Nenasycené alkény: vzorec, vlastnosti, aplikace
Obecný vzorec alkenů je CnH2n. Patří do třídy acyklických uhlovodíků, které mají navíc k jednotlivým sigma vazbám dodatečně ve své struktuře jednu dvojnou vazbu mezi sousedními atomy uhlíku.
Strukturální prvky
Molekulární vzorec alkenu na příkladu ethylenu je napsán následovně: C2H4. Jeho druhé jméno - olefiny - je v této třídě povinné analogicky s nenasycenými mastnými kyselinami, které jsou obsaženy ve formě radikálů v složení kapalných tuků.
Atom uhlíku v molekule ethylenu (typický zástupce třídy alkenů) je v sp2 hybridním stavu. Tři elektrony se účastní tvorby hybridních mraků a jeden p-elektron zůstává v nehybridním stavu. Je to ten, kdo se podílí na tvorbě dvojité vazby mezi sousedními atomy uhlíku. Délka takové vazby bude kratší než jedna, ale energetická rezerva je vyšší, a proto je odolnější ve srovnání s jednoduchou vazbou tvořenou hybridními oblaky.
Způsoby výroby olefinů
V současné době existuje několik způsobů, jak získat alkény. Nejběžnější možností je praskání ropných produktů. Během tepelného rozkladu jsou vedle olefinů přítomny v reakčních produktech také nasycené (nasycené) uhlovodíky.
Ethylen a jeho homology mohou být také získány dehydrogenací alkanů. Při jejich předávání katalyzátorem při zvýšené teplotě se pozoruje eliminaci vodíku a tvorba odpovídajícího alkenu.
Mezi méně obvyklé způsoby výroby olefinů se vyznačují intermolekulární dehydratace alkoholů a dehydrogenace alkanů.
Nomenklatura a isomerismus
Jaké izomery mají alkény? Vzorec pro tuto třídu je stejný jako pro cykloalkany. Proto pro charakteristiky olefinů mezistupeň isomerismus. Počínaje C 4 H 8 je pozorována strukturní izomerie spojená se změnou lineární struktury hlavního uhlíkového řetězce.
Jaký jiný druh isomerismus mají alkény? Třída vzorce zahrnuje přítomnost dvojné vazby v molekule, proto je pro olefiny pozorována geometrická (cis- a trans-) izomerie. Je způsobena nepřítomností rotace v molekule podél dvojité vazby. Existují určitá pravidla, která se nazývají alkeny. Vzorec každého zástupce této třídy může být napsán ve strukturální formě.
Akční algoritmus
Nabízíme algoritmus činností spojených s názvem olefinů:
- Nejprve musíte určit nejdelší (hlavní) řetězec.
- Musí obsahovat dvojnou vazbu.
- Číslování řetězce uhlíku by mělo začínat na straně, kde se dvojná vazba nachází v blízkosti počátku.
- Dále čísla ukazují všechny uhlovodíkové zbytky, které jsou přítomné v molekule.
- V přítomnosti několika identických částic používejte předpony: di-, tri-, tetra.
- Další je tvoření názvu hlavního řetězce. Použije se derivát odpovídajícího alkanu, přípona -en se přidá k základně.
- Co by mělo obsahovat alkény? Vzorec předpokládá, že číslo označuje polohu dvojné vazby.
Vlastnosti olefinů
Jaké vlastnosti mají alkenes? Obecný vzorec této třídy předpokládá přítomnost adičních reakcí v nenasycených uhlovodících. Jaké jsou homolomy ethenu? Všechny z nich mají lineární strukturu, liší se od sebe homologním rozdílem CH 2 .
První zástupci olefinů jsou v plynném stavu, protože se zvyšuje počet atomů uhlíku v řetězci, je pozorován přechod na kapalný, pevný stav.
Mezi přídavnými reakcemi se vyznačuje hydrogenace. Během katalytické interakce alkenů s vodíkem vzniká omezující uhlovodík. Jako katalyzátory se používají nikl, palladium a platina.
Kvalitativní reakce na přítomnost dvojné vazby v molekule je považována za interakci s bromovou vodou spolu s odbarvením.
Vladimir Vasilyevich Markovnik formuloval pravidlo, podle něhož dochází k interakci mezi alkénem a vodou (nebo halogenovodíkem). Atom vodíku se připojí k uhlíku, který má větší počet atomů H, a skupina OH nebo Gal se připojí k uhlíku dvojnou vazbou s menším počtem vodíku.
Závěr
Mezi výraznými vlastnostmi, které jsou charakteristické pro všechny zástupce nenasycených uhlovodíků, také upozorňujeme polymerizační reakce. Například ethylen působí jako počáteční monomer a sloučenina s vysokou molekulovou hmotností, polyethylen, bude výsledkem interakce s katalytickým zahříváním. Oxidace dvojitou vazbou při interakci s manganistanem draselným je také považována za kvalitativní reakci alkenů.
Polymery odvozené od olefinů mají různá použití. Například polyethylen a polypropylen produkují výrobky pro chemický, lékařský a farmaceutický průmysl.