Formula am alkena. Sifat dan ciri alkena

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 05:36

Sebatian organik yang paling ringkas ialah hidrokarbon tepu dan tak tepu. Ini termasuk bahan daripada kelas alkana, alkuna, alkena.

Rumus mereka termasuk atom hidrogen dan karbon dalam urutan dan kuantiti tertentu. Ia sering dijumpai di alam semula jadi.

Penentuan alkena

Nama lain mereka ialah olefin atau hidrokarbon etilena. Itulah yang dipanggil kelas sebatian ini pada abad ke-18 apabila cecair berminyak, etilena klorida, ditemui.

Alkena ialah bahan yang terdiri daripada unsur hidrogen dan karbon. Mereka tergolong dalam hidrokarbon asiklik. Molekulnya mengandungi ikatan berganda (tak tepu) tunggal yang menghubungkan dua atom karbon antara satu sama lain.

Formula alkena

Setiap kelas sebatian mempunyai sebutan kimianya sendiri. Di dalamnya, simbol unsur sistem berkala menunjukkan komposisi dan struktur ikatan setiap bahan.

Formula umum alkena dilambangkan seperti berikut: CH_2n, dengan nombor n lebih besar daripada atau sama dengan 2. Apabila menyahkodnya, dapat dilihat bahawa terdapat dua atom hidrogen untuk setiap atom karbon.

Rumus molekul alkena daripada siri homolog diwakili oleh struktur berikut: C₂H₄, C₃ H₆, C₄H₈, C 5_H10_{, C}6_H12_{, C} 7_H14_{, C}8_H16_{, C 9} H₁₈, C₁₀H₂₀. Dapat dilihat bahawa setiap hidrokarbon berikutnya mengandungi satu lagi karbon dan 2 lagi hidrogen.

Terdapat penunjuk grafik lokasi dan susunan sebatian kimia antara atom dalam molekul, yang menunjukkan formula struktur alkena. Dengan bantuan garis valens, ikatan karbon dengan hidrogen ditunjukkan.

Formula struktur alkena boleh dipaparkan dalam bentuk kembang, apabila semua unsur kimia dan ikatan ditunjukkan. Dengan ungkapan olefin yang lebih ringkas, gabungan karbon dan hidrogen dengan bantuan sempang valens tidak ditunjukkan.

Formula rangka menandakan struktur yang paling mudah. Garis putus-putus menggambarkan asas molekul, di mana atom karbon diwakili oleh bahagian atas dan hujungnya, dan hidrogen ditunjukkan dengan pautan.

Cara nama olefin terbentuk

Berdasarkan tatanama sistematik, formula alkena dan namanya terdiri daripada struktur alkana yang berkaitan dengan hidrokarbon tepu. Untuk melakukan ini, atas nama yang terakhir, akhiran -an digantikan dengan -ilen atau -en. Contohnya ialah pembentukan butilena daripadabutana, dan pentene daripada pentana.

Untuk menunjukkan kedudukan ikatan berganda berbanding atom karbon, nyatakan angka Arab di hujung nama.

Alkena dinamakan sempena hidrokarbon dengan rantai terpanjang yang mengandungi ikatan berganda. Untuk permulaan penomboran rantai, penghujung biasanya dipilih, yang paling hampir dengan sebatian tak tepu atom karbon.

Jika formula struktur alkena mempunyai cabang, maka nama radikal dan nombornya ditunjukkan, dan ia didahului dengan nombor yang sepadan dengan tempat dalam rantai karbon. Kemudian mengikut nama hidrokarbon itu sendiri. Nombor itu biasanya diikuti dengan tanda sempang.

Terdapat cawangan radikal tanpa had. Nama mereka mungkin remeh atau dibentuk mengikut peraturan tatanama yang sistematik.

Sebagai contoh, HHC=CH- dipanggil ethenyl atau vinil.

Isomer

Formula molekul alkena tidak boleh menunjukkan isomerisme. Walau bagaimanapun, untuk kelas bahan ini, kecuali molekul etilena, pengubahsuaian spatial adalah wujud.

Isomer hidrokarbon etilena boleh mengikut rangka karbon, mengikut kedudukan ikatan tak tepu, antara kelas atau ruang.

Rumus umum alkena menentukan bilangan atom karbon dan hidrogen dalam rantai, tetapi ia tidak menunjukkan kehadiran dan lokasi ikatan berganda. Contohnya ialah siklopropana sebagai isomer antara kelas C₃H₆ (propilena). Jenis isomerisme lain muncul dalam C₄H₈ ataubutene.

Kedudukan berbeza ikatan tak tepu diperhatikan dalam butena-1 atau butena-2, dalam kes pertama, sebatian berganda terletak berhampiran atom karbon pertama, dan pada kedua - di tengah rantai. Isomerisme dalam rangka karbon boleh dipertimbangkan menggunakan contoh metilpropena) dan isobutilena ((CH₃)2C=CH₂).

Pengubahsuaian ruang adalah wujud dalam butene-2 dalam kedudukan trans dan cis. Dalam kes pertama, radikal sisi terletak di atas dan di bawah rantai karbon utama dengan ikatan berganda, dalam isomer kedua, substituen berada pada sisi yang sama.

Pencirian Olefin

Formula umum alkena menentukan keadaan fizikal semua wakil kelas ini. Bermula dengan etilena dan berakhir dengan butilena (dari C₂ hingga C₄), bahan wujud dalam bentuk gas. Jadi etena tidak berwarna mempunyai bau yang manis, keterlarutan rendah dalam air, berat molekul kurang daripada udara.

Dalam bentuk cecair, hidrokarbon daripada julat homolog daripada C₅ hingga C₁₇ dipersembahkan. Bermula daripada alkena, yang mempunyai 18 atom karbon dalam rantai utama, peralihan keadaan fizikal kepada bentuk pepejal berlaku.

Semua olefin dianggap mempunyai keterlarutan yang lemah dalam medium berair, tetapi keterlarutan yang baik dalam pelarut organik, seperti benzena atau petrol. Berat molekul mereka kurang daripada berat air. Peningkatan dalam rantai karbon membawa kepada peningkatan dalam penunjuk suhu semasa pencairan dan pendidihan sebatian ini.

Sifat olefin

Formula struktur alkenamenunjukkan kehadiran dalam rangka ikatan berganda π- dan σ-sebatian dua atom karbon. Struktur molekul ini menentukan sifat kimianya. Ikatan π dianggap tidak begitu kuat, yang memungkinkan untuk memusnahkannya dengan pembentukan dua ikatan σ baru, yang diperoleh hasil daripada penambahan sepasang atom. Hidrokarbon tak tepu ialah penderma elektron. Mereka mengambil bahagian dalam proses penambahan elektrofilik.

Sifat kimia yang penting bagi semua alkena ialah proses halogenasi dengan pembebasan sebatian yang serupa dengan derivatif dihalogen. Atom halogen mampu melekat melalui ikatan berganda kepada karbon. Contohnya ialah pebrominasian propilena dengan pembentukan 1, 2-dibromopropana:

H₂C=CH–CH₃ + Br₂ → BrCH 2_–CHBr–CH3.

Proses peneutralan warna dalam air bromin dengan alkena ini dianggap sebagai bukti kualitatif kehadiran ikatan berganda.

Reaksi penting termasuk penghidrogenan olifin dengan penambahan molekul hidrogen di bawah tindakan logam pemangkin seperti platinum, paladium atau nikel. Hasilnya ialah hidrokarbon dengan ikatan tepu. Formula alkana, alkena diberikan di bawah dalam tindak balas penghidrogenan butena:

CH₃–CH₂–CH=CH₂ + H 2 Ni^{→ CH}3_–CH2_{–CH 2}–CH₃.

Proses menambah molekul hidrogen halida kepada olefindipanggil

hydrohalogenation, berjalan mengikut peraturan yang ditemui oleh Markovnikov. Contohnya ialah hidrobrominasi propilena untuk membentuk 2-bromopropana. Di dalamnya, hidrogen bergabung pada ikatan berganda dengan karbon, yang dianggap paling terhidrogenasi:

CH₃–CH=CH₂ + HBr → CH₃–BrCH– CH₃.

Tindak balas penambahan air oleh alkena di bawah tindakan asid dipanggil penghidratan. Hasilnya ialah molekul alkohol propanol-2:

CH₃–HC=CH₂ + H₂O → CH 3_–OHCH–CH3.

Apabila terdedah kepada alkena dengan asid sulfurik, proses sulfonasi berlaku:

CH₃–HC=CH₂ + HO−OSO−OH → CH₃ –CH₃CH–O−SO₂−OH.

Tindak balas diteruskan dengan pembentukan ester asid, contohnya, asid isopropilsulfurik.

Alkena terdedah kepada pengoksidaan semasa pembakarannya di bawah tindakan oksigen untuk membentuk air dan gas karbon dioksida:

2CH₃–HC=CH₂ + 9O₂ → 6CO 2 _{+ 6J}2_O.

Interaksi sebatian olefin dan kalium permanganat cair dalam bentuk larutan membawa kepada pembentukan glikol atau alkohol dihidrik. Tindak balas ini juga bersifat oksidatif, menghasilkan etilena glikol dan mengubah warna larutan:

3J₂C=CH₂ + 4J₂O+ 2KMnO ₄ → 3OHCH–CHOH+ 2MnO₂ +2KOH.

Molekul alkena boleh terlibat dalam proses pempolimeran dengan radikal bebasatau mekanisme kation-anion. Dalam kes pertama, di bawah pengaruh peroksida, polimer seperti polietilena diperoleh.

Menurut mekanisme kedua, asid bertindak sebagai pemangkin kationik, dan bahan organologam ialah pemangkin anionik dengan pembebasan polimer stereoselektif.

Apakah itu alkana

Ia juga dipanggil parafin atau hidrokarbon asiklik tepu. Mereka mempunyai struktur linear atau bercabang, yang mengandungi hanya ikatan ringkas tepu. Semua wakil siri homologi kelas ini mempunyai formula am C H_2n+2.

Ia hanya mengandungi atom karbon dan hidrogen. Formula am untuk alkena terbentuk daripada penetapan hidrokarbon tepu.

Nama alkana dan ciri-cirinya

Wakil paling mudah bagi kelas ini ialah metana. Ia diikuti oleh bahan seperti etana, propana dan butana. Nama mereka didasarkan pada akar angka dalam bahasa Yunani, yang ditambahkan akhiran -an. Nama-nama alkana disenaraikan dalam tatanama IUPAC.

Rumus umum alkena, alkuna, alkana hanya merangkumi dua jenis atom. Ini termasuk unsur karbon dan hidrogen. Bilangan atom karbon dalam ketiga-tiga kelas adalah sama, perbezaan hanya diperhatikan dalam bilangan hidrogen, yang boleh dipisahkan atau ditambah. Sebatian tak tepu diperoleh daripada hidrokarbon tepu. Wakil-wakil parafin dalam molekul mengandungi 2 lebih atom hidrogen daripada olefin, yang mengesahkanformula am alkana, alkena. Struktur alkena dianggap tidak tepu kerana kehadiran ikatan berganda.

Jika kita mengaitkan bilangan atom hidrogen dan karbon dalam alkana, maka nilainya akan menjadi maksimum berbanding dengan kelas hidrokarbon yang lain.

Daripada metana kepada butana (dari C₁ kepada C₄), bahan wujud dalam bentuk gas.

Dalam bentuk cecair, hidrokarbon daripada julat homolog daripada C₅ hingga C₁₆ dipersembahkan. Bermula daripada alkana, yang mempunyai 17 atom karbon dalam rantai utama, peralihan keadaan fizikal kepada bentuk pepejal berlaku.

Ia dicirikan oleh isomerisme dalam rangka karbon dan pengubahsuaian optik molekul.

Dalam parafin, valens karbon dianggap diduduki sepenuhnya oleh karbon atau hidrogen jiran dengan pembentukan ikatan jenis σ. Dari sudut kimia, ini menyebabkan sifatnya yang lemah, itulah sebabnya alkana dipanggil hidrokarbon tepu atau tepu, tanpa pertalian.

Mereka memasuki tindak balas penggantian yang berkaitan dengan halogenasi radikal, sulfoklorinasi atau penitratan molekul.

Parafin mengalami proses pengoksidaan, pembakaran atau penguraian pada suhu tinggi. Di bawah tindakan pemecut tindak balas, penyingkiran atom hidrogen atau penyahhidrogenan alkana berlaku.

Apakah itu alkuna

Ia juga dipanggil hidrokarbon asetilenik, yang mempunyai ikatan rangkap tiga dalam rantai karbon. Struktur alkuna diterangkan oleh umumformula C H_2n–2. Ia menunjukkan bahawa, tidak seperti alkana, hidrokarbon asetilenik kekurangan empat atom hidrogen. Ia digantikan dengan ikatan rangkap tiga yang dibentuk oleh dua π-sebatian.

Struktur sedemikian menentukan sifat kimia kelas ini. Formula struktur alkena dan alkuna jelas menunjukkan ketidaktepuan molekulnya, serta kehadiran dua kali ganda (H₂C꞊CH₂) dan ikatan tiga kali ganda (HC≡CH).

Nama alkuna dan ciri-cirinya

Wakil paling mudah ialah asetilena atau HC≡CH. Ia juga dipanggil etin. Ia berasal daripada nama hidrokarbon tepu, di mana akhiran -an dikeluarkan dan -in ditambah. Dalam nama alkuna panjang, nombor menunjukkan lokasi ikatan rangkap tiga.

Mengetahui struktur hidrokarbon tepu dan tak tepu, adalah mungkin untuk menentukan di bawah huruf mana formula am alkuna ditunjukkan: a) CnH2n; c) CnH2n+2; c) CnH2n-2; d) CnH2n-6. Jawapan yang betul ialah pilihan ketiga.

Dari asetilena kepada butana (dari C₂ kepada C₄), bahan bersifat gas.

Dalam bentuk cecair terdapat hidrokarbon selang homolog daripada C₅ hingga C₁₇. Bermula daripada alkuna, yang mempunyai 18 atom karbon dalam rantai utama, peralihan keadaan fizikal kepada bentuk pepejal berlaku.

Ia dicirikan oleh isomerisme dalam rangka karbon, dalam kedudukan ikatan rangkap tiga, serta pengubahsuaian antara kelas molekul.

Pociri kimia hidrokarbon asetilenik adalah serupa dengan alkena.

Jika alkuna mempunyai ikatan rangkap tiga terminal, maka ia bertindak sebagai asid dengan pembentukan garam alkinida, contohnya, NaC≡CNa. Kehadiran dua ikatan π menjadikan molekul natrium asetiledin sebagai nukleofil kuat yang memasuki tindak balas penggantian.

Asetilena mengalami pengklorinan dengan kehadiran kuprum klorida untuk mendapatkan dikloroasetilena, pemeluwapan di bawah tindakan haloalkuna dengan pembebasan molekul diacetilena.

Alkuna mengambil bahagian dalam tindak balas penambahan elektrofilik, yang prinsipnya mendasari halogenasi, hidrohalogenasi, penghidratan dan karbonilasi. Walau bagaimanapun, proses sedemikian berjalan lebih lemah daripada dalam alkena dengan ikatan berganda.

Untuk hidrokarbon asetilenik, tindak balas penambahan jenis nukleofilik molekul alkohol, amina primer atau hidrogen sulfida adalah mungkin.