Hydrocarbon chưa bão hòa: alkenes, tính chất hóa học và ứng dụng

Alken là các hydrocarbon chưa bão hòa, trong các phân tử trong đó có một liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon. Chúng thường được gọi là hydrocacbon của chuỗi ethylene, vì đại diện đơn giản của nó là ethylene HC2 = CH2. Đôi khi hydrocarbon như vậy được gọi là olefin, bởi vì các alken khí, phản ứng với brom hoặc chlorine, tạo thành các hợp chất dầu không hòa tan trong nước. Từ "alkenes" trong danh pháp IUPAC có nguồn gốc từ từ "alkanes", trong đó hậu tố -an được thay thế bởi hậu tố -ene, cho biết sự hiện diện của một liên kết đôi trong phân tử.

Hydrocacbon không bão hòa - alkenes: cấu trúc

Tất cả alkenes được coi là các dẫn xuất của ethylene, hoặc ethene - C2H4.

Trong phân tử ethylene có 2 nguyên tử cacbon và bốn nguyên tử hydro, nguyên tử cacbon không bão hòa. Mỗi nguyên tử cacbon không bão hòa kết hợp một và hai quỹ đạo pi, và một quỹ đạo pi vẫn "thuần khiết", đảm bảo sự tách biệt tối đa các electron orbit kết hợp. Các trục của chúng tạo thành 120 °. Đồng thời, điều kiện tối ưu được tạo ra cho sự chồng chéo của orbitals điện tử. Ba vòng tròn đó của nguyên tử cacbon tạo thành ba liên kết sigma (hai C-H, một C-C). Do đó, phân tử ethylene có năm liên kết sigma, được localized trong một mặt phẳng, tạo thành một góc 120 ° giữa chúng. Các electron P, vẫn còn trong "dạng tinh khiết", tạo thành một mối liên kết khác giữa hai nguyên tử cacbon. Cơ cấu điện tử được mô tả của phân tử ethylene là điển hình cho tất cả các alken. Các hydrocarbon chưa bão hòa nên được xem như các dẫn xuất của ethylene.

Đối với alkenes, có hai loại isomerism - hình học và cấu trúc.

Các đồng phân cấu trúc của alkenes bắt đầu với butene C4H8. Phân biệt và các giống của nó - sự đồng phân của chuỗi (hoặc bộ xương cacbon) và việc đồng phân đôi của liên kết đôi trong chuỗi đó.

Phân tử hình học là do sự phân bố không đều các nguyên tử hydro trong phân tử ethylene đối với mặt phẳng liên kết đôi. Hydrocacbon không bão hòa có các đồng phân cis và trans.

Alkenes trong trạng thái tự do rất hiếm trong tự nhiên. Chúng được tổng hợp bằng phương pháp công nghiệp và phòng thí nghiệm.

Tính chất hoá học của hydrocarbon: alkenes

Chúng được gây ra bởi một liên kết đôi giữa hai nguyên tử cacbon trong phân tử alkene.

Phản ứng hydro hóa

Alkenes dễ dàng phản ứng với hydro. Nó diễn ra trong sự hiện diện của chất xúc tác hoặc khi đun nóng:

CH2 = CH2 = H2-H3C-CH3

Bổ sung halogen hóa hydro

Phản ứng xảy ra theo quy tắc của Markovnikov, nghĩa là, trong quá trình tương tác của hydrogen halogenua với các phân tử không đối xứng, hydro sẽ đi vào vị trí của liên kết đôi, chủ yếu là với nguyên tử cacbon gần đó có nhiều nguyên tử hydro và nguyên tử halogen tới nguyên tử cacbon gần đó có ít nguyên tử hydro hơn hoặc ở tất cả Họ không phải là:

CH 3-CH + CH 2 = HCl-CH 3-CHCl-CH 3.

Việc sử dụng hydrocarbon

Ethane là một loại khí hoà tan trong rượu và không tốt trong nước, dễ nổ.

Chúng chứa nhiều khí nứt (lên tới 20% tổng khối lượng) và khí cốc (khoảng 5%). Trong phòng thí nghiệm, ethylene được sản xuất bằng phương pháp mất nước ethanol và khử etan. Ethylene được sử dụng để sản xuất cồn ethyl, vinyl clorua, ethylbenzene, polyethylene, chất chống đông lạnh (các chất làm giảm điểm đông của nước trong động cơ) và các chất hữu cơ khác . Trong y học và thuốc thú y, ethylene được sử dụng như một loại thuốc gây nghiện, trong trồng cây - để thúc đẩy sự chín quả (cà chua, chanh, vv).

Propylene được sản xuất cùng với ethylene trong quá trình nhiệt phân và nứt các loại nguyên liệu xăng dầu khác nhau. Propylene là một thành phần của nhiên liệu động cơ. Nó được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất polypropylene, isopropylbenzene, rượu isopropyl. Với isopropanol, acetone thu được với isopropylbenzen-acetone và phenol. Propylene được sử dụng như một chất ma túy để tổng hợp acrylonitrile, cumene, butanol, vv