Сайт преподавателя химии и биологии Коноваловой Лидии

Меню сайта
Поделиться
Учителю
Возраст сайта
Наш опрос
Как вы относитесь к вегетарианству?
Всего ответов: 2293
Друзья сайта
УчМаг
  • Узловский филиал "ТОМК"
  • Сайт методиста Узловский филиал "ТОМК"
  • Cайт Головановой Натальи. 3500 разработок для учителя }{имия-наука о прекрасном! Каталог сайтов 'Российское образование в сети' Наш сайт в каталоге manyweb.ru
  • Объявление
    Решаю задачи по химии и биологии. Обращайтесь через электронную почту lidijav09@rambler.ru
    Статистика
    Главная » Файлы » Студентам » Лекции по химии

    Лекция Алкины
    27.06.2016, 21:53

    1.  Алкины – это алифатические (ациклические), непредельные (ненасыщенные) углеводороды, с одной тройной углерод-углеродной связью С≡С в цепи и общей формулой СnH2n-2

    2. Строение 

    Ацетилен – первый член гомологического ряда ацетиленовых углеводородов, или алкинов.

    Молекулярная формула ацетилена            C2H2

    Структурная формула ацетилена          H–C≡C–H

    Углеродные атомы ацетилена, связанные тройной связью, находятся в состоянии sp-гибридизации. При образовании молекулы ацетилена у каждого атома С гибридизуются по одной s- и p-орбитали. В результате этого каждый атом С приобретает по две гибридных орбитали, а две p-орбитали остаются негибридными. Две гибридных орбитали взаимно перекрываются, и между атомами С образуется σ-связь. Остальные две гибридных орбитали перекрываются с s-орбиталями атомов H, и между ними и атомами С тоже образуются σ -связи. Четыре негибридных p-орбитали размещены взаимно перпендикулярно и перпендикулярно направлениям σ-связей. В этих плоскостях p-орбитали взаимно перекрываются, и образуются две π -связи, которые относительно непрочные и в химических реакциях легко разрываются.

    Таким образом, в молекуле ацетилена имеются три σ -связи (одна связь C–C и две связи C–H) и две π -связи между двумя С атомами. Тройная связь в алкинах – не утроенная простая, а комбинированная, состоящая из трех связей: одной σ - и двух π -связей.

    Молекула ацетилена имеет линейное строение. Появление третьей связи вызывает дальнейшее сближение атомов С: расстояние между их центрами составляет 0,120 нм.

     

     

     


    Схематическое изображение строения молекулы ацетилена (ядра атомов углерода и водорода на одной прямой, две p- связи между атомами углерода находятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях) 

    Запомните!

    1.        Длина связи 0,12 нм

    2.        Угол 180

    3.        Линейная молекула

    4.        Связи – σ и 2π

    5.        Sp- гибридизация 

    3. Физические свойства

    С2Н2 – Ацетилен – бесцветный газ, легче воздуха, мало растворим в воде, в чистом виде почти без запаха.

    Свойства гомологов изменяются аналогично алкенам. По физическим свойствам алкины напоминают алкены и алканы. Температуры их плавления и кипения увеличиваются с ростом молекулярной массы. В обычных условиях алкины С2–С3 – газы, 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 и парафинами.

    Таблица. Физические свойства некоторых алкинов

    Название

    (Суффикс –ин)

    Формула

    t°пл.,
    °C

    t°кип.,
    °C

    Этин

    (Ацетилен)

    HC≡CH

    -80,8

    -83,6

    Пропин

    (Метилацетилен)

    CH3–C≡CH

    -102,7

    -23,3

    Бутин-1

    C2H5–C≡CH

    -122,5

        8,5

    Бутин-2

    CH3–C≡C–CH3

    -32,3

       27,0

    Пентин-1

    CH3–CH2–CH2–C≡CH

    -98,0

       39,7

    Пентин-2

    CH3–CH2–C≡C–CH3

    -101,0

       56,1

    4. Изомерия и номенклатура

    Структурная изомерия 

    1.     Изомерия положения тройной связи (начиная с С4Н6):

    2.     2. Изомерия углеродного скелета (начиная с С5Н8):

    3.     Межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами, начиная с С4Н6:

    Пространственная изомерия относительно тройной связи в алкинах не проявляется, т.к. заместители могут располагаться только одним способом - вдоль линии связи.

    5. Химические свойства алкинов 

    I. Реакции присоединения

    1). Галогенирование – стадийно, до производных алканов:

    (как и алкены обесцвечивают бромную воду!) 

    СHCH + Br2 → CHBr=CHBr (1,2-дибромэтен)

    CHBr=CHBr + Br2 → CHBr2-CHBr2   (1,1,2,2-тетрабромэтан)

     Опыт "Взаимодействие ацетилена с хлором"

    2). Гидрогалогенирование

     (труднее, чем у алкенов) – стадийно:                     

                                     

    *   CH3-C≡CH + HBr   AlBr3→ CH3-CBr=CH2

                                                       2-бромпропен     

    * - используется пр. Морковникова  

    3). Гидратация – ( р. М.Г. Кучерова)

    CH≡CH + H2O  Hg2+,H+→  [CH2=CH-OH] → CH3-CH=O (уксусный  альдегид )

                                                   непредельный  спирт – енол        

    протекает в присутствии солей ртути(II) – HgSO4, Hg(NO3)2 – с образованием уксусного альдегида:

    Эта реакция носит имя русского ученого Михаила Григорьевича Кучерова (1881).

      4). Полимеризация 

            В определенных условиях ацетилен способен полимеризоваться в бензол и винилацетилен.

    1. При пропускании ацетилена над активированным углем при 450–500 °С происходит тримеризация ацетилена с образованием бензола (Н.Д.Зелинский, 1927 г.):

    2. Под действием водного раствора CuCl и NH4Cl ацетилен димеризуется, образуя винилацетилен:

    Винилацетилен обладает большой реакционной способностью; присоединяя хлороводород, он образует хлоропрен, используемый для получения искусственного каучука:

     

    II. Реакции окисления и восстановления 

    1). Горение – пламя сильно коптящее

      Опыт "Горение ацетилена"                                

     Опыт "Взрыв смеси ацетилена с кислородом"

    CnH2n-2 + (3n-1)/2O2 t → nCO2 + (n-1)H2O Q

    2). Окисление 

    Протекание реакции и её продукты определяются средой!

    А) в кислой среде при нагревании образуются карбоновые кислоты, при концевой кратной связи - CO2: 

    5CH3 – CH2 – C  C – CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4  5CH3 – CH2COOH + 5CH3COOH + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 4H2O 

    5CH3 – C  CH + 8KMnO4 + 12H2SO4  5CO2 + 5CH3COOH + 8MnSO4 + 4K2SO4+12H2O 

    Б) в нейтральной и слабощелочной средах на холоде образуются соли карбоновых кислот; ацетилен окисляется до оксалатов (солей щавелевой кислоты):

    3CH ≡ CH + 8KMnO4 → 3KOOC – COOK + 8MnO2 + 2KOH + 2H2O 

    (Качественная реакция - обесцвечивают раствор марганцовки) 

    CH3 – C  C – CH3 + 2KMnO4  2CH3 – COOK + 2MnO2 

    3CH  C – CH3 + 8KMnO4  3CH3 – COOK + 2K2CO3 + KHCO3 + 8MnO2 + H2O 

    3). Восстановление kat – Ni,Pd или Pt)          

    C2H+ 2H2  t,kat→  C2H6

    IIIРеакции замещения 

    1). Кислотные свойства

    (в отличие от алкенов, образуют соли – ацетилениды) 

    R-CC-H + NaH → R-CC-Na + H2 

    Качественные реакции на алкины с тройной связью в конце цепи:

    Опыт

    R-CCH + [Ag(NH3)2]OH → R-CC-Ag↓ +2NH3 + H2O

                                                     серо-белый осадок

     Опыт

    R-CC-H + [Cu(NH3)2]Cl → R-CC-Cu↓ + NH4Cl +NH3

                                                    красный осадок 

    Ацетилениды серебра и меди (I)- разлагаются соляной кислотой:

    R-CC-Cu↓ +HCl → R-CC-H + CuCl 

    Ацетилениды металлов – взрывчатые вещества!

     Опыт "Непрочность ацетиленидов металлов"

    ЦОР:

    Образование молекулы ацетилена

    Образование названий алкинов по номенклатуре ИЮПАК

    Получение ацетилена, его химические свойства

    ТРЕНАЖЁРЫ:

    Алкины: строение, номенклатура, получение и физические свойства

    Алкины: строение, номенклатура, получение и физические свойства (расчетные задачи)

    Гомологический ряд ацетилена

    Типы химических реакций, характерные для алкинов

    Уравнения реакций, характеризующие химические свойства ацетилена

    Химические свойства алкинов

    Химические свойства алкинов (расчетные задачи)

    Категория: Лекции по химии | Добавил: Lida | Теги: алкины
    Просмотров: 1017 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    Поиск
    Календарь
    Разделы каталога
    Алгоритмы и тренажёры [17]
    Лекции по химии [24]
    Рекомендации и памятки [8]
    Самостоятельная работа [16]
    Лекции по биологии [16]
    Видеоуроки [2]
    Уч.литература
    Плакаты
    Кнопка сайта
    Обменяемся кнопками?

    Copyright MyCorp © 2017
    Бесплатный хостинг uCoz