Непредельные углеводороды. Алкены. Общая формула CnH2n
Алкены, или олефины (от лат. olefiant - масло — старое название, но широко используемое в химической литературе. Поводом к такому названию послужил хлористый этилен, полученный в XVIII столетии, — жидкое маслянист вещество.) — алифатические непредельные углеводороды, в молекулах которых между углеродными атомами имеется одна двойная связь.
Алкены содержат в своей молекуле меньшее число водородных атомов, чем соответствующие им алканы (с тем же числом углеродных атомов), поэтому такие углеводороды называют непредельными или ненасыщенными.
Этилен.Этен.
Н2С=СН2 молекула плоская , валентный угол 1200
II валентное состояние
1.SP2- гибридизация
2. π, ? –связь3.валентный угол=1200
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«Непредельные углеводороды. Алкены. »
Непредельные углеводороды . Алкены. Общая формула CnH2n
Алкены, или олефины (от лат. olefiant - масло — старое название, но широко используемое в химической литературе. Поводом к такому названию послужил хлористый этилен, полученный в XVIII столетии, — жидкое маслянист вещество.) — алифатические непредельные углеводороды, в молекулах которых между углеродными атомами имеется одна двойная связь.
Алкены содержат в своей молекуле меньшее число водородных атомов, чем соответствующие им алканы (с тем же числом углеродных атомов), поэтому такие углеводороды называют непредельными или ненасыщенными.
Этилен.Этен.
Н2С=СН2 молекула плоская , валентный угол 1200
II валентное состояние
1.SP2- гибридизация
2. π , ϭ –связь3.валентный угол=1200
4.Есвязи (С=С)=620 кДж
Есвязи (С-С)=620-350=270 кДж
5.межъядерное расстояние 1,34 А0( или нм)
Гомологический ряд этилена
С2Н4 СН2=СН2 этилен этен (-СН2=СН2 винил)
С3Н6 СН2=СН-СН3 пропилен пропен
С4Н8 СН2=СН-СН2-СН3 бутилен бутен
С5Н10 СН2=СН-СН2-СН2-СН 3 амилен пентен
Возможные изомеры пентена (10)?
Номенклатура алкенов.
1.Главное в названии –двойная связь. Нумерация ат.С в цепи идет с того конца , ближе к которому она находится
2.Двойная связь обозначается в конце названия арабской цифрой ат.С, с которого она начинается и ставится через «-«.
Изомерия алкенов.
I-структурная изомерия
1.изомерия углеродного скелета
2.изомерия положения двойной связи
3.межклассовая изомерия с алканами
II Пространственная изомерия алкенов цис-транс-изомерия
Причина-неподвижность ат.С при двойной связи
ВНИМАНИЕ! цис-транс- Изомерия не проявляется, если хотя бы один из атомов С при двойной связи имеет 2 одинаковых заместителя.Например,
бутен-1 СН2=СН–СН2–СН3 не имеет цис- и транс-изомеров, т.к. 1-й атом С связан с двумя одинаковыми атомами Н.
Изомеры цис- и транс- отличаются не только физическими, но и химическими свойствами, т.к. сближение или удаление частей молекулы друг от друга в пространстве способствует или препятствует химическому взаимодействию.Иногда цис-транс-изомерию не совсем точно называют геометрической изомерией. Неточность состоит в том, что все пространственные изомеры различаются своей геометрией, а не только цис- и транс-.
Физические свойства алкенов
Первые три представителя гомологического ряда алкенов (этилен, пропилен и бутилен) — газы, начиная с C5H10 (амилен, или пентен-1) — жидкости, а с С18Н36 — твердые вещества. С увеличением молекулярной массы повышаются температуры плавления и кипения. Алкены нормального строения кипят при более высокой температуре, чем их изомеры, имеющие изостроение. Температуры кипения цис-изомеров выше, чем транс-изомеров, а температуры плавления — наоборот.
Алкены плохо растворимы в воде (однако лучше, чем соответствующие алканы), но хорошо — в органических растворителях. Этилен и пропилен горят коптящим пламенем.
Получение алкенов
1. Крекинг алканов: Основным промышленным источником получения первых четырех членов ряда алкенов (этилена, пропилена, бутиленов и пентиленов) являются газы крекинга и пиролиза нефтепродуктов, а также газы коксования угля (этилен, пропилен). Газы крекинга и пиролиза нефтепродуктов содержат от 15 до 30% олефинов. Так, крекинг бутана при 600°С приводит к смеси водорода, метана, этана и олефинов – этилена, пропилена, псевдобутилена (бутена-2) с соотношением олефинов ≈ 3,5 : 5 : 1,5 соответственно.
CnH2n+2 t, (400-700) → CnH2n+2 + CnH2n
алкан алкен
2. Дегидрирование алканов:
CnH2n+2 → t, kat-Ni или (Cr2O3)→ CnH2n +H2
3. Гидрирование алкинов:
CnH2n-2 + H2 → t, kat-(Pt или Pd, Ni) → CnH2n
Получение в лаборатории
1. Дегидратация* спиртов:
R-CH2-CH2-OH t140°C, H2SO4(конц.)→ R-CH=CH2 + H2O
*Правило А. М. Зайцева:
Отрыв атома водорода происходит от наименее гидрогенизированного атома углерода.
2. Дегидрогенирование* моногалогеналканов (по правилу Зайцева)
Для алкенов наиболее типичными являются реакции присоединения. В реакциях присоединения двойная связь выступает как донор электронов, поэтому для алкенов характерны реакции электрофильного присоединения.
Реакции присоединения
1. Гидрирование (гидрогенизация – взаимодействие с водородом):
CnH2n + H2 →t, Ni → CnH2n+2
2. Галогенирование (взаимодействие с галогенами):
CnH2n + Г2 → СnH2nГ2
CH2=CH2 + Br2 → CH2Br-CH2Br (1,2-дибромэтан)
Это качественная реакция алкенов – бромная вода Br2 (бурая жидкость) обесцвечивается.
3. Гидрогалогенирование* (взаимодействие с галогенводородами):
Влияние среды на характер продуктов реакций окисления
1) Окисление в кислой среде при нагревании идёт до а) карбоновых кислот; б) кетонов (если атом углерода при двойной связи содержит два заместителя); в) углекислого газа (если двойная связь на конце молекулы, то образуется муравьиная кислота, которая легко окисляется до CO2):
2) Окисление в нейтральной или слабощелочной среде на холоде (см. выше)
Применение алкенов
Алкены широко используются в промышленности в качестве исходных веществ для получения растворителей (спирты, дихлорэтан, эфиры гликолей и пр.), полимеров (полиэтилен, поливинилхлорид, полиизобутилен и др.), а также многих других важнейших продуктов.