțiunea acizilor se numește hidratare. Rezultatul este o moleculă propanol-2 alcool:

CH₃-HC = CH₂ + H₂O → CH₃-OHCH-CH₃.

Când este expus la alchene cu acid sulfuric, are loc procesul de sulfonare:

CH₃-HC = CH₂ + HOminus-OSOminus-OH → CH₃-CH₃CH-Ominus-SO₂minus-OH.

Reacția continuă pentru a forma esteri de acid, de exemplu, acid izopropilsulfuric.

Alkenurile sunt susceptibile la oxidare în timpul arderii lor cu acțiunea oxigenului cu formarea apei și a gazului de bioxid de carbon:

2CH₃-HC = CH₂ + 9O₂ → 6CO₂ + 6H₂O.

Reacția compușilor olefinici și permanganat de potasiu în soluție diluată dă naștere unei glicoli structură sau alcooli dihidroxilici. Această reacție este, de asemenea, oxidantă prin formarea etilenglicolului și decolorarea soluției:

3H₂C = CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3OHCH-CHOH + 2MnO₂ +2KOH.

Moleculele moleculare pot fi implicate în procesul de polimerizare cu un mecanism de radical liber sau de cation-anion. În primul caz, sub influența peroxizilor, se obține un polimer de tip polietilenă.

Conform celui de-al doilea mecanism, catalizatorii cationici sunt acizi, iar substanțele anionice sunt substanțe organometalice cu izolarea unui polimer stereoselectiv.

Ce sunt alcani

Acestea sunt numite și parafine sau hidrocarburi aciclice limitate. Ele au o structură liniară sau ramificată, care conține numai legături simple saturate. Toți reprezentanții serii omoloage din această clasă au formula generală C_nH_{2n + 2}.

Ele conțin numai atomi de carbon și hidrogen. Formula generală a alchenelor este formată din desemnarea hidrocarburilor finale.

Numele alcanilor și caracteristicile acestora

Cel mai simplu reprezentant al acestei clase este metanul. Este urmată de substanțe precum etan, propan și butan. În inima numelui lor este rădăcina cifrelor în limba greacă, la care se adaugă sufixul. Numele alcani sunt enumerate în nomenclatorul IUPAC.

Formula generală a alchenelor, alchinelor, alcaniilor include doar două tipuri de atomi. Acestea includ elemente de carbon și hidrogen. Numărul de atomi de carbon din toate cele trei clase coincide, diferența fiind observată numai în cantitatea de hidrogen care poate fi separată sau atașată. Hidrocarburile saturate dau compuși nesaturați. Parafenii dintr-o moleculă conțin încă 2 atomi de hidrogen decât olefinele, ceea ce este confirmat de formula generală a alcani, alchene. Structura alkenelor este considerată nesaturată datorită prezenței unei legături duble.

Dacă vom compara numărul voshy-doshy-roshy-dnyh și ugshy-Leshy-roshy-dnyh atoshy-mov în alshy-kashy-încearcă, valoarea va makshy-sishy-malshy NYM comparativ cu alte clase ugshy-Leshy-voshy-doshy -roshy-ing.

Începând cu metan și terminând cu butan (din C₁ până la C₄), substanțele există într-o formă gazoasă.

Sub formă lichidă, hidrocarburile cu decalajul omologic de la C₅ până la C₁₆. Pornind de la un alcan cu 17 atomi de carbon în lanțul principal, starea fizică se transformă într-o formă solidă.

Ele sunt caracterizate prin izomerism de-a lungul scheletului de carbon și modificări optice ale moleculei.

Parafinele-carbon vashy lentshy-noshy-considerate complet zashy STI-nyashy-tymi adiacente ugshy-Leshy-roshy dashy-E-or-voshy doshy-roshy-dashy-E pentru a forma o legătură sigma - tip. Cu punctul de vedere hishy-Mishy-cheshy-TION, acest lucru determină punctele slabe ale acestora svoyshy-TION, motiv pentru care alcani sunt numite preshy-delshy-nyshy sau nashy-syshy-schenshy-nyshy lui ugshy-Leshy-voshy-doshy-roshy- Dov lipsit de afinitate.

Acestea intră în reacțiile de substituție asociate cu halogenarea radicală, sulfoclorurarea sau nitrarea moleculei.

Parafinele suferă oxidare, ardere sau descompunere la temperaturi ridicate. Sub acțiunea acceleratorilor de reacție există o desprindere a atomilor de hidrogen sau dehidrogenarea alcanilor.

Ce sunt alchinele

Ele sunt numite și hidrocarburi acetilenă, în care există o legătură triplă în lanțul de carbon. Structura alchinilor este descrisă prin formula generală C_nH_2N-2. Aceasta arată că, spre deosebire de alcani, hidrocarburile acetilenice nu au patru atomi de hidrogen. Ele sunt înlocuite de o legătură triplă formată din două Compuși pi--.

O astfel de structură determină proprietățile chimice ale unei clase date. Formula structurală a alchenelor și alchinelor arată clar nesaturarea moleculelor lor, precum și prezența unui fragment dublu (H₂C꞊CH₂) și o legătură triplă (HCequiv-CH).

Numele alchinelor și caracteristicile lor

Cel mai simplu reprezentant este acetilena sau HCequiv-CH. Se mai numeste si etina. Acesta provine din numele unei hidrocarburi saturate, în care sufixul este eliminat și este adăugat. În numele alchinelor lungi, cifra indică localizarea legăturii triple.

Cunoașterea structurii hidrocarburilor saturate și nesaturate, pot fi determinate în conformitate cu o literă denotă un general alchine cu formula: a) CnH2n- a) CnH2n + 2 c) CnH2n-2- r) CnH2n-6. Răspunsul corect este a treia opțiune.

Pornind de la acetilenă și terminând cu butan (din C₂ până la C₄), substanțele sunt de natură gazoasă.

Sub formă lichidă există hidrocarburi cu decalajul omologic de la C₅ până la C₁₇. Pornind de la o alchină cu 18 atomi de carbon în lanțul principal, starea fizică se transformă într-o formă solidă.

Ele sunt caracterizate prin izomerismul de-a lungul scheletului de carbon, prin poziția legăturii triple și, de asemenea, prin modificările interclass ale moleculei.

Conform caracteristicilor lor chimice, hidrocarburile acetilenice sunt similare cu alchenele.

Dacă alchinul are o legătură triple terminală, atunci acționează ca un acid pentru a forma săruri de alchin, de exemplu NaCequiv-CNa. Prezența a două pi - legarea face molecula de acetilidină a sodiului un nucleofil puternic care intră în reacția de substituție.

Acetilena este supusă clorării în prezența clorurii de cupru pentru a se obține dicloroacetilenă, condensare sub acțiunea haloalchinelor cu izolarea moleculelor de diacetilenă.

Alkinele participă la reacțiile de atașare electrofilă, principiul căruia este baza halogenării, hidrohalogenării, hidrotării și carbonilației. Totuși, astfel de procese sunt mai slabe decât în ​​alchene cu o legătură dublă.

Pentru hidrocarburile acetilenice, sunt posibile reacții de adiție prin intermediul unui tip nucleofilic al unei molecule de alcool, o amină primară sau hidrogen sulfurat.