Подготовка к ЕГЭ по химии. АЛКИНЫ.

АЛКИНЫ -углеводороды, содержащие в молекуле одну ТРОЙНУЮ связь.

 

       Общая формула алкинов: CnH2n-2

 

Тройная связь является комбинацией из одной σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами углерода. σ-Cвязи, образуемые sp-гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 1800 друг к другу).

 

    Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение:

Образование тройной связи

 

Номенклатура алкинов.

    Первый член гомологического ряда – этин имеет историческое название:

                  НС≡СН  ацетилен.

    По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин:

             H-C≡C-H  - этИН         СН3-С≡С-Н – пропИН и т.д.

    Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя тройную связь (т.е. она может быть не самой длинной).

   

Виды изомерии алкинов.

 

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

HC≡C-CH2-CH3               H3C-C≡C-CH3

бутин-1                            бутин-2

 

2.Изомерия углеродного скелета (начиная с С5Н8):

НС≡С-СН2-СН2-СН3     НС≡С-СН-СН3

                                            ∣

                                           СН3

3.Межклассовая изомерия с алкадиенами  ( начиная с С3Н4)  и циклоалкенами (начиная с С4Н6):

HC≡C-CH2-CH3    СН2=СН-СН=СН2     СН=СН

     бутин-1           бутадиен              ∣      ∣      циклобутен

                                                       СН2-СН2   

ПОЛУЧЕНИЕ АЛКИНОВ.

1.Пиролиз метана:

      2СН4 -(1500ºС)à C2H2 + 3H2

Реакцию проводят электродуговым способом, пропуская метан между электродами с временем контакта 0,1-0,01 секунды. Столь малое время нагревания обусловлено тем, что ацетилен при такой температуре может разлагаться на углерод и водород.

2.Гидролиз карбида кальция:

СаО + С -(t)à  СаС2 + СО

СаС2 + Н2О à  Са(ОН)2 + С2Н2

Карбид кальция образуется при нагревании оксида кальция СаО (жженой извести) и кокса до 2500ºС. При дальнейшем гидролизе выделяется ацетилен.

3. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов спиртовым раствором щелочи (щелочь и спирт берутся в избытке).

 

R-CH2-CBr2-R + 2KOH -(спирт)à R-C≡C-R +  2H2O + 2 KBr

R-CHBr-CHBr-R + 2KOH -(спирт)à R-C≡C-R + 2H2O + 2 KBr

4. Удлинение цепи (алкилирование ацетиленидов) при действии на ацетилениды алкилгалогенидами.

 

R-C≡CNa + Br-R' à R-C≡C-R' + NaBr

СВОЙСТВА АЛКИНОВ

Особенности алкинов:

1.      π-Электроны более короткой тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей поляризуемостью (подвижностью).

2.       Поэтому реакции ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ к алкинам протекают медленнее, чем к алкенам.

3.      Алкины с концевой тройной связью (алкины-1) проявляют КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА и способны, вступая в реакции с активными металлами, образовывать соли.

1. Реакции присоединения.

А. Гидрирование:

В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая π-связь), а затем алканов (разрывается вторая π-связь):

 

Гидрирование алкинов

При использовании менее активного катализатора [Pd/CaCO3/Pb(CH3COO)2] гидрирование останавливается на стадии образования алкенов.

Б. Галогенирование:

Электрофильное присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая π-связь разрывается труднее, чем вторая):

Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция).

Галогенирование алкинов

В. Гидрогалогенирование.

Присоединение галогеноводородов также идет по электрофильному механизму. Продукты присоединения к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова:

Гидрогалогенирование алкинов

Г. Гидратация (реакция Кучерова):

   Присоединение воды в присутствии катализатора соли ртути (II) идет через образование неустойчивого енола, который изомеризуется в альдегид или кетон.

Если гидратации подвергается АЦЕТИЛЕН, то образуется уксусный альдегид.

Гидратация ацетилена

Из всех остальных алкинов при гидратации образуются кетоны (так как присоединение протекает по правилу Марковникова).

Гидратация алкинов

2. Димеризация и тримеризация алкинов.

 

1) Димеризация под действием водно-аммиачного раствора CuCl:

Димеризация ацетилена

 

2) Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского):

Тримеризация ацетилена (2939 байт)

3. Кислотные свойства алкинов с концевой тройной связью.

 

     Образование солей:  концевые атомы водорода у ацетилена и алкинов-1 могут замещаться атомами металла. При этом образуются соли – ацетилениды:

            СН3-С≡С-Н + NaNH2   à     СН3-С≡С-Na + NH3

                         амид натрия        ацетиленид натрия

 

   При взаимодействии ацетилена (или R–C≡C–H) с аммиачными растворами оксида серебра или хлорида меди (I) выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов:

Ацетилениды серебра

HC≡CH + 2[Cu(NH3)2]OH à   CuC≡CCu + 4NH3 + 2H2O 

Образование серовато-белого осадка ацетиленида серебра (или красно-коричневого - ацетиленида меди) служит качественной реакцией на концевую тройную связь.

AgC≡CAg + Н2О – реакция не идет

AgC≡CAg + 2НСl à НC≡CН + 2АgCl

 

4.      Окисление алкинов:

    Алкины обесцвечивают раствор KMnO4, что используется для их качественного определения.

1) Ацетилен окисляется раствором перманганата калия до соли щавелевой кислоты – оксалата калия (в нейтральной среде) или до щавелевой кислоты (кислая среда):    

3НС≡СН + 8KMnO4 + 4H2O à 3НООС-СООН + 8MnO2↓+ 8KOH

                                           щавелевая кислота

3НС≡СН + 8KMnO4 à 2K2C2O4 + 8MnO2 ↓+ 2KOH + 2H2O

                               оксалат калия

2) Алкины окисляются перманганатом калия с расщеплением тройной связи и образованием карбоновых кислот:

5С2Н2  +  8KMnO4  + 12Н2SО4 à 5НООС-СООН + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O

5R-C≡СН + 8KMnO4 + 12Н2SО4 à 5R-СООН + 5CO2 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 12H2O

5R-C≡С-R1 + 6KMnO4 + 9Н2SО4 à 5R-СООН + 5R1-COOH +6MnSO4 +3K2SO4 + 4H2O

 

Краткое описание материала

АЛКИНЫ-углеводороды, содержащие в молекуле одну ТРОЙНУЮ связь.

 Общая формула алкинов: CnH2n-2

Тройная связь является комбинацией из одной σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами углерода. σ-Cвязи, образуемые sp-гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 1800 друг к другу).

 

    Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение.

Номенклатура алкинов.

    Первый член гомологического ряда – этин имеет историческое название:

                  НС≡СН  ацетилен.

    По систематической номенклатуре названия ацетиленовых углеводородов производят от названий соответствующих алканов (с тем же числом атомов углерода) путем замены суффикса –ан на –ин:

             H-C≡C-H  - этИН         СН3-С≡С-Н – пропИН и т.д.

    Главная цепь выбирается таким образом, чтобы она обязательно включала в себя тройную связь (т.е. она может быть не самой длинной).

 

Подготовка к ЕГЭ по химии. АЛКИНЫ.

    DOCX

10.01.2015

1236

43

Файл будет скачан в формате:

    DOCX

Автор материала

Кисакова Ольга Александровна

Кисакова Ольга Александровна

учитель

  • На сайте: 10 лет и 7 месяцев
  • Всего просмотров: 157251
  • Подписчики: 103
  • Всего материалов: 39
  • 157251
    просмотров
  • 39
    материалов
  • 103
    подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Кисакова Ольга Александровна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Курсы по теме

Перейти в каталог курсов

Мини-курсы по теме

Перейти в каталог мини-курсов

Найдите подходящий для Вас курс

Найдите подходящий для Вас курс

В каталоге 6 866 курсов по разным направлениям

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы: