Нүүрс ус дахь хүч. Нүүрс устай холбоотой хүсэл эрмэлзэл
Алкени.
Алкени.
Биндэртэй хамгийн энгийн ханаагүй нүүрс ус бол этилен юм Z 2 N 4.
Этилен бол бага алкеныг үндэслэгч юм. Энэ эгнээнд байгаа аливаа нүүрс усны агуулахыг томъёогоор тодорхойлно Z n N 2n(де n- нүүрстөрөгчийн атомын тоо).
C2H4- этилен,
C3H6- пропилен,
C4H8- бутилен,
C5H10- Амилен,
C6H12- Хексилен
. . . . . . . . . . . . . .
C 10 H 20- Бас децилен.
Эсвэл бүтцийн хувьд:
Бүтцийн диаграммуудаас харахад үндсэн холболтоос гадна алкений молекулууд нь энгийн холбоос үүсгэж чаддаг.
Алкини.
Алкинууд (ацетилен нүүрс ус) нь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд гурвалсан холбоо үүсгэдэг нүүрс ус юм.
Олон тооны алкины өвөг нь этин (эсвэл ацетилен) юм. Z 2 N 2.
Алкинууд нь халал томъёог ашиглан гомологийн цуваа үүсгэдэг CnH2n-2.
Алкины нэрийг ижил төстэй алкануудын нэрнээс "-an" дагаварыг "-in"-ээр сольж өөрчилсөн; Гурвалсан холбоос үүсэхийг араб тоогоор тэмдэглэв.
Алкины гомолог цуврал:
Этин - C2H2,
Пропин - C3H4,
Бутин - C4H6,
Пентин - C 5 H 8та орно.
Байгалийн хувьд алкинууд бараг нэгддэггүй. Тэнгэрийн ван, Бархасбадь, Санчир гаригийн агаар мандалд ацетилен илэрсэн байна.
Алкинууд нь бага зэргийн мэдээ алдуулалт үүсгэдэг. Шүүгч болох нь ховор.
Алкадиени.
Алкадиени(эсвэл зүгээр л Диени) - нүүрс усны молекулуудаар ханадаггүй, хоёр дэд холбоосыг холино.
Алкадиенүүдийн Загал томъёо Z n N 2n-2(Томъёо нь хэд хэдэн алкины томъёотой төстэй).
Zalezhnoe vіd харилцан өргөтгөлДэд шөрмөсний шөрмөсийг гурван бүлэгт хуваадаг.
· Хуримтлагдсан холбогчтой алкадиен (1,2-диен).
Эдгээр нь алкадиен бөгөөд тэдгээрийн молекулуудын холбоо нь нэг холбоогоор тусгаарлагддаггүй. Ийм алкадиенийг цувралынхаа анхны гишүүний нэрээр буга гэж нэрлэдэг.
· Алкадиен (1,3-диен) бэлтгэх.
Үүссэн алкадиенуудын молекулуудад бондууд нь нэг холбоогоор тусгаарлагддаг.
· Тусгаарлагдсан алкадиенүүд
Тусгаарлагдсан алкадиенуудын молекулуудад бондууд нь нэг холбоонд (хоёр ба түүнээс дээш) хуваагддаг.
Эдгээр гурван төрлийн алкадиен нь өдөр тутмын амьдрал болон эрх баригчдаас тодорхой ялгаатай байдаг.
Хүлээн авагчдын хамгийн чухал төлөөлөгчид бутадиен 1.3і Изопрен.
Изопрен молекул нь олон төрлийн замагны нэгдлүүдийн үндэс суурь болдог: байгалийн резин, эфирийн тос, замагны пигмент (каротиноид) гэх мэт.
Ханаагүй нүүрс усны хүч.
ард химийн байгууллагуудХанаагүй нүүрс ус нь хил хязгаараас эрс ялгаатай. Өмхий үнэр нь бүхэлдээ реактив бөгөөд янз бүрийн наалдамхай урвалд ордог. Ийм урвалыг давхар эсвэл гурвалсан холбоогоор холбосон нүүрстөрөгчийн атомуудад атомууд эсвэл атомын бүлгүүдийг нэмснээр үүсдэг. Бондууд олон байвал амархан салж, дахин амархан үүсдэг.
Хүндэтгэсэн эрх мэдэлтэйгээрХанаагүй нүүрс ус гэдэг нь тэдгээрийн молекулууд бие биетэйгээ эсвэл бусад ханаагүй нүүрс усны молекулуудтай нэгддэг гэсэн үг юм. Ийм процессын үр дүнд полимерүүд үүсдэг.
8 Нэмэлт алифатик нэгдлүүдэд бус электрофил ба радикал нэмэх урвалын механизм
9 Байгалийн алкины онцлог
Алкини(өөрөөр бол нүүрс ус дахь ацетилен) - нүүрс ус дахь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд гурвалсан холбоо үүсгэдэг бөгөөд энэ нь анхны томъёогоор ижил төстэй цуваа үүсгэдэг. CnH2n-2. Гурвалсан холболттой нүүрстөрөгчийн атомууд sp-hybridization станцад үүсдэг
Алкинууд нь нэмэлт урвалаар тодорхойлогддог. Хүчтэй электрофил нэмэлт урвалд ордог алкенуудын оронд алкинууд мөн нуклеофилийн нэмэлт урвалд орж болно. Энэ нь нүүрстөрөгчийн атомын цахилгаан сөрөг байдлын үр дүнд үүссэн бондын чухал s шинж чанартай холбоотой юм. Үүнээс гадна гурвалсан холбоо бүхий усны атомын их сулрал нэмэгддэг хүчиллэг хүчорлуулах урвал дахь алкинууд.
10 Алкин дахь нуклеофилийн нэмэлтийн урвалын механизм
Алкин, ацетилений нүүрс усыг нүүрс ус гэж нэрлэдэг бөгөөд эдгээр нь дор хаяж хоёр нүүрстөрөгчийн атом агуулсан молекулуудыг агуулдаг бөгөөд sp-эрлийзжүүлж, нэг нэгээр гурван холбоонд холбогдсон байдаг.
Алкинууд нь 3 n H 2n-2 томьёотой гомолог цуваа үүсгэдэг.
Гомологийн цувралын эхний гишүүн нь ацетилен бөгөөд C 2 H 2 молекулын томъёо, CHºCH бүтцийн томьёотой. Sp-гибридизацийн онцлогийг харахад ацетилений молекул нь шугаман хэлбэртэй байдаг. Хоёр харилцан перпендикуляр хавтгайд тархсан хоёр π-бонд байгаа нь π-бонд тархсан хавтгайн хөндлөн огтлолын шугамын дагуу орлуулагч бүлгийн α-атомуудын тархалтаар илэрдэг. Тиймээс нүүрстөрөгчийн атомуудын холбоог бусад атом эсвэл бүлгүүдтэй холбоход зарцуулсан 180 0 зүсэлтийн доорх шугам дээр нэг нэгээр нь хатуу сунгадаг. Будовагийн алкины молекул дахь гурвалсан холболтын систем нь түүний шугаман Будова гэсэн үг юм.
Алкины молекулуудын өвөрмөц байдал нь гурвалсан холболтын байрлалын изомеризмын үндэс суурь болдог. Нүүрстөрөгчийн араг яснаас үүссэн бүтцийн изомеризм нь тав дахь гомологийн цувралын гишүүнээс эхэлдэг.
1. Гурвалсан бондын байрлалын изомеризм. Жишээлбэл:
2. Бүтцийн изомерууд. Жишээлбэл:
Гомологийн цувралын анхны гишүүн нь "ацетилен" гэсэн өчүүхэн нэртэй байдаг.
Рационал нэршлийн дагуу ацетилен нүүрс усыг ацетилентэй төстэй гэж үздэг, жишээлбэл:
IUPAC нэр томъёоны дагуу алкины нэрийг "ан" дагаварыг "in"-ээр сольж тогтоодог. Толгойн ланцетыг гурав дахь холболт нь дууссан байхаар сонгосон. Нүүрстөрөгчийн атомын дугаарлалт нь Ланкзугийн төгсгөлөөс эхлээд хамгийн ойрын гурвалсан холбоо хүртэл эхэлдэг. Молекулд дэд холбоос ба гурвалсан холбоос байдаг тул дэд холбоос нь бага тоотой байдаг. Жишээлбэл:
Гурав дахь холбоос нь терминал (жишээлбэл, пропин) эсвэл "дотоод", жишээлбэл, 4-метил-2-пентин байж болно.
Эвхэх үед -CCH радикалыг "этинил" гэж нэрлэдэг.
Уурлах аргууд.
2.1 Садар самуун аргууд.
Аж үйлдвэрийн сэтгэлгээнд ацетилен давамгайлдаг. Ацетилен авах хоёр арга бий.
Ацетиленийг зайлуулах карбидын арга
Ацетиленийг анх 1862 онд Фридрих Вёлер карбидын аргыг ашиглан бүтээжээ. Карбидын аргыг бий болгосноор ацетилен, түүний дотор органик нийлэгжилтэнд хүчил болгон өргөн тархсан. Өнөөг хүртэл карбидын арга нь ацетилений үйлдвэрлэлийн үндсэн процессуудын нэг юм. Энэ арга нь хоёр урвалыг агуулдаг:
Этилен ба метаны пиролиз
Маш өндөр температурт этилен ба метаны полилиз нь ацетиленийг зайлуулахад хүргэдэг. Эдгээр тохиолдолд ацетилен нь термодинамикийн хувьд тогтворгүй байдаг тул пиролизийг маш богино хугацаанд нэг цагийн (зуун секунд) хийх ёстой.
Ацетиленийн термодинамик тогтворгүй байдал (шахсан үед судал нь хавагнадаг) нь дараахь элементүүдээс үүсэх дулааны өндөр эерэг утгын үр дүнд үүсдэг.
Энэ хүч нь ацетиленийг хэмнэх, түүнтэй ажиллахад хүндрэл үүсгэдэг. Аюулгүй байдал, өршөөлийн аюулгүй байдлын үүднээс ацетилен хэрэглэх нь хэрэглэхэд хялбар бөгөөд түүний хүчийг ашиглахад хялбар байдаг. Шингэн ацетилен нь ацетонд уусдаг. Ацетон дахь ацетилений концентрацийг уушгинд эсвэл идэвхтэй вугиллагаар бүрсэн цилиндрт хадгалдаг. Ийм оюун ухаан хэмнэх нь хангалттай чичиргээний боломжоос зайлсхийдэг.
Лабораторийн аргууд
Лабораторийн оюун ухаанд ацетилен ба нүүрс ус нь хоёр замтай байдаг.
1. Ацетилентэй алкилизаци хийх.
2. галогенжүүлсэн нүүрсустөрөгчийг (баялаг) галогенжүүлсэн алкануудын талбайгаас салгах.
Дигалид ба галогеналкений дегидрогалогенжилт.
Карбонилийн нэгдлүүдээс (1) викоритик геминалууд болон алкенуудаас (2) үүсдэг вициналь дигалогенидыг авч үзье. Жишээлбэл:
Согтууруулах ундаа байгаа тохиолдолд дегидрогалогенжих урвал хоёр үе шаттайгаар явагдана.
Дунд зэргийн температурт (70-80 0 С) урвал нь винил галидыг хадгалах үе шатанд зогсдог. Урвал хатуу биетэд (150-200 0 С) явагддаг тул эцсийн бүтээгдэхүүн нь алкин юм.
Физик хүч.
Алкины физик хүч нь алкений физик хүчтэй төстэй. Алкинууд нь хайлах, буцалгах температур өндөртэй байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Терминал алкинууд нь хайлах, буцалгах цэгүүд бага, дотоод цэгүүд нь бага байдаг.
Химийн хүч.
Галогенжүүлсэн
Электрофилийн нэмэлт(Ad E) галоген: хлор, бром иодыг хөрвөх чадвар багатай ацетилен хүртэл, бага олефин хүртэл. Энэ үед тэд дүр эсгэж байна транс- Дихалоалкенууд. Цаашид галоген нэмэх нь бүр бага нягтралтай байдаг:
Жишээлбэл, төвийн хүчилд 1,1,2,2-тетраброметаны уусгасан этилен дээр бром нэмэх:
Ацетиленд бром нэмэх урвалын механизм:
1. π-цогцолборын гэрэлтүүлэг:
2. Цикл бромын катион үүсэх шингэнийг хязгаарлах үе шат:
3. Цикл бромын катион дээр бромидын ион нэмэх:
Гидрогалоген банн
Алкенууд нь усан хлорид ба усан бромидтой алкенуудтай адил урвалд ордог. Галогенжүүлсэн нүүрсустөрөгчийг ацетилен нүүрсустөрөгчид Марковниковын дүрмийн дагуу хоёр үе шаттайгаар нэмнэ.
Ийм урвалын хурд нь алкентай холбоотой урвалаас 100-1000 дахин бага байдаг. Энэ процесс нь монобромидын үе шатанд үргэлжилж магадгүй юм. Галоген атомыг нэвтрүүлэх нь холбогч бодисын урвалын хурдыг бууруулдаг.
Гидрогалогенжих урвалын механизмыг дараах диаграмаар дүрсэлж болно.
1. Эхний шатанд π-цогцолбор бий болно.
2. Завсрын карбокаци үүсэх. Энэ үе шат дүүрэн байна (хязгаарлах шингэн):
Энэ үе шатанд үхрийн холбогч бодисын нэг нүүрстөрөгчийн атом sp 2 эрлийзжилтэд ордог. Нөгөө нь sp-эрлийзжих төлөвт алдагдаж, хоосон p-орбитал болно.
3. Гурав дахь шатанд өөр шатанд үүссэн бромидын ион нь карбокатонд хурдан нийлдэг.
Суллагдсан бромоалкены өөр усан бромидын молекултай харилцан үйлчлэл нь алкенуудын хувьд анхдагч механизмаар дамждаг.
Пероксидын тусламжтайгаар Карашийн хэт ислийн нөлөөнөөс зайлсхийдэг. Урвал нь радикал механизмын дагуу явагддаг. Үүний үр дүнд Марковниковын дүрмийн дагуу бромын усыг алкинд нэмнэ.
Чийгшүүлэх (эсвэл Кучеровын урвал)
Алкинууд нь мөнгөн ус (II) сульфат агуулахад ус нэмдэг. Ацетилен үүсэх үед үүссэн альдегид нь:
CH 2 = CH ханаагүй радикалыг винил гэж нэрлэдэг. Ацетиленийг чийгшүүлэх урвал нь ханаагүй винил спирт эсвэл энолын үе шатаар дамждаг бөгөөд энэ нь sp 2 эрлийзжих явцад гидроксил бүлэг нь нүүрстөрөгчийн атомтай холбогддог. Элтковын дүрмийн дагуу ийм бүтэц нь тогтворгүй бөгөөд карбонилийн хагас нь изомержсон байдаг.
Ривновазад энол ба карбонилийн нэгдлүүд олддог. Энол ба карбонилийн нэгдлүүдийн кето-энол таутомеризм эсвэл кето-энол таутомерийн нэгдэл гэж нэрлэгддэг харилцан үйлчлэл. Энэ тэгшитгэлд оролцогчдыг атомын усан дахь байрлал болон бондын үржвэрээр хуваана.
Ацетилений гомологуудад Марковниковын дүрмийн дагуу ус нэмнэ. Ацетилен ба кетон гомологуудыг чийгшүүлэх бүтээгдэхүүн:
Винилування.
Винилийн эфирийн уусмалын ацетилен ба спирттэй урвалд орохыг мөн винилжих урвал гэж нэрлэдэг. Эдгээр хариу үйлдэл үзүүлэхээс өмнө:
1. Ацетилен хлорид руу ус нэмэх:
2. Зэсийн давстай үед ацетиленд цианы хүчил нэмэх:
3. Фосфорын хүчлийн оролцоотойгоор ацетиленд оксидын хүчлийг нэмэх:
Гидравлик банн
Гетероген катализын уусмалд алкинууд нь алкенуудтай ижил төстэй байдлаар ус нэмдэг.
Усжилтын эхний үе шат нь бусадтай харьцуулахад илүү экзотермик (илүү их дулаан ялгаруулдаг) бөгөөд энэ нь ацетилен дэх энергийн нөөц их, этилен дэх энерги бага байдагтай холбоотой юм.
Гетероген катализаторын хувьд алкеныг устөрөгчжүүлэхэд цагаан алт, палладий, никель ашигладаг. Түүнээс гадна алкений устөрөгчжилт нь алкины устөрөгчжилтөөс хамаагүй хурдан явагддаг. Алкены устөрөгчжих процессыг хурдасгахын тулд "халдваргүйжүүлсэн" катализаторыг ашиглана. Палладийд хар тугалганы исэл эсвэл ацетат нэмснээр алкений устөрөгчжүүлэлтийн шингэнийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Хатуурах хүртэл хар тугалганы давс нэмсэн палладий дээр чийгшүүлнэ cis-олефин. Ховор аммиак дахь металл натри бүхий устөрөгчийг бүрэн гүйцэд болтол гүйцэтгэнэ транс-олефин.
Исэлдэлт.
Алкенууд нь алкенууд шиг гурвалсан холболтын дараа исэлддэг. Исэлдэлт нь гурван давхар холбогч болон гэрлийн гүн тэсрэлтээр хатуу ширүүн оюун ухаанд үргэлжилдэг карбоксилын хүчил. Олефины исэлдэлттэй төстэй. Калийн перманганатыг халах эсвэл озоноор исэлдүүлэх арга:
Исэлдсэн терминалын алкен ба алкинуудаас исэлдэлтийн бүтээгдэхүүний нэг нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл гэдгийг анхаарна уу. Энэ алсын харааг нүдээр харж, дотоод даралтгүй хэсгүүдээс терминалуудаас харж болно. Үлдсэн хэсгүүд нь исэлдэх үед Нүүрстөрөгчийн давхар исэлБолгоомжтой байж болохгүй.
Полимержилт.
Нүүрс ус дахь ацетилен хэд хэдэн чиглэлд полимержихээс өмнө:
1. Ацетилен нүүрсустөрөгчийн циклотримержилт, идэвхтэй вугилл ( Зелинскийн хэлснээр ) эсвэл никель дикарбонил ба фосфорорганик хагас дамжуулагчтай нийлмэл катализатор ( Реппи ). Zocrem нь ацетиленээс гаргаж авсан бензол агуулдаг.
Никель цианид байгаа тохиолдолд ацетилен нь циклотетрамержилтыг харуулдаг.
Зэсийн давс байгаа тохиолдолд ацетилений винилацетилен ба дивинилацетилентэй шугаман олигомержилт ажиглагдаж байна.
Нэмж дурдахад алкиныг полиен бэлтгэх замаар полимержихээс өмнө үйлдвэрлэдэг.
Орлуулах урвал.
төмөр хийц
Төгсгөлийн трибонд үүсгэдэг маш хүчтэй алкины суурьтай үед тэдгээр нь ионжуулж, ацетиленид гэж нэрлэгддэг давс үүсгэдэг. Ацетилен нь хүчтэй хүчил болон сул хүчил, түүний давстай урвалд ордог.
Чухал металлын ацетиленид, зэсийн исэл, мөнгөн ус, вибухи хүчил.
Ацетиленидын агуулахад агуулагдах алкины анионууд (эсвэл ионууд) нь хүчтэй нуклеофиль юм. Энэхүү хүч нь викристаны галоалкилээс ацетиленийн гомологуудыг зайлуулах органик синтезээс олдсон.
Ацетилентэй ижил төстэй урвалыг терминал три-холбогч үүсгэдэг бусад алкины хувьд хийж болно.
Ацетилен эсвэл терминал алкины гомологуудыг өөр аргаар эмчилж болно. Z vikoristannyam гэж нэрлэдэг Йоцичийн урвалж. Yotsich-ийн урвалжийг зайлуулна Grignard урвалж :
Өндөр туйлттай апротик бодисууд эсвэл ховор аммиакийн дунд Йоцичийн урвалжийг устгах нь бусад алкилгалогенидтэй харилцан үйлчлэлцдэг.
Хүснэгт 2
Полиметилбензолын суурь чанарыг тэнцүүлэх (хүснэгт 1-ийн өгөгдлийн дагуу) ба шингэн шингэнтэй цогцолборуудын тогтвортой байдал, тэдгээрийн бромжилт (85% отитын хүчилд Br 2) ба хлоржуулалт (отик хүчил дэх Cl 2) 25 ° C. Стандартын дагуу. Нэг өдөр бид бензол авсан.
| lg (К арен/К бензол) | ||||
| Бензолын цагирагыг хамгаалагчид | HCl (pK) агуулсан цогцолборуудын бат бөх чанар | Аренийн үндсэн шинж чанар pK a (Хүснэгт 1) | бромтой урвалд оруулах | хлортой урвалд оруулах |
| аль нь ч биш | ||||
| CH 3 | 0.18 | 2.9 | 2.78 | - |
| 1,2-(CH 3) 2 | 0.26 | 3.9 | 3.72 | 3.62 |
| 1,3-(CH 3) 2 | 0.31 | 6.0 | 5.71 | 5.6 |
| 1,4-(CH 3) 2 | 0.22 | 3.5 | 3.4 | 3.3 |
| 1,2,3-(CH 3) 3 | 0.38 | 6.4 | 6.22 | 5.9 |
| 1,2,4-(CH 3) 3 | 0.35 | 6.3 | 6.18 | 5.84 |
| 1,3,5-(CH 3) 3 | 0.42 | 8.8 | 8.28 | - |
| 1,2,3,4-(CH 3) 4 | 0.43 | 7.3 | 7.04 | - |
| 1,2,3,5-(CH 3) 4 | - | 9.3 | 8.62 | 8.68 |
| 1,2,4,5-(CH 3) 4 | - | 7.0 | 6.45 | - |
| (CH 3) 5 | 0.44 | 9.6 | 8.91 | 8.86 |
Хүснэгт 2-ын өгөгдлөөс харахад метилийн бүлгүүдийг нэвтрүүлэхтэй зэрэгцэн бромжуулах, хлоржуулах урвалын хурд нь талбайн суурь чанар нэмэгдэхтэй зэрэгцэн нэмэгдэж байгааг харуулж байна (Зураг 2). Энэ нь цогцолбор нь судалж буй урвалын шилжилтийн үе шатны үндсэн загвар юм гэсэн үг юм.
Үүний зэрэгцээ HCl-тэй аренийн нэгдлүүдийн тогтвортой байдал нь метил орлуулагчдын тооноос ч бага байдаг бол хлоржуулах, бромжуулах шингэний чанар 108 дахин нэмэгддэг. Тиймээс цогцолбор нь эдгээр урвалын шилжилтийн төлөвийг загварчлах боломжгүй юм.
1, 2-р үеийн зуучлагч 14
1-р төрлийн реентрант нь бензолын цагирагийн электрон нягтыг нэмэгдүүлж, орлоогүй бензолтой тэнцүү электрофиль орлуулах урвал дахь түүний идэвхийг нэмэгдүүлдэг.
1-р төрлийн чиглүүлэгчдийн дунд онцгой байрыг галогенууд эзэлдэг бөгөөд энэ нь электрон хүлээн авагчийн хүчийг илтгэдэг: -F(+M)<–I), -Cl (+M<–I), -Br (+M<–I).
Орто-пара-ориентантууд тул электрофил орлуулалтыг нэмэгдүүлдэг. Үүний шалтгаан нь электрон сөрөг галоген атомуудын хүчтэй -I-үр нөлөө бөгөөд энэ нь цагирагийн электрон нягтыг бууруулдаг.
2-р төрлийн Orientanti (meta-orientanti) нь хамгийн чухал мета-байрлалыг солиход чиглэгддэг.
Тэдний өмнө электрон хүлээн авагчийн бүлгүүд байдаг:
NO2 (-M, -I); -COOH (-M, -I); -CH=O (-M, -I); -SO3H(-I); -NH3+ (-I); -CCl3 (-I).
2-р төрлийн чиглүүлэгч нь бензолын цагираг дахь электрон нягтыг, ялангуяа орто ба пара байрлалд өөрчилдөг. Тиймээс электрофил нь эдгээр байрлалаас дээш байрлах нүүрстөрөгчийн атомууд болон электрон нягтрал нь бага зэрэг их байдаг мета байрлалууд руу дайрдаг.
өгзөг:
2-р зэргийн чиг баримжаа олгох
Бензолын цагирагийн электрон хүчийг өөрчилдөг 2-р төрлийн бүх чиглүүлэгч нь электрофиль орлуулах урвалд түүний идэвхийг бууруулдаг.
Иймд хагас цохилтыг электрофилээр орлуулах хялбар байдал (өгзөг гэх мэт заагч) дараах цувралд харилцан адилгүй байна.
толуол C6H5CH3 > бензол C6H6 > нитробензол C6H5NO2.
эхний төрөл - OH, OR, OCOR, SH, SR, NH2, NHR, NR2, ALKYLI, HALOGEN. өөр төрөл - SO3H, NO2, COOH, COOR, CN, CF3, NR3, CHO. радикал бүх зүйлд де Р- швидше
15 Бензолын цагираг, баялаг цөмийн үнэрт систем дэх чиг баримжаа олгох дүрэм
Хамгийн чухал албан тушаалтан, молекулын анхны химийн хүч нь түүний электрон бодисын нэг хэсэг юм. Хуваалтын мөн чанар нь атомуудын харилцан урсгалд оршдог.
s-холбогдоогүй молекулуудад атомуудын харилцан урсгал нь индуктив нөлөөгөөр явагддаг. Эдгээр системээр үүсгэгдсэн молекулууд нь мезомер нөлөө үзүүлдэг.
p-холболтын системийг хүлээн авснаар дамждаг орлуулагчдын урсгалыг мезомерийн (M) эффект гэж нэрлэдэг.
Бензолын молекул дахь p-электрон масс нь үйлдвэрлэлийн хурдаар бүх нүүрстөрөгчийн атомуудад жигд тархсан байдаг. Хэрэв та ямар нэгэн төрлийн хамгаалагчийг бензолын цагирагт оруулбал энэ жигд тархалт устаж, цагираг дахь электрон нягтын дахин хуваарилалт үүснэ. Өөр нэг зуучлагч бензолын цагираг руу орох газрыг аль хэдийн илэрхий зуучлагчийн шинж чанараар заадаг.
Хамгаалагчдыг үзүүлэх нөлөөгөөр (мезомик эсвэл индуктив) хоёр бүлэгт хуваадаг: электрон донор ба электрон хүлээн авагч.
Электрон хандивлагч зуучлагч нь +M ба +I нөлөөг үзүүлж, хүлээн авагч системийн электрон нягтыг нэмэгдүүлдэг. Тэдний өмнө гидроксил бүлэг -OH ба амин бүлэг -NH 2 байдаг. Эдгээр бүлэгт хуваагдаагүй хос электронууд нь бензолын цагирагийн p-электрон систем ба үүссэн системийн ихэнх хэсгийг хослуулснаас үүсдэг. Үүний үр дүнд электрон нягтрал нь орто ба пара байрлалд төвлөрдөг.
Алкил бүлгүүд нь хатуу биеттэй ижил хувь заяаг хуваалцаж чадахгүй, эс тэгвээс тэдгээр нь +I-нөлөөллийг харуулдаг бөгөөд энэ нь p-электрон өтгөрүүлэгчийг ижил төстэй дахин зохион байгуулахад хүргэдэг.
Электрон хүлээн авагч орлуулагч нь -M эффектийг үзүүлж, үүссэн системийн электрон нягтыг бууруулдаг. Тэдний өмнө нитро бүлэг -NO 2, сульфо бүлэг -SO 3 H, альдегид -CHO ба карбоксил -COOH бүлгүүд байна. Эдгээр өмгөөлөгчид бензолын цагираг бүхий нууц системийг бий болгодог боловч нууц электрон харанхуйг олон бүлгүүд сольдог. Ийм байдлаар бөгжний гадаад электрон хүч чадал өөрчлөгдөж, мета байрлалд хамгийн бага өөрчлөгддөг.
Гадаргуугийн галогенжүүлсэн алкил радикалууд (жишээлбэл, CCl 3) нь -I нөлөө үзүүлж, цагирагийн электрон нягтыг бууруулдаг.
Бензолын цагираг дээрх чухал шууд орлуулалтын хэв маягийг чиг баримжаа олгох дүрэм гэж нэрлэдэг.
+I-үр нөлөө эсвэл +M-нөлөөллийг харуулсан хөндлөнгийн оролцогчдыг бензолын цагирагийн орто- болон пара-байрлалд электрофилик орлуулалттай байдаг бөгөөд тэдгээрийг эхний төрлийн зуучлагч (орнентапт) гэж нэрлэдэг.
CH 3 -ВИН -NH 2 -CI (-F, -Br, -I)
+I +M,-I +M,-I +M,-I
Бензолын цагирагийн мета-байрлалд шууд электрофил орлуулалттай -I эсвэл -M-нөлөөлтэй зуучлагчдыг өөр төрлийн зуучлагч (орнентапт) гэж нэрлэдэг.
S0 3 H -CCl 3 -M0 2 -COOH -CH=O
- М-И-М,-И-М-М
Жишээлбэл, эхний гэр бүлийн хамгаалагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг толуол нь нитратжуулж, пара-ба ортопозид исгэж байна:
Өөр төрлийн хамгаалагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг нитробензолыг нитратжуулж, мета-байрлал болгон исгэж байна.
Бензолын цагирагийн урвалд чиглүүлэх үйлдлээс гадна хөндлөнгийн оролцоо нэмэгддэг: 1-р төрлийн чиглүүлэгч (галогенээс гадна) нь өөр хөндлөнгийн оролцоог хөнгөвчлөх болно; 2-р төрлийн чиглүүлэгчид (болон галоген) үүнийг бүрдүүлдэг.
Застосування. Үнэртэй нүүрс ус нь үнэ цэнэтэй бодисыг нэгтгэх хамгийн чухал түүхий эд юм. Бензолоос бид фенол, анилин, стирол, фенол-формальдегидийн давирхай, барбер, полистирол болон бусад олон чухал бүтээгдэхүүнийг гаргаж авдаг.
16 Нэршил, изомеризм, спирт, фенол
Нүүрс ус дахь галогентэй төстэй бодисууд нь нүүрс ус дахь усны атомыг галоген атомуудаар орлуулах бүтээгдэхүүн юм: фтор, хлор, бром, иод. 1. Энэ нь нүүрстөрөгчийн атомтай нэг холбоогоор холбогдсон галогентэй төстэй галоген атомуудын ангилал юм. Бусад органик нэгдлүүдийн нэгэн адил галогентэй төстэй нэгдлүүдийг бүтцийн томъёогоор илэрхийлж болно: брометан (этил бромид).Нүүрс усны төрөл (алифатик, алициклик, үнэрт) 2) галоген атомын тоогоор; 3) нүүрстөрөгчийн атомын төрлөөс хамааран атомыг галогенд нэмэх хүртэл: анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч галогентэй төстэй. 2. Нэршил IUPAC нэршлийн дагуу галогенийн нэрийг төхөөрөмжид зааж өгсөн болно. Дугаарлах нь молекулын галоген атомтай хамгийн ойр байрлах төгсгөлөөс эхэлдэг. Дэд болон гурвалсан холбоо байдаг тул вин нь галоген атомыг биш харин дугаарлалтын толгойг заана: 3-бромопропен 3-метил-1-хлорбутан 3. Изомеризм Бүтцийн изомеризм: Завсруулагчдын байрлалын изомеризм 2- бромбутан 2-метил-1-хлоропропан Сансрын изомеризм: Стереоизомеризм нь нэг нүүрстөрөгчийн атомд дөрвөн өөр хамгаалагч байх (энантиомеризм) эсвэл дэд нэгдэлд өөр өөр хамгаалагчид байх замаар илэрч болно, жишээлбэл: транс-1,2-дихлорэтилен cis. - 1,2-дихлорэтен 17. Хоол тэжээл: Нүүрс ус дахь галоген агуулсан нэгдлүүд: физик, химийн хүч. Физик ба биологийн хүч Хайлах ба буцалгах цэгүүд цуваагаар хөдөлдөг: R-Cl, R-Br, R-I, түүнчлэн радикал дахь нүүрстөрөгчийн атомын тоо ихтэй: Алкил галидын буцлах температурын тооноос хамаарах хамаарал. хлор-, бром-, иодоалкануудын ланц дахь нүүрстөрөгчийн атомууд Галоген төст болон гидрофобик бодисууд: өмхий үнэр нь усанд муу уусдаг ба туйлшралгүй гидрофобик бодисуудад сайн уусдаг. Сайн дистрибьютер болох галоген шиг олон використууд байдаг. Жишээлбэл, метилен хлорид (CH2Cl2), хлороформ (CHCl3), нүүрстөрөгчийн хлорид (CCl4) нь тос, өөх тос, эфирийн тосыг устгахад ашиглагддаг. Химийн хүч Нуклеофилийн орлуулалтын урвал Галоген атомууд нь сул байж болох ба тэдгээрийг янз бүрийн нуклеофилийн нийлэгжилтэд ашигладаг янз бүрийн нуклеофилээр сольж болно.Тэдгээрийн нэг нь: эдгээр процессоор нуклеофил (энэ тохиолдолд OH-) нүүрстөрөгч рүү дайрдаг. атом, түүнтэй аажмаар холбоо үүсгэдэг; Нэг цаг тутамд C-Br бонд алхам алхмаар задардаг. SN2 урвалын үед урвалын шингэн чанар нь нуклеофил ба субстратын аль алиных нь концентрацаас хамаарна: v = k [S] v - урвалын шингэн чанар, k- урвалын шингэний тогтмол байдал [S] - субстратын концентраци (энэ тохиолдолд алкил галоген иду – нуклеофилийн концентраци Гуравдагч алкилгалогенийн үед нуклеофилийн орлуулалт нь SN1-ийн мономолекул нуклеофилийн орлуулалтын механизмын дагуу явагдана: терт-бутанол терт-бутил хлорид. SN1 дэд хэсэгт концентраци урвал v = k [S] байна. Ийм механизмын цаана Багати-или випади дахь нуклеофилийн тархалтын урвал байдаг. Суурь (B :) нь карбокатоны протоныг ууссан бүтээгдэхүүн – алкентай холбодог: Механизм E1 Субстрат карбокацийн бүтээгдэхүүн Механизм Е2. Ямар төрлийн усжилтын протон ба галидын ионууд синхрон, дараа нь нэгэн зэрэг явагддаг: Фреони (хөргөлтийн бодис) нь хөргөгч, түлш, хөөс үүсгэгч бодис хэлбэрээр үүсдэг төвлөрсөн алифат фторжуулсан нүүрсустөрөгчийн бүлгийн техникийн нэр юм. Мөн физик хүчийг бүтээгчид. - барзгар хий, шингэн, үнэргүй. Энэ нь туйлын бус органик үйлдвэрлэгчдэд сайн боловч туйлын ургамалд үнэхээр муу байдаг. Vikoristannya сарлаг robochya rechovina - хөргөлтийн төхөөрөмж дэх хөргөлтийн бодис. Сарлагийн суурь, scho vishtovhuє, хийн саванд. Аэрозоль үүсгэхийн тулд үнэртэй ус, анагаах ухаанд ашигладаг. Энэ нь аюултай объектуудад (жишээлбэл, цахилгаан станц, хөлөг онгоц гэх мэт) гал унтраагуурт ашиглагддаг. Химийн хүч Фреони нь химийн уусмалд аль хэдийн идэвхгүй байдаг тул салхинд шатдаггүй, чичиргээгүй үед зуухыг асаах хэрэгтэй. нээлттэй хагастай харьцах. Гэсэн хэдий ч фреоныг 250 хэмээс дээш халаахад анхны хөнгөн дайны үед дайны хог хаягдал гэж нэрлэгддэг фосген COCl2 зэрэг хаягдал бүтээгдэхүүн хүртэл үүсдэг. CFH3 fluorometan CF2H2 difluorometan CF3H triflorometan CF4 тетрафторметан, гэх мэт. 17 хоол тэжээл.Галогенээс гаралтай анхилуун үнэрт нүүрс ус ба тэдгээрт суурилсан пестицидийн талаархи ерөнхий мэдэгдэл. Спирт ба фенол: ангилал, будова……. Үнэрт нүүрсустөрөгч (ARENI). Үнэрт нүүрсустөрөгчийн ердийн төлөөлөгчид нь бензолтой төстэй байдаг. Эдгээр нь карбоциклик нэгдлүүд бөгөөд молекулуудад ялангуяа бензол эсвэл үнэрт цөм гэж нэрлэгддэг зургаан нүүрстөрөгчийн атомын цикл бүлэглэлүүд байдаг. Үнэрт нүүрс усны байгалийн томъёо нь CnH2n-6 юм. C6H6 нь бензол гэж нэрлэгддэг. Фенол нь молекулууд нь бензолын цагираг дахь нүүрстөрөгчийн атомуудтай шууд холбоотой гидроксил бүлэг (-OH) агуулсан үнэрт нүүрс ус юм. Фенолын ангилал Нэг, хоёр, гурван атомт фенолыг молекул дахь OH бүлгийн тоогоор нь ангилдаг: Изомеризм ба фенолын нэршил.2 төрлийн изомеризм боломжтой: бензолд цагираггүй зуучлагчдын байрлалын изомеризм) -ВИН, гидроксил бүлэг буюу гидроксил гэж нэрлэдэг. Молекулд агуулагдах гидроксил бүлгүүдийн тоогоор спиртийг моноатом (нэг гидроксил), хоёр атом (хоёр гидроксил), триатом (гурван гидроксил) ба баялаг гидрокси гэж хуваадаг. МОНАТОМЫН АРХИ Томьёо: CnH2n+1-OH Хамгийн энгийн төлөөлөл: МЕТАНОЛ (модны спирт) CH3OH – ридина (буцлах температур = 64.5; хайлах температур = -98; ρ = 0.793 г/см3) Метанол CH3OH-ийг ацетальдидын эх үүсвэр болгон ашигладаг. нийт Этанолоос хүчил зайлуулах: глюкозын исгэх C6H12O6 мөөгөнцрийн → 2C2H5OH + 2CO2 · алкены гидратжуулалт CH2=CH2 + HOH t,kat-H3PO4→ CH3-CH2-OH Спиртийн хүч: : 2CH3OH + 3O2CO2 →O2 +H +4 Q
17 Спирт, фенолын хүчиллэг хүч
Фенолын хүчлийн хүч
Фенол нь спирттэй төстэй байдгаас үл хамааран өмхий үнэр нь хүчтэй хүчил, доод спиртээр баялаг байдаг. Тэнцвэржүүлэхийн тулд бид фенол (10.00), циклогексанол (18.00) -ийн хувьд 25 градусын усны pK утгыг тодорхойлно. Эдгээр өгөгдлүүд нь фенолууд нь хүчиллэг байдлын дарааллаар архинаас илүү байгааг харуулж байна.
Спирт ба фенолын диссоциаци нь урвуу үйл явц бөгөөд түүний тэнцвэрт байдал нь бүтээгдэхүүн ба гаралтын хоорондох нийт энергийн G ялгааны хэмжээгээр тодорхойлогддог. Субстратын хүчил-суурь тэнцвэрт дусаахыг тодорхойлохын тулд хүчиллэг ROH ба үүссэн RO- суурьтай энергийн зөрүүг тооцоолох шаардлагатай. Бүтцийн хүчин зүйлүүд нь суурь RO, доод хүчлийн ROH-ийг тогтворжуулахад диссоциацийн тогтмол хэмжээ нэмэгдэж, pKa өөрчлөгдөнө. Гэсэн хэдий ч бүтцийн бодисууд нь илүү том суурьтай хүчлийг тогтворжуулдаг тул хүчиллэг нь өөрчлөгддөг. Гол урсаж байна. Фенол ба циклогексанол нь зургаан гишүүнтэй цагирагтай бөгөөд бүтцийн хувьд ижил төстэй боловч фенол нь циклогексанолтой нийлсэн OH-хүчилээс 10 8 дахин хүчтэй байдаг. Энэ ялгаа нь O-феноксидын ионуудын агуу +M нөлөөгөөр тайлбарлагддаг. Циклогексанолын спиртийн ионы хувьд зөвхөн хүчиллэг атом дээр байрлах сөрөг цэнэг нь феноксидын ионтой харьцуулахад спиртийн ионы тогтвортой байдал бага байна гэсэн үг юм. Феноксидын ионыг ердийн орчны ионуудад нэмдэг, учир нь Энэ нь бензолын цагирагийн орто-пара байрлалд байгаа хүчил ба нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондын задралын сөрөг цэнэг юм. Тиймээс феноксидын ионуудын хувьд нуклеофилийн хувьд шинж чанар нь зөвхөн хүчиллэг атомаас гадна бензолын цагирагийн ортопара байрлал дахь нүүрстөрөгчийн атомаас үүдэлтэй байдаг. Бензолын цагирагт фенолын хүчиллэг байдлын талаар хамгаалагч дусаах нь тэдний электрон нөлөөг олж илрүүлэхэд таатай байна. Электрон донор орлуулагч нь фенолын хүчиллэг хүчийг бууруулж, электрон хүлээн авагч орлуулагчийг нэмэгдүүлдэг. Хүснэгт 1 ба 1а-д 25 ° C-ийн усан дахь зарим фенолын хүчиллэг байдлын талаархи мэдээллийг өгсөн болно.
Хүснэгт 1.
25 хэмийн усан дахь орто, мета ба пара орлуулсан фенолын pK утга
| Зуучлагч | орто | мета | хос |
| Х | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
| CH 3 | 10.29 | 10.09 | 10.26 |
| C(CH 3) 3 | 10.62 | 10.12 | 10.23 |
| C6H5 | 10.01 | 9.64 | 9.55 |
| OCH 3 | 9.98 | 9.65 | 10.21 |
| COOC 2 H 5 | 9.92 | 9.10 | 8.34 |
| Ф | 8.73 | 9.29 | 9.89 |
| Cl | 8.56 | 9.12 | 9.41 |
| Br | 8.45 | 9.03 | 9.37 |
| I | 8.51 | 9.03 | 9.33 |
| HCO | 8.37 | 8.98 | 7.61 |
| CN | 6.86 | 8.61 | 7.97 |
| ҮГҮЙ 2 | 7.23 | 8.36 | 7.15 |
Хүснэгт 1a
Төрөл бүрийн полиорлуулсан фенол ба нафтолуудын pK-ийн утга
18 Спирт, фенол дахь Se урвал
19 Спирт, фенол дахь Sn2 урвал
20 Фенол ба үнэрт спирт дэх бензолын цагирагийн урвал
21 Нэршил, изомеризм, карбонилийн нэгдлүүд
Отримання
Титэм эфир нь дихалоалкан эсвэл диэстерийн конденсацийг агуулдаг. P-тетрагидрофуран дахь полиэтилен гликол бүхий толуенсульфон хүчил, 1,4-диоксан, диметоксиетан, диметил сульфоксид, үрнэ-суурь (гидрид, гидроксид, карбонат) байгаа бутанолууд; Металлын гидроксидын гидроксидын дэргэд диоксан, диглим эсвэл тетрагидрофуранд полиэтилен гликолын монотосилатын молекул доторх циклизаци, түүнчлэн i BF 3 ба нугын металлын борофлуоридын агууламжтай этилен ислийн цикло-олигомержилт.
Азакроны эфирүүд нь амин бүлгүүдээр хэсэгчлэн хамгаалагдсан дикарбоксилын хүчлийн хлоридтой полиаминуудын аль нэгийг ацилахаас сэргийлж, ууссан макроциклик диамидын цаашдын өөрчлөлтийг хийдэг; металлын гидрид эсвэл гидроксидын дэргэд дитосилдиаминыг дигалогентэй төстэй эсвэл гликолын дитосилатуудтай алкилизаци.
Ти-титэм эфирүүд нь полиэтилен гликолын аналогуудтай ижил титэм эфирүүд эсвэл орлуулагчтай байх үед дигалогенид эсвэл дитосилатуудтай алкилжүүлсэн дитиолуудтай ижил аргаар харилцан үйлчилдэг.
Застосування
Титэм эфирийг металл, түүний дотор газрын ховор элементийг баяжуулах, цэвэршүүлэх, нөхөн сэргээхэд ашигладаг; нуклид, энантиомеруудын дэд бүлгийн хувьд; эмийн эм, антидот, пестицид гэх мэт; ион сонгох мэдрэгч ба мембраныг бий болгох; анионуудтай холбоотой урвалын катализаторын хувьд.
Тетракроны эфир нь бүх атом ба хүчил нь азотоор солигддог циклен бөгөөд соронзон резонансын дүрслэлд тодосгогч бодисоор илэрдэг.
Алкени.
Алкени.Молекул нь нэг дэд холбоос агуулсан нүүрс усаар ханадаггүй.
Бүх органик ярианы үндэс нь нүүрстөрөгч ба ус гэсэн хоёр элементээс бүрддэг нэгдлүүд юм. Ийм энгийн өмхий үнэрээс болж тэд нүүрс ус гэсэн нэрээ орхисон. Энэ бол бүтэц, химийн холбоо, хүч чадлаараа ялгаатай spoluks ангилал юм. Зургаа бүлэгт хуваана - мөр:
1) Нүүрс усаар баялаг
a) Алкани
2) Нүүрс усаар баялаг биш:
a) Алкени
б) Алкини
Нүүрс ус дахь бүх зүйл өнгөгүй байдаг. Ердийн оюун ухааны хувьд тэд хатуу, ховор эсвэл хийтэй төстэй нөхцөл байдлыг мэдэрч болно. Тэдний нэгтгэх үе шат нь реутин молекулуудын массад оршдог. Молекулуудын масс их байх тусам тэдгээрийн хоорондын холбоог уусгах нь илүү чухал бөгөөд илүү их масстай хэсгүүд нь дүрмээр бол молекулуудын хоорондох хурцадмал байдлыг нэмэгдүүлж, хайлах, ууршуулах процессыг улам хүндрүүлдэг. Молекулын жин ба ярианы хүчийг нэмдэг: үүнтэй хамт нүүрс усны хүч нэмэгддэг.
Бүх нүүрс ус, түүнчлэн бүх органик нэгдлүүдийн хор хөнөөлийн хүч нь шаталт юм - исгэлэн исэлдэлт. Жишээлбэл, хийн зуух нь байгалийн хийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг болох пропаныг шатаадаг.
Хуванцар зүйл цацах үед маш их чанга дуу чимээ гарч, уур амьсгалыг бүрхэнэ. Полимер болон хуванцарыг шатаадаг үүнийг маш хямдаар амьсгалах.
Байгалийн алканы үндсэн эх үүсвэр нь нафта, холбогдох ба байгалийн хий юм. Байгалийн хий нь 90 гаруй хувь метан агуулдаг. Метанаас гадна этан, пропан, бутан, бага зэрэг азот, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, заримдаа цэвэр ус агуулдаг.
Нафта
Нафта нь янз бүрийн алкан болон бусад нэгдлүүдийн холимог юм. Энэ нь ховор, хатуу, бас ихэвчлэн хийтэй төстэй нүүрс ус агуулдаг. Нафтад ууссан хийтэй төстэй нүүрс ус нь дэлхийн гүнд даралтын дор байх ба газрын гадарга дээр гарахдаа ховор нафтагаар бэхжиж, дагалдах хий гэж нэрлэгддэг хий үүсгэдэг. Метанаас бага үнэртэй, этан, пропан, бутан зэрэг нь байгалийн хийнээс хамаагүй илүү үнэртэй байдаг. Холбогдох хий нь байгалийн хийгээс дутахааргүй үнэ цэнэтэй гэдэг нь ойлгомжтой. Эрт дээр үеэс холбогдох хийг үйлдвэрүүдэд шатааж ирсэн. Үүний үр дүнд сиропын үнэ цэнийг бууруулаад зогсохгүй хэтэрхий их хор хөнөөл учруулдаг.
Алкен ба алкинууд байгальд бараг үүсдэггүй. Тэд никель гэх мэт катализаторын дэргэд ус хуваагдахаас хамгаалагдсан. Ийм урвалыг шингэн алдалт гэж нэрлэдэг.
Байгалийн хий нь хамгийн хэмнэлттэй, байгаль орчинд ээлтэй түлш юм. Дарсыг дулааны цахилгаан станц, үйлдвэр, ажил дээрээ хэрэглэдэг. Ховор тохиолдолд нүүрс ус нь шатаж буй мэт зогсонги байдалд ордог.
Эрчим хүчний салбар болон химийн үйлдвэрийн нүүрс усны хэрэгцээг ханасан ба хангаагүй. Энэ нь хуванцар, синтетик утас, лак, лак, лак, ацетон, спирт, хөө тортог, ус гэх мэт олон шаардлагагүй бодисыг зайлуулах зориулалттай тариур юм.
Шатаж буй зуухыг гаргаж авахын тулд нафтыг нэрэх замаар цэвэршүүлдэг. Үүний мөн чанар нь тосыг дулаан температурт халаахад нүүрс ус нэг нэгээр нь ууршиж, дараа нь өтгөрдөг явдал юм. Тиймээс унтлагын өрөөгөө хяналтандаа аваарай. Мөн нэрэх илүүдэл нь химийн үйлдвэр, зам хучлагад ашиглагддаг.
Видео заавар 2: Циклоалканууд: Химийн хүч
Видео заавар 3: Алкени: Химийн хүч
Видео хичээл 4: Алкадиени (Диени): Химийн хүч
Видео хичээл 5: Алкини: Химийн хүч
Лекц: Нүүрс усны химийн шинж чанар: алкан, циклоалкан, алкен, диен, алкин, үнэрт нүүрс ус
Алкан ба циклоалкануудын химийн хүч
Алканууд нь цикл бус нүүрс ус юм. Эдгээр талбарт атомын нүүрстөрөгч нь sp 3 - эрлийзжилтээр тодорхойлогддог. Эдгээр нүүрсустөрөгчийн молекулуудад бүх нүүрстөрөгчийн атомууд нэг туйлт бус ба бага туйлт C-W холбоогоор холбогддог. Орбиталуудын давхцал нь атомын цөмүүдийг холбодог тэнхлэгийн дагуу үүсдэг. Эдгээр нь σ холбоосууд юм. Эдгээр органик бодисууд нь усны атомын хамгийн их тоог агуулдаг тул тэдгээрийг хил (ханасан) гэж нэрлэдэг. Ханалтаас болж алканууд нэмэлт урвалд орж чадахгүй. Нүүрстөрөгч ба усны атомын хэлтэрхийнүүд ижил төстэй цахилгаан сөрөг чанарыг харуулдаг бөгөөд энэ нь молекул дахь CH холбоо нь бага туйлттай байдагтай холбоотой юм. Үүгээр дамжуулан алкануудын хувьд хүчтэй радикалуудын оролцоотой урвал явагддаг.
1. Орлуулах урвал. Дээр дурдсанчлан эдгээр урвалууд нь алкануудын хамгийн онцлог шинж чанартай байдаг. Ийм урвалын үед нүүрстөрөгч-усны холбоо тасардаг. Орлуулах урвалын янз бүрийн төрлүүдийг авч үзье.
Галогенжүүлсэн. Хэт ягаан туяанд өртөх эсвэл хүчтэй халах үед алканууд галогентэй (хлор ба бром) урвалд ордог. Жишээлбэл: CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl.Галоген гадаргуу дээр байх үед урвал нь хүртэл үргэлжилнэусны атомыг орлуулах янз бүрийн үе шатанд галогентэй төстэй бодис үүсгэх: моно-, ди-три-и гэх мэт. Жишээлбэл, дихлорметан (метилен хлорид) -ын урвалын урвал: CH 3 Cl + Cl 2 → HCl + CH 2 Cl 2 .
Нитрування (Коноваловын хариу үйлдэл). Халах ба дарахад алкан нь шингэрүүлсэн азотын хүчилтэй урвалд ордог. Дараа нь усны атомыг нитро бүлэг NO 2-оор сольж, азотын алкан үүснэ. Энэ хариу үйлдэлийн хөгжилтэй дүр төрх: R-H + HO-NO 2 → R-NO 2 + H 2 O. Де R-H - алкан, R- ҮГҮЙ 2 - Нитроалкан.
2. Исэлдэлтийн урвал. Ихэнх тохиолдолд алканууд нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодисуудтай (өтгөрүүлсэн хүхэр ба азотын хүчил, калийн перманганат KMnO 4 ба калийн бихромат 2 Cr 2 Pro 7 хүртэл) урвалд ордоггүй.
Эрчим хүчийг арилгахын тулд алканыг шатаах урвал өргөн тархсан байдаг.
a) Хүчил бүрэн шатахад нүүрстөрөгчийн давхар исэл ба ус уусна: CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O
б) Хүчиллэггүйн улмаас хэсэгчилсэн шаталт: CH 4 + O 2 → C + 2H 2 O. Энэ урвалыг үйлдвэрт тортог арилгахад ашигладаг.
Алкануудыг хүчилтэй (~200 орчим Вт) нэмэлт катализатороор халаах нь Z-Z ба C-H бондын заримыг таслахад хүргэдэг. Үүний үр дүнд альдегид, кетон, спирт, карбоксилын хүчил үүсдэг. Жишээлбэл, бүрэн исэлдээгүй үед бутан нь хүчиллэг хүчил агуулдаг: CH 3 -CH 2 -/-CH 2 -CH 3 + 3O 2 → 2CH 3 COOH + 2H 2 O.
Хамгийн чухал урвал бол метан ба усны уурыг хий, нүүрстөрөгчийн (II) ислийн устай холих урвал юм. t 800 0 C-т ажилладаг: CH 4+ N 2 Pro → 3H 2 + ZI. Энэ урвал нь нүүрс усны ялгааг арилгах боломжтой болгодог.
3. Алкануудын дулааны хувиргалт. Өндөр температурт хүрэхгүйгээр алканыг халаах нь C-C холбоог устгахад хүргэдэг. Энэ төрлийн урвалд нафтыг цэвэршүүлэхэд ашигладаг хагарал, изомержилт орно. Мөн эдгээр урвал нь шингэн алдалт үүсэхээс өмнө алкен, алкадиен, үнэрт нүүрс усыг зайлуулах шаардлагатай.
Хагарлын үр дүн нь алкан молекулуудын нүүрстөрөгчийн араг ясыг устгах явдал юм. t 450-700 0 С температурт алканы хагарлын эцсийн төрөл: C n H 2n+2 → C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k.1000 0 С хүртэл халаахад метан нь энгийн нэгдлүүд болж задардаг. CH 4 → Z + 2 N 2. Энэ урвалыг метан пиролиз гэж нэрлэдэг.Метаныг 1500 0 С хүртэл халаахад ацетилен үүсдэг. 2 CH 4 → C 2 H 2 + 3 N 2.
Изомержилт. Хөнгөн цагаан хлоридын катализаторыг хагарах үед ердийн ланцеттай алкан нь зогсолтгүй ланцеттай алкан болж хувирдаг.
шингэн алдалт, өөрөөр хэлбэл. Усны ялгаралт нь катализаторын оролцоотойгоор ба t 400-600 0 С-д явагддаг. CH бондын үр дүнд алкен үүсдэг. CH 3 -CH 3 → CH 2 = CH 2 + H 2эсвэл алкадиен: CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 2 = CH-CH = CH 2 + 2H 2.
Циклоалкануудын химийн хүч нь цикл дэх нүүрстөрөгчийн атомын тоогоор алкануудын хүчтэй төстэй байдаг. Гэсэн хэдий ч циклопропан ба циклобутан нь нэмэлт урвалаар тодорхойлогддог. Энэ нь мөчлөгийн дундах асар их хурцадмал байдалаар тайлбарлагддаг бөгөөд энэ нь циклүүдийн ачааллыг хагарах, хагарах хүртэл хүргэдэг. Тиймээс циклопропан, циклобутан нь бром, ус, хлор зэрэгт амархан ордог. Жишээлбэл:
Алкенуудын химийн хүч
1. Хүлээн авах хариу үйлдэл. Алкени - идэвхтэй нэгдлүүд, тиймээсТэдний молекул дахь дэд холбоос нь нэг хүчтэй сигма, нэг сул пи холбоосоос бүрдэнэ. Нэмсэн алкенуудын урвал нь ихэвчлэн хүйтэн нөхцөлд, ус, органик уусмалд урвалд ордог.
Гидравлик банн, өөрөөр хэлбэл. Катализатор байгаа тохиолдолд ус нэмж болно: CH 3 -CH = CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 2 -CH 3. Алканыг алкен болгон усгүйжүүлэхийн тулд ижил катализаторыг ашиглана. Гэсэн хэдий ч шингэн алдалтын процесс нь илүү их даралттай, бага даралтаар явагддаг.
Галогенжүүлсэн. Усан болон органик уусмал дахь алкенуудын бромын урвалыг харахад хялбар байдаг. Энэхүү бузар муугийн үр дүнд бром олзоо зарцуулж, дараа нь баяждаг. CH 2 = CH 2 + Br 2 → CH 2 Br- CH 2 Br.
Гидрогалогенжилт. Тэгш хэмт бус алкены молекулд галоген молекул нэмснээр хоёр изомер үүсдэг. Тодорхой оюун ухаан байгаа тул V.V-ийн дүрмийг дагаж элсэлтийг сонгон авдаг. Марковникова. Нэмэлт тогтмол байдаг: илүү их усны атомтай нүүрстөрөгчийн атомд ус, цөөн усны атомтай нүүрстөрөгчийн атомд галоген нэмэгддэг. CH2 = CH-CH3 + HBr → CH3-CHBr-CH3. 2-бромопропан ялгардаг.
Алкены усжилтыг спиртийг уусгах хүртэл гүйцэтгэдэг. Алкены молекулд ус нэмэх нь Марковниковын дүрмийг дагаж мөрддөг тул алкенд анхдагч спирт нэмэх нь зөвхөн этиленийг усжуулах замаар л боломжтой болно. CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 - CH 2 - OH.
Полимержилт нь чөлөөт радикал механизмаар явагддаг: nCH 2 =CH 2 → ( - CH 2 - CH 2 -)n. Полиэтилен гэж дүр эсгэсэн.
2. Исэлдэлтийн урвал. Алкени, өмнөБусад бүх нүүрс ус шиг исгэлэн шатдаг. Хөх тарианы уулын алкенууд нь хэт исгэлэн төрхтэй байдаг. C n H 2n+2 + O 2 → nCO 2 + (n+1)H 2 O. Нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус ууссан.
Алкенууд амархан исэлддэг. KMnO 4 усан уусмалын алкенуудтай урвалд ороход урвал явагдана.
Алкенуудыг төвийг сахисан эсвэл сул уусмалд калийн перманганатаар исэлдүүлэх нь дараахь фракцуудыг уусгана. C 2 H 4 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → CH 2 OH–CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH(хөргөгч).
Хүчиллэг дунд хэсэгт үхрийн холбоо тасарч, нүүрстөрөгчийн атомууд дахин уусдаг бөгөөд энэ нь карбоксилын бүлгийн үхрийн холбоог үүсгэдэг. 5CH 3 CH=CHCH 2 CH 3 + 8KMnO 4 + 12H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5C 2 H 5 COOH + 8MnSO 4 + 4K2SO 4 + 17H 2 O(Халаалт).
Гурав = гурван бондын холбоо нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг холбох үед хамгийн гаднах нүүрстөрөгчийн атомын исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн болгон алкены молекулын төгсгөл рүү өсөхөд. Энэхүү холбох үйл явц нь завсрын исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн болон шоргоолжны хүчил өөрөө илүүдэл исэлдэлт болж исэлддэг гэсэн үг юм. 5CH 3 CH=CH 2 + 10KMnO 4 + 15H 2 SO 4 → 5CH 3 COOH + 5CO 2 + 10MnSO 4 + 5K 2 SO 4 + 20H 2 O(Халаалт).
Алкины химийн хүч
Алкинууд нь нэмэлт урвалд ордог ханаагүй нүүрс ус юм.
Алкины галогенжилт нь галогенд нэг юмуу хоёр молекул нэмэхэд хүргэдэг. Энэ нь нэг сигма-холбогч ба Германы хоёр пи-холбоосын алкины молекулуудын гурвалсан холболтод байгаатай холбон тайлбарлаж байна. Галогенийн хоёр молекулд нэг алкины молекул нэмэх нь электрофил механизмаар хоёр үе шаттайгаар дараалан явагддаг.
Гидрогалогенжилт нь мөн электрофил механизмаар дамжин хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Хоёр үе шатанд галоген чиглүүлэгчид молекул нэмэх нь Марковниковын дүрэмд нийцдэг.
Хүчиллэг орчинд мөнгөн усны давс агуулагдаж байгаа тул чийгшүүлэхийг Кучеровын урвал гэж нэрлэдэг.
Алкины усжилт (устай урвалд орох) нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Катализатор нь цагаан алт, палладий, никель зэрэг металлуудыг агуулдаг.
Ацетилен гэх мэт алкины тримержилт. Хэрэв та энэ хольцыг идэвхтэй вугилла дээр өндөр t-ээр дамжуулвал янз бүрийн бүтээгдэхүүн, голчлон бензол үүсдэг.
Алкины димержилт нь зэсийн давсны катализаторын оролцоотойгоор явагддаг: HC≡CH + HC≡CH → H2C=CH - C ≡CH
Алкины исэлдэлт: 3 nH 2n-2 + (3n+1)/2 O 2 → nCO 2 + (n+1)H 2 O.
- Молекулын төгсгөлд C≡C гурвалсан алкинууд суурьтай харилцан үйлчилдэг. Жишээлбэл, ховор аммиак дахь ацетилен, натрийн амидтай урвал: HC≡CH + NaNH 2 → NaC≡CNa + 2NH 3. Модны аммиакийн исэлтэй урвалыг ацетиленид (давстай төстэй нэгдлүүд) уусгана. Энэ урвалыг төгсгөлийн гурвалсан холбооноос алкиныг таних эсвэл бусад алкинуудтай холилдох үед ийм алкиныг олж харах шаардлагатай үед хийгддэг. Бүх ацетиленидийг зүсэж, vibuco-аюулгүй бодисуудтай холино. Ацетилонидууд нь галогенжүүлсэн нэгдлүүдтэй бас урвалд ордог. Гурвалсан холбоос бүхий эвхэгддэг органик нэгдлүүдийг нийлэгжүүлэхэд энэ боломжийг хайж байна. CH 3 -C≡CH + NaNH 2 → CH 3 -C≡CNa + NH 3; CH 3 -C≡CNa + CH 3 Br → CH 3 -C≡C-CH 3 + NaBr.
Еврейчүүдийн химийн хүч
Химийн шинж чанараараа алкадиен нь алкентай төстэй. Энд зарим онцлог шинж чанарууд байна:
- Галогенжүүлсэн. Алкадиенүүд нь ихэвчлэн ус, галоген ба устөрөгчийн галидтай 1,2-н нэмэлт байрлалд нийлдэг. CH 2 = CH -CH = CH 2 + Br 2 → CH 2 = CH -Ч Б- CH2Br
түүнчлэн 1.4 нэмэлт: CH 2 = CH -CH = CH 2 + Br 2 → Br CH 2 - CH =CH - CH2Br
- Полимержилт: nCH 2 =CH-CH=CH 2 t,Na→ (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -) n . Ингэж л нийлэг резинэнд дуртай.
Үнэрт нүүрс усны химийн хүч (арен)
ДИЕНОВЫН НҮҮС-НҮҮСРҮҮС (АЛКАДЕНИ)
Нүүрс ус эсвэл алкадиен дэх диенүүд нь нүүрс усаар ханадаггүй бөгөөд энэ нь хоёр дэд нүүрс ус - нүүрстөрөгчийн холбоог нэгтгэдэг. Алкадиенүүдийн хууль ёсны томъёо нь CnH2n-2 юм.
Дэд холбоосуудын харилцан тэлэлтээс шалтгаалан нэгдлүүдийг гурван төрөлд хуваадаг.
1) нүүрс ус кумулованимидоод давхаргын шөрмөс, өөрөөр хэлбэл. нэг нүүрстөрөгчийн атомд наалддаг. Жишээ нь, байхгүй эсвэл аллен CH 2 =C=CH 2;
2) нүүрс ус тусгаарлагдсанхоёр ба энгийн шөрмөсийг тусгаарлах дэд шөрмөс. Жишээлбэл, пентадиен -1.4 CH 2 =CH–CH 2 –CH=CH 2;
3) нүүрс ус сүлжмэлдоод давхаргын шөрмөс, өөрөөр хэлбэл. Үүнийг нэг энгийн холбоосоор салгая. Жишээлбэл, бутадиен -1,3 эсвэл дивинил CH 2 =CH–CH=CH 2, 2-метилбутадиен -1,3 эсвэл изопрен
2) спиртийн уурыг халаасан катализатороор дамжуулж этилийн спиртийг усгүйжүүлэх, усгүйжүүлэх (Академич С.В. Лебедевийн арга)
2CH 3 CH 2 OH - ~ ~ 450 ° C;
Физик хүч
Химийн хүч
Бутадиен-1,3 молекул дахь нүүрстөрөгчийн атомууд нь sp 2 - эрлийз төлөвт байдаг бөгөөд энэ нь эдгээр атомууд ижил талбайд тархаж, тус бүрд нэг электрон, нэг р-орбитал байдаг гэсэн үг юм. перпендикуляраар хүссэн хэсэгтээ тэлэх.
| а) | б) |
| Дидивинилийн бодит молекулуудын бүдүүвч дүрслэл (a) ба амьтны загварын дүр төрх (b). C1-C2 ба C3-C4 хоорондох цахим дохионы давхцал нь C2-C3 хоорондынхоос бага, их байна. |
|
p- Бүх нүүрстөрөгчийн атомын орбиталууд хоорондоо давхцдаг. эхний ба нөгөө, гурав ба дөрөв дэх атомын хооронд, нөгөө ба гурав дахь атомын хооронд. Бусад болон гурав дахь нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондын холбоо нь энгийн s-бонд биш, харин р-электронуудын бат бөх чанар болохыг харж болно. язгуурын сул шинж чанар. Энэ нь s-электронууд нь хос нүүрстөрөгчийн атомуудад хамаарахгүй гэсэн үг юм. Молекул нь ихэвчлэн дан болон давхар бондтой бөгөөд p-электронуудын дилокализациас зайлсхийдэг. Нэг p-электрон массыг бий болгосноор бүх молекул дахь p-электроны нягтын жигд тархалт.
Хоёр буюу хэд хэдэн судасны p-шормосуудын харилцан үйлчлэлийг нэг р-электрон бодис үүсгэдэг бөгөөд энэ систем дэх атомуудын харилцан үйлчлэлийг шилжүүлэхэд хүргэдэг. нөлөө.
Ийнхүү бутадиен-1,3 молекул нь дэд холбоосыг холбох системээр тодорхойлогддог.
Энэ нь зөвхөн нүүрстөрөгчийн атомуудад (1,2 - нэмэлт) төдийгүй үүссэн системийн хоёр төгсгөлд (1,4 - нэмэлт Нанна) янз бүрийн урвалжуудыг нэмэх хэлбэрээр өдөр тутмын нүүрс усны өвөрмөц чанар юм. өөр болон гуравдагч нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд дэд холболтыг бий болгох. . 1.4 бүтээгдэхүүнийг гол болгон ашигладаг нь чухал юм.
Үүссэн диенүүдийн галогенжилт ба гидрогалогенжих урвалыг авч үзье.
Диен давирхайн полимержилт
Хялбаршуулсан аргаар бутадиен -1,3-ийн полимержих урвалыг 1,4 схемд дараах байдлаар нэмж болно.
| ––––® | . |
Полимержилт нь давирхайн холбогчийн хувь заяаг авдаг. Урвалын процессын явцад электронууд уусч, s-бонд үүсгэдэг хос электронууд салж, дараа нь хосгүй электронууд шинэ холбоо үүсгэхэд оролцдог: бусад болон гурав дахь нүүрстөрөгчийн атомын электронууд. Галын үр дүнд дэд холбоос үүсэх ба нүүрстөрөгчийн атомуудын хамгийн гадна талын ланцетуудын электронууд нь нөгөө молекулын тэргүүлэх атомуудын электронуудтай нийлэхдээ мономеруудыг полимер ланцеттай холбодог.
Полибутадиений элементийн үлдэгдлийг дараах байдлаар илэрхийлнэ.
.Эдгэрч байгаа полимер нь тодорхойлогддог бололтой транс- полимерийн элементийн цөмийн тохиргоо. Гэсэн хэдий ч бүтээгдэхүүнийг практик ашиглахад хамгийн их үнэ цэнэ нь 1,4 нэмэлт схемийн дагуу диен нүүрсустөрөгчийн стерео тогтмол (өөрөөр хэлбэл орон зайн дарааллаар) полимержих явдал юм. cis- Полимер ланцетыг солино. Жишээлбэл, cis-полибутадиен
.Байгалийн болон синтетик резин
Байгалийн резинийг Бразилийн халуун орны ойд ургадаг Hevea резин модны шүүс (латекс) -аас гаргаж авдаг.
Дулаанаар халаах үед резин нь диен ба нүүрс ус - 2-метилбутадиен-1,3 эсвэл изопрен агуулсан нэгдлүүд болж задардаг. Резин бол изопрен молекулууд 1,4 нэмэлт схемийн дагуу нэг нэгээр нь холбогддог стереорегуляр полимер юм. cis- полимер ланцны тохиргоо:
Байгалийн каучукийн молекулын масс нь 7-ийн хооронд хэлбэлздэг . 10 4-ээс 2.5 хүртэл . 10 6 .
транс- Изопрен полимер нь мөн байгальд гуттаперча хэлбэрээр байдаг.
Байгалийн резин нь өндөр уян хатан чанар, элэгдэлд тэсвэртэй, наалдамхай чанар, ус, хий нэвчих чадвар зэрэг өвөрмөц шинж чанартай байдаг. Резинд шаардлагатай физик, механик шинж чанарыг өгөхийн тулд: хүч чадал, уян хатан чанар, халдлагад тэсвэртэй байдал, түрэмгий химийн бодисууд - резин нь хурц гэрлээр 130-140 ° хүртэл температурт вулканжилтад өртдөг. Энгийнээр хэлбэл, резинийг вулканжуулах үйл явцыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
Нүдний шилний Mossye Rosriva нь Atomi sirki Svanzkiv ib linіini молекулууд "Zshiva" нь Их Trivimirni молекулууд - GUM эрүүдэн шүүж, MITSNISTIA зүгээр л гаруй резинэн бус vulcanes нь Сарлаг. Идэвхтэй хөө тортог дээр үндэслэн резинэн резинийг машины дугуй болон бусад ялзмагийн нян үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
1932 онд С.В.Лебедев архинаас гаргаж авсан бутадиен дээр суурилсан синтетик резинийг нийлэгжүүлэх аргыг боловсруулсан. Мөн 50 гаруй жилийн өмнө эрдэмтэд диен нүүрсустөрөгчийн каталитик стереополимержилтийг боловсруулж, байгалийн резинтэй ойролцоо стереорегляр резин үйлдвэрлэжээ. Энэ үед резин үйлдвэрээс чөлөөлөгдөж,
Нүүрс усны химийн шинж чанар: алкан, алкен, диен, алкин, үнэрт нүүрс ус
Алкани
Алканууд нь нүүрсустөрөгчийн молекулууд бөгөөд атомууд нь нэг холбоогоор холбогддог ба $C_(n)H_(2n+2)$ албан ёсны томьёотой.
Метан руу гомологийн цуваа
Та аль хэдийн мэдэж байгаачлан, гомологууд- Өдөр тутмын амьдрал, эрх мэдэлтэй төстэй эдгээр илтгэлүүд нь нэг буюу хэд хэдэн бүлэгт хуваагддаг CH_2 $.
Нүүрс ус дахь хил нь метантай ижил төстэй болдог.
Изомеризм ба нэршил
Алканууд нь бүтцийн изомеризм гэж нэрлэгддэг шинж чанартай байдаг. Нэг төрлийн нүүрстөрөгчийн араг ясаас хамааран бүтцийн изомерууд өөр өөр байдаг. Та аль хэдийн мэдэж байгаагаар бүтцийн изомеруудтай хамгийн энгийн алкан бол бутан юм.
IUPAC нэршилд үндэслэн алкануудын тайланг харцгаая.
1. Толгойн гадасны чичиргээ.
Нэр нь нүүрс ус болж үүсэх нь толгойн хошууны гарал үүслээс эхэлдэг - молекул дахь нүүрстөрөгчийн атомуудын олдсон оосор нь түүний үндэс юм.
2.
Толгойн ланцетны атомуудад тоо өг. Толгойн яндангийн атомуудын дугаарлалт нь зуучлагч хамгийн ойр байгаа төгсгөлөөс эхэлдэг (А, В бүтэц). Хэрэв зуучлагч нь ланцетны төгсгөлтэй нэг талд байрласан бол дугаарлалт нь тэдгээрийн илүү олон (бүтэц) байгаа төгсгөлөөс эхэлнэ. Хэрэв нядлагдсан зуучлагч нар Ланкугийн төгсгөлөөс нэг түвшинд байрласан бол дугаарлалт нь төгсгөлөөс хамгийн ахмад руу хамгийн ойр байх хүртэл эхэлнэ (бүтэц D). Нүүрс ус зуучлагчдын ахмад насыг цагаан толгойн үсгээр нэрний үсэг эхэлсэн дарааллаар нь тодорхойлно: метил (—$СН_3$), дараа нь согтуу ($—СН_2—СН_2—СН_3$), этил ($—СН_2—) СН_3$ ) гэх мэт.
Дагаврыг орлуулах замаар зуучлагчийн нэр үүссэн хүмүүст хүндэтгэл үзүүлээрэй -андагавар залгах -илижил төстэй алканы нэрээр.
3. Маягтыг нэрлэнэ үү.
Коб дээр тоонуудыг заана уу - зуучлагч нь мэдэгдэж байгаа нүүрстөрөгчийн атомын тоог. Хэрэв өгөгдсөн нэрийн дор хэд хэдэн зуучлагч байгаа бол тухайн нэрийн серийн дугаарыг дугаараар дамжуулан хоёр удаа давтана ($2.2-$). Тоонуудын дараа зуучлагчдын тоог зураасаар зурна уу ( ди- хоёр, гурав- гурав, тетра- Чотири, пента- тав) зуучлагчийн нэр ( метил, этил, согтуу). Дараа нь хоосон зай, зураасгүй толгойн ланцетны нэр. Толгойн ланцетыг нүүрс ус гэж нэрлэдэг - метан гомологийн цувралын гишүүн ( метан, этан, пропан гэх мэт.).
Илтгэл, бүтцийн томъёоллыг нэрлэ, тухайлбал:
- А бүтэц: 2 доллар - метилпропан;
- Б бүтэц: 3 доллар - этилгексан;
- Б бүтэц: $2,2,4$ - триметилпентан;
- G бүтэц: $2$ - метил$4$- этилгексан.
Алкануудын физик ба химийн хүч
Физик хүч.Эхний хоёр нь метан цувралын ижил төстэй хийн төлөөлөгчид юм. Тэдгээрийн хамгийн энгийн нь метан - өнгө, амт, үнэргүй хий (хийн үнэрийг үнэрлэсний дараа та 104 доллар гэж нэрлэх хэрэгтэй. Энэ нь метанд тусгайлан нэмдэг хүхрийн нэгдлүүд - меркаптануудын үнэрээр илэрхийлэгддэг. ойр дотны хүмүүс нь үнэрийн цаана байгаа үнэрийг анзаарч байхын тулд ахуйн болон үйлдвэрлэлийн хийн төхөөрөмжид ялзарсан байдаг).
Нүүрс усны агуулахад $С_5Н_(12)$-аас $С_(15)Н_(32)$ хүртэл - rіdini; Нүүрс ус дахь хамгийн чухал зүйл бол хатуу үгс юм.
Нүүрстөрөгчийн ланцын өсөлтөөс болж алкануудын буцалгах, хайлах температур аажмаар нэмэгддэг. Бүх нүүрс ус нь усанд муу задардаг, ховор нүүрс ус нь органик нэгдлүүдэд задардаг.
Химийн хүч.
1. Орлуулах урвал.Алкануудын хувьд хамгийн онцлог урвал бол радикал орлуулалтын урвал бөгөөд усны атомыг галоген атом эсвэл бүлгээр сольдог.
Хамгийн онцлог урвалуудыг авч үзье.
Галогенжүүлсэн:
$CH_4+Cl_2→CH_3Cl+HCl$.
Хэрэв галоген хэт их байвал усны бүх атомыг хлороор бүрэн солих хүртэл хлоржуулалтыг үргэлжлүүлж болно.
$CH_3Cl+Cl_2→HCl+(CH_2Cl_2)↙(\text"дихлорметан(метилен хлорид)")$,
$CH_2Cl_2+Cl_2→HCl+(CHСl_3)↙(\text"трихлорометан(хлороформ)")$,
$CHCl_3+Cl_2→HCl+(CCl_4)↙(\text"Нүүрстөрөгчийн тетрахлорид(нүүрстөрөгчийн хлорид)")$.
Отримани илтгэлүүдийг органик синтезүүдэд үүсгэгч болон амралтын өдрүүдийн илтгэл болгон өргөнөөр ашигладаг.
2. Шингэн алдалт (ус зайлуулах).Алкануудыг катализатороор ($Pt, Ni, Al_2O_3, Cr_2O_3$) өндөр температурт ($400-600°C$) нэвтрүүлэхэд усны молекул салж, алкен үүснэ.
$CH_3-CH_3→CH_2=CH_2+H_2$
3. Мөгөөрсний ланцетийн уналт дагалддаг урвалууд.Бүх нүүрс устай хиллэдэг шатаахнүүрстөрөгчийн давхар исэл ба усны агууламжтай. Эрт үе шатанд агаартай холилдсон хийтэй төстэй нүүрс ус нь хавдаж болно. Хил орчмын нүүрс усыг шатаах нь маш радикал экзотермик урвал бөгөөд энэ нь шатах зэрэг алкануудын ойролцоо чухал ач холбогдолтой юм.
$СН_4+2О_2→СО_2+2Н_2O+880 кЖ.$
Ерөнхийдөө устөрөгчийн алканы урвалыг дараах байдлаар бичиж болно.
$C_(n)H_(2n+2)+((3n+1)/(2))O_2→nCO_2+(n+1)H_2O$
Нүүрс усны дулааны задрал:
$C_(n)H_(2n+2)(→)↖(400-500°C)C_(n-k)H_(2(n-k)+2)+C_(k)H_(2k)$
Уг процесс нь чөлөөт радикал механизмаар дамждаг. Температурын өсөлт нь нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбогчийг гомолитик задралд хүргэж, чөлөөт радикалуудыг үүсгэдэг.
$R-CH_2CH_2:CH_2-R→R-CH_2CH_2·+·CH_2-R$.
Эдгээр радикалууд бие биетэйгээ харилцан үйлчилж, усны атом, алканы молекул, алкены молекулыг солилцдог.
$R-CH_2CH_2·+·CH_2-R→R-CH=CH_2+CH_3-R$.
Дулаан хуваах урвал нь үйлдвэрлэлийн процессын үндэс суурь болдог - нүүрс усны хагарал. Энэ процесс нь нафта цэвэршүүлэх хамгийн чухал үе шат юм.
Метаныг 1000 0С-ийн температурт халаахад метан пиролиз эхэлдэг бөгөөд үүнийг энгийнээр тайлбарлав.
$CH_4(→)↖(1000°C)C+2H_2$
1500 0С-ийн температурт халаахад ацетиленийг дараах байдлаар боловсруулж болно.
$2CH_4(→)↖(1500°C)CH=CH+3H_2$
4. Изомержилт.Шугаман нүүрс усыг изомержуулалтын катализатороор (хөнгөн цагаан хлорид) халаахад нүүрстөрөгчийн араг ясыг давсгүйжүүлэхээс болж яриа үүсдэг.
5. Амтлагч.Катализаторын оролцоотойгоор зургаа ба түүнээс дээш нүүрстөрөгчийн атомтай алкануудыг бензол гэх мэтээр циклжүүлнэ.
Алканууд чөлөөт радикал механизмаар дамждаг урвалд ордог шалтгаан юу вэ? Алкан молекул дахь бүх нүүрстөрөгчийн атомууд $sp^3$-гибридизацид ордог. Эдгээр нэгдлүүдийн молекулууд нь ковалент туйлтгүй $С-С$ (нүүрс - нүүрс) бонд ба сул туйлт $С-Н$ (нүүрс - ус) бондуудын тусламжтайгаар үүсдэг. Электрон хүч чадал нэмэгдсэн эсвэл буурсан, амархан туйлширсан холбоо гэх мэт хэсгүүд байхгүй. Ийм холбоо, электрон хүч нь гадны нөлөөгөөр (ионуудын цахилгаан статик талбар) шилжиж болно. За, алканууд нь цэнэгтэй бөөмстэй урвалд орох зүйлгүй тул Алканы молекул дахь холбоо нь гетеролитик механизмаар задардаггүй.
Алкени
Молекул дахь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд олон тооны холбоо үүсгэхийн тулд ханаагүй болтол нүүрс усыг нэмнэ. Тодорхойгүй алкен, алкадиен (полиен), алкин.Мөн цикл дэх дэд холбоосыг орлуулдаг нүүрс ус дахь циклик (циклоалкенууд), түүнчлэн цикл дэх цөөн тооны нүүрстөрөгчийн атом бүхий циклоалканууд (гурав ба түүнээс дээш атомууд) нь ханаагүй шинж чанартай байж болно. Хүчтэй бус хүч нь эдгээр бодисыг нэмэлт урвалд оруулах, юуны түрүүнд хил залгаа эсвэл ханасан нүүрс ус - алкануудыг бий болгохтой холбоотой юм.
Алкенууд нь нэг холбоо бүхий молекул, нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондох нэг дэд холбоос, ижил төстэй химийн томъёо $C_(n)H_(2n)$ бүхий ацикл нүүрс ус юм.
Тэр найз руугаа залгав - олефин- Алкенуудыг ханасан бус тосны хүчлүүд (олеин, линол) -тай адилтган устгасан бөгөөд тэдгээрийн илүүдэл нь ховор өөх тос - тосыг (Латинаар. олеум- тос).
Гомологийн цуврал etene
Талшаагүй алкенууд нь этилен (этилен) -тэй ижил төстэй цуваа үүсгэдэг.
$С_2Н_4$ - этен, $С_3Н_6$ - пропен, $С_4Н_8$ - бутен, $С_5Н_(10)$ - пентен, $С_6Н_(12)$ - гексен.
Изомеризм ба нэршил
Алкенууд нь алкануудын нэгэн адил бүтцийн изомеризмаар тодорхойлогддог. Нэг төрлийн нүүрстөрөгчийн араг ясаас хамааран бүтцийн изомерууд өөр өөр байдаг. Бүтцийн изомер бүхий хамгийн энгийн алкен бол цебутен юм.
Бүтцийн изомеризмын тусгай төрөл бол дэд холбоосын байрлалын изомеризм юм.
$CH_3—(CH_2)↙(бутен-1)—CH=CH_2$ $CH_3—(CH=CH)↙(бутен-2)—CH_3$
Нэг нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн холбооноос гадна атомуудыг нүүрстөрөгчөөр боох нь илүү практик байдаг тул алканы молекулууд өөр өөр хэлбэртэй байж болно. Үндэс холбогчийг ороох боломжгүй тул алкенуудад өөр төрлийн изомеризм - геометрийн эсвэл цис-транс изомеризм үүсэх боломжгүй юм.
Cis-Изомерууд нь өөр өөр байдаг транс-изомерууд нь молекулын фрагментуудыг (энэ төрлийн метилийн бүлгүүдэд) $π$-холбоосын талбайд өргөн тархах, улмаар эрх баригчдад хүргэдэг.
Алкенууд нь циклоалканаас изомер (олон ангиллын изомер) байдаг, жишээлбэл:
IUPAC-аар хуваасан алкенуудын нэршил нь алкануудын нэршилтэй төстэй.
1. Толгойн гадасны чичиргээ.
Нүүрс ус дахь нэрсийн шийдэл нь молекул дахь нүүрстөрөгчийн атомын олдсон ланц буюу толгойн ланцыг тодорхойлохоос эхэлдэг. Зарим алкенуудад хялгасан ланцет нь дэд холбоосын өшөөг авах үүрэгтэй.
2. Толгойн гадасны атомуудын дугаарлалт.
Толгойн яндангийн атомуудын дугаарлалт нь дэд холбоос хамгийн ойрхон байгаа төгсгөлөөс эхэлдэг. Жишээлбэл, холболтын зөв нэр нь:
Таамаглаж болох $2$-метилгексен-$4$ биш, харин $5$-метилгексен-$2$.
Ланкуси дахь атомын дугаарлалтын гарал үүслийг тодорхойлох боломжгүй тул хилийн нүүрс ус гэх мэт зуучлагчдын байрлалыг харуулдаг.
3. Маягтыг нэрлэнэ үү.
Алкенуудын нэрс нь алкануудын нэртэй ижил аргаар үүсдэг. Жишээлбэл, нэр нь дэд холбоос эхлэх нүүрстөрөгчийн атомын тоог, алкенуудын ангилалд хамаарах дагаварыг заадаг. -Иен.
Жишээлбэл:
Алкены физик, химийн шинж чанар
Физик хүч.Алкенуудын гомологийн цувралын эхний гурван төлөөлөгч нь хий юм; ярианы агуулах $С_5Н_(10)$ - $С_(16)Н_(32)$ - rіdini; бодисууд алкенууд - хатуу бодисууд.
Буцалж буй болон хайлах температур нь молекулын жин нэмэгдэхийн хэрээр байгалийн жамаар хөдөлдөг.
Химийн хүч.
Хүлээн авах хариу үйлдэл.Ханаагүй нүүрс ус - алкенуудын цагаан будааны төлөөлөгчид нэмэлт урвалд орох магадлалтай. Эдгээр урвалын ихэнх нь механизмаар явагддаг
1. Алкенуудын гидрованжуулалт.Алкенуудыг устөрөгчийн катализатор, металл - цагаан алт, палладий, никель агуулсан усанд ихэвчлэн нэмдэг.
$CH_3-CH_2-CH=CH_2+H_2(→)↖(Pt)CH_3-CH_2-CH_2-CH_3$.
Энэ урвал нь атмосферийн даралт, өндөр температурт явагддаг, учир нь є экзотермик. Нэг катализатор дээр өндөр температурт урвуу урвал болох шингэн алдалт үүсч болно.
2. Галогенжилт (галоген нэмэх).Алкены бромын устай харилцан үйлчлэлцэх эсвэл органик уусмал дахь бромын задрал ($CCl_4$) нь алкенд галогенд молекул нэмж, дигалоген үүсгэсний үр дүнд эдгээр урвалыг хурдан бууруулахад хүргэдэг. алканууд:
$CH_2=CH_2+Br_2→CH_2Br—CH_2Br$.
3.
$CH_3-(CH)↙(пропен)=CH_2+HBr→CH_3-(CHBr)↙(2-бромопропен)-CH_3$
Энэ урвалыг захиалсан байна Марковниковын дүрэм:
Устөрөгчийн галидыг алкенд нэмэхэд устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомд ус нэмнэ. илүү их усны атомтай атом, галоген нь устөрөгч багатай байдаг.
Алкены усжилтыг спиртийг уусгах хүртэл гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, этилийн спиртэнд ус нэмэх нь этилийн спиртийг гаргаж авах үйлдвэрлэлийн аргуудын нэг юм.
$(CH_2)↙(этен)=CH_2+H_2O(→)↖(t,H_3PO_4)CH_3-(CH_2OH)↙(этанол)$
Анхдагч спирт (анхдагч нүүрстөрөгч дэх гидроксогрупптэй) нь зөвхөн этилийн усжилтаар уусдаг гэдгийг анхаарна уу. Пропен болон бусад алкенуудыг усжуулах явцад хоёрдогч спиртүүд үүсдэг.
Энэ урвал нь Марковниковын дүрмийн дагуу явагддаг - том нүүрсустөрөгчийн атомд усны катион, устөрөгч багатай нэгд гидроксил бүлгийг нэмдэг.
5. Полимержилт.Ялангуяа ер бусын урвал бол алкенуудын полимержилт юм.
$nCH_2(=)↙(эth)CH_2(→)↖(Хэт ягаан туяа, R)(...(-CH_2-CH_2-)↙(полиэтилен)...)_n$
Энэ урвал нь бүрэн радикал механизмаар явагддаг.
6. Исэлдэлтийн урвал.
Органик хагас хэлбэрийн нэгэн адил алкенууд исгэлэн нөхцөлд шатаж, $СО_2$ ба $Н_2О$ нэмдэг:
$СН_2=СН_2+3О_2→2СО_2+2Н_2О$.
Загалом:
$C_(n)H_(2n)+(3n)/(2)O_2→nCO_2+nH_2O$
Исэлдэлтэнд тэсвэртэй алкануудаас ялгаатай нь алкенууд нь калийн перманганатаар амархан исэлддэг. Төвийг сахисан эсвэл төвийг сахисан нэгдлүүдэд алкенуудыг диол (дигидрокси спирт) болгон исэлдэж, гидроксил бүлгүүдийг дараах атомуудад нэмж, тэдгээрийн хооронд исэлдэхээс өмнө дэд холбоос үүсгэдэг.
Алкадиен (нүүрс ус дахь диен)
Алкадиенүүд нь дан бондоос гадна нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд хоёр дэд холбоос болон $C_(n)H_(2n-2)$ томьёотой ижил төстэй нэгдлүүдийн молекултай ациклик нүүрс ус юм.
Дэд холбоосыг харилцан өргөтгөсний дараа гурван төрлийн диенийг ялгах нь чухал юм.
- алкадиентэй кумулованимдэд шөрмөсний хэлбэрийг өөрчлөх:
- алкадиентэй сүлжмэлдоод шөрмөс;
$CH_2=CH-CH=CH_2$;
- алкадиентэй тусгаарлагдсандэд шөрмөс
$CH_2=CH-CH_2-CH=CH_2$.
Бүх гурван төрлийн алкадиенийг өдөр тутмын болон засгийн газрын дүрэм журмын дагуу ангилдаг. Хуримтлагдсан холбоо бүхий алкадиен дэх төв нүүрстөрөгчийн атом (хоёр дэд холбоог нэгтгэдэг атом) $sp$-гибридизацийн төлөвт байна. Энэ нь нэг шулуун дээр хэвтэж, эсрэг чиглэлд шулуун байгаа хоёр $σ$ холбоос, перпендикуляр хавтгайд байрлах хоёр $π$ холбоос үүсгэдэг. $π$-Арьсны нүүрстөрөгчийн атомын эрлийзжээгүй p-орбиталуудын бүтцэд бонд үүсдэг. Тусгаарлагдсан холбогчоос алкадиенуудын хүч нь бүр илүү тодорхой байдаг, учир нь сүлжмэл $π$-нэхмэлүүд нэг нэгээр нь саадгүй урсдаг.
$π$-холболт үүсгэдэг p-орбиталууд нь бараг нэг систем болдог (тэдгээрийг $π$-систем гэж нэрлэдэг), учир нь Хөрш зэргэлдээх $π$ холбоосуудын p-орбиталууд ихэвчлэн давхцдаг.
Изомеризм ба нэршил
Алкадиенүүд нь бүтцийн изомеризм ба цис-, транс изомеризмаар тодорхойлогддог.
Бүтцийн изомеризм.
— Суултын араг ясны изомеризм:
— Олон холбоосын байрлалын изомеризм:
$(CH_2=CH—CH=CH_2)↙(бутадиен-1,3)$ $(CH_2=C=CH—CH_3)↙(бутадиен-1,2)$
Cis-, trans-Изомеризм (орон зай ба геометрийн)
Жишээлбэл:
Алкадиенууд нь алкин ба циклоалкенуудын ангиллын изомер юм.
Алкадиений нэрийг үүсгэх үед дэд холбоосуудын дугаарыг зааж өгнө. Толгойн ланцет нь хоёр удаа боох гэмтэй.
Жишээлбэл:
Алкадиенүүдийн физик ба химийн хүч
Физик хүч.
Ихэнх тохиолдолд пропандиен-1,2, бутадиен-1,3 - хий, 2-метилбутадиен-1,3 - дэгдэмхий шингэн. Тусгаарлагдсан холбогчтой алкадиенүүд (хамгийн энгийн нь пентадиен-1,4) – рудини. Бүх зүйл хатуу үг хэллэг юм.
Химийн хүч.
Тусгаарлагдсан холбогчоос алкадиенүүдийн химийн шинж чанар нь алкены шинж чанараас бага зэрэг ялгаатай байдаг. Сүлжмэл холбоос бүхий алкади нь зарим онцгой шинж чанартай байдаг.
1. Хүлээн авах хариу үйлдэл.Алкади нь ус, галоген, галоген агуулдаг.
Үүссэн холбооноос алкадиенүүдийг нэмэх онцлог нь 1 ба 2-р байрлал, 1 ба 4-р байрлалд молекулуудыг нэмэх чадвар юм.
Бүтээгдэхүүний реактив байдал нь тодорхой урвал явуулах оюун ухаан, аргаас хамаарна.
2.Полимержих урвал.Жинсэн хувцасны хамгийн чухал хүч бол катион эсвэл чөлөөт радикалуудын нөлөөн дор полимержих явдал юм. Эдгээр нэгдлүүдийн полимержилт нь нийлэг каучукийн үндэс суурь юм.
$nCH_2=(CH—CH=CH_2)↙(бутадиен-1,3)→((... —CH_2—CH=CH—CH_2— ...)_n)↙(\text"синтетик бутадиен резин")$ .
Үүссэн диенүүдийн полимержилт 1,4-нэмэлтээр явагдана.
Энэ хэлбэрийн хувьд дэд холбоос нь lancia-ийн төв хэсэгт харагддаг бөгөөд түүний гол хэсэг болох анхан шатны ланкыг авч болно. cis-, Тэгэхээр би транс-тохиргоо.
Алкини
Алкинууд нь нэг холбоо бүхий молекул, нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд нэг гурвалсан холбоо, ижил төстэй химийн томъёо $C_(n)H_(2n-2)$ бүхий ациклик нүүрс ус юм.
Гомолог цуврал
Зэврээгүй алкинууд нь этин (ацетилен) -тэй ижил төстэй цуваа үүсгэдэг.
$С_2Н_2$ - этин, $С_3Н_4$ - пропин, $С_4Н_6$ - бутин, $С_5Н_8$ - пентин, $С_6Н_(10)$ - гексин.
Изомеризм ба нэршил
Алкинууд, түүнчлэн алкенууд нь бүтцийн изомеризмаар тодорхойлогддог: нүүрстөрөгчийн араг ясны изомеризм ба олон холбоосын байрлалын изомеризм. Бүтцийн изомерын байрлалтай хамгийн энгийн алкин нь алкины холболтын ангиллын олон тоогоор илэрхийлэгддэг бөгөөд энэ нь бутин юм.
$СН_3—(СН_2)↙(бутин-1)—С≡СН$ $СН_3—(С≡С)↙(бутин-2)—СН_3$
Пентинээс эхлээд алкин дахь нүүрстөрөгчийн араг ясны изомеризм боломжтой.
Тиймээс гурав дахь холболт нь нүүрстөрөгчийн ланцетийн шугаман бүтцийг дамжуулдаг тул геометрийн ( cis-, trans-) алкины хувьд изомер үүсэх боломжгүй.
Энэ ангийн нүүрс усны молекулд гурвалсан холбогч байгаа нь дагавараар илэрхийлэгдэнэ. -ын, Энэ нь нүүрстөрөгчийн атомын тоо болно.
Жишээлбэл:
Алкинууд нь бусад ангиллын изомерууд юм. Тиймээс $С_6Н_(10)$ химийн томъёо нь гексин (алкин), гексадиен (алкадиен) ба циклогексен (циклоалкен) юм.
Алкины физик, химийн шинж чанар
Физик хүч.Алкин, түүнчлэн алкенуудын буцлах, хайлах температур нь молекулын жин нэмэгдэхийн хэрээр байгалийн жамаар хөдөлдөг.
Алкинууд нь өвөрмөц үнэртэй байдаг. Өмхий үнэр нь ус, доод алкан, алкенд илүү тод илэрдэг.
Химийн хүч.
Хүлээн авах хариу үйлдэл.Алкинуудыг ханаагүй төлөвт хүргэж, нэмэлт урвалд ордог. Их хариу үйлдэл электрофил нэмэлт.
1. Галогенжилт (галогенд молекул нэмэх).Галоген (хлор, бром) -д хоёр молекул нэмснээр алкин үүсдэг.
$CH≡CH+Br_2→(CHBr=CHBr)↙(1,2-диброметан),$
$CHBr=CHBr+Br_2→(CHBr_2-CHBr_2)↙(1,1,2,2-тетраброметан)$
2. Гидрогалогенжилт (галоген устөрөгчийн нэмэлт).Электрофилийн механизмаар дамждаг галоген устөрөгчтэй холбоотой урвал мөн хоёр үе шаттайгаар явагддаг бөгөөд хоёр үе шатанд Марковниковын дүрмийг баримтална.
$CH_3-C≡CH+Br→(CH_3-CBr=CH_2)↙(2-бромопропен),$
$CH_3-CBr=CH_2+HBr→(CH_3-CHBr_2-CH_3)↙(2,2-дибромопропан)$
3. Чийгшүүлэх (ус нэмэх).Кетон ба альдегидийн үйлдвэрлэлийн нийлэгжилтэд маш чухал ач холбогдолтой зүйл бол ус нэмэх урвал (шингэнжилт) гэж нэрлэгддэг. Кучеровын хариу үйлдэл:
4. Алкины чийгшүүлэх.Металл катализатор ($Pt, Pd, Ni$) байгаа тохиолдолд алкинуудыг нэмдэг.
$R-C≡C-R+H_2(→)↖(Pt)R-CH=CH-R,$
$R-CH=CH-R+H_2(→)↖(Pt)R-CH_2-CH_2-R$
Гурав дахь холбоосын хэсгүүд нь хоёр урвалын $π$ холбоостой нийлдэг бөгөөд алканууд ижил хурдаар ирдэг.
1) тримеризаци.
Идэвхжүүлсэн нүүрсээр этинийг дамжуулах үед холимог бүтээгдэхүүн үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь бензол юм.
2) димеризаци.
Ацетилен хүртэл тримержих тос, димержих боломжтой. Винилацетилен нь нэг валент зөгийн балны давстай үед үүсдэг.
$2HC≡CH→(HC≡C-CH=CH_2)↙(\text"butene-1-in-3(винилацетилен)")$
Энэ яриа нь хлоропренийг арилгахад хэрэглэгддэг.
$HC≡C-CH=CH_2+HCl(→)↖(CaCl)H_2C=(CCl-CH)↙(хлоропрен)=CH_2$
Хлоропрен резинийг арилгахын тулд полимержилтийг ашиглан:
$nH_2C=CCl-CH=CH_2→(...-H_2C-CCl=CH-CH_2-...)_n$
Алкины исэлдэлт.
Этин (ацетилен) нь маш их халуунд исгэлэн шатдаг.
$2C_2H_2+5O_2→4CO_2+2H_2O+2600kJ$ Энэхүү урвал нь маш өндөр температуртай ($3000°C$-с дээш) хүчил-ацетилен хөөсний үйл ажиллагааны үндэс болсон бөгөөд энэ нь түүнийг зүсэх, гагнахад ашиглах боломжийг олгодог. металлууд.
Ил задгай агаарт ацетилен хагас шатдаг, юу татах вэ, учир нь... Энэ молекулд нүүрстөрөгчийн оронд илүү их, бага молекулд этан, этилен байдаг.
Алкенууд нь алкенууд шиг калийн перманганатаар хүчиллэгждэг; Энэ тохиолдолд олон холболт үүсдэг.
Иони (В.В. Марковниковын дүрэм) ба органик химийн радикал урвалын механизм
Органик химийн химийн урвалын төрлүүд
Органик нэгдлүүдийн урвалыг албан ёсоор дөрвөн үндсэн төрөлд хувааж болно: орлуулах, нэмэх, устгах (арилгах) ба дахин бүлэглэх (изомержих). Мэдээжийн хэрэг, органик нэгдлүүдийн бүх янз бүрийн урвалыг нэг ангилалд (жишээлбэл, горенийн урвал) бууруулах боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч ийм ангилал нь органик бус химийн хичээлээс танд аль хэдийн мэдэгдэж байсан органик бус бодисын хоорондох урвалын аналогийг бий болгоход тусална.
Дүрмээр бол урвалд оролцдог үндсэн органик бодисыг субстрат гэж нэрлэдэг бөгөөд урвалын бусад бүрэлдэхүүн хэсгийг сэтгэцийн хувьд урвалж гэж үздэг.
Орлуулах урвалууд
Гаралтын молекул (субстрат) дахь нэг атом эсвэл бүлэг атомыг бусад атом эсвэл атомын бүлэгт орлуулах урвалыг орлуулах урвал гэнэ.
Алкан, циклоалкан, арен зэрэг хилийн ба үнэрт нэгдлүүд орлуулах урвалд ордог.
Ийм урвалын жишээг авч үзье.
Гэрлийн нөлөөн дор метан молекул дахь усны атомууд нь галоген атомууд, жишээлбэл, хлорын атомуудаар солигддог.
$CH_4+Cl_2→CH_3Cl+HCl$
Усыг галогенээр солих өөр нэг арга бол бензолыг бромбензол болгон хувиргах явдал юм.
Энэ урвалын эквивалентыг өөрөөр бичиж болно.
Энэ хэлбэрээр бичихдээ урвалж, катализатор, урвалыг сумны дээр, органик бус урвалын бүтээгдэхүүнийг доор нь бичдэг.
Хүлээн авах хариу үйлдэл
Урвалж буй бодисын өөр хоёр молекул нэг болж нэгдэх урвалыг нэмэлт урвал гэнэ.
Нэмэлт урвалд алкен эсвэл алкин гэх мэт ханаагүй зүйлүүд орно.
Мөн молекул нь урвалжийн үүрэг гүйцэтгэдэг тул устөрөгчжүүлэлт (эсвэл шинэчлэх), галогенжилт, гидрогалогенжилт, усжилт болон бусад нэмэлт урвалд хуваагддаг. Тэдний арьсанд дуулах ухаан шаардагдана.
1. Гидравлик банн- Олон холбоос дээр усны молекул нэмэх урвал:
$CH_3(-CH=)↙(\текст"пропен")CH_2+H_2(→)↖(Pt)CH_3(-CH_2-)↙(\текст"пропан")-CH_3$
2.Гидрогалоген банн- Галоген устөрөгч нэмэх урвал (гидрохлоржуулалт):
$(CH_2=)↙(\текст"этен")CH_2+HCl→CH_3(-CH_2-)↙(\текст"хлоретан")-Cl$
3.Галогенжүүлсэн- Галогенд нэмсэн урвал:
$(CH_2=)↙(\текст"этен")CH_2+Cl_2→(CH_2Cl-CH_2Cl)↙(\текст"1.2-дихлорэтан")$
4. Полимержилт- бага молекул жинтэй ярианы молекулууд нь маш өндөр молекул жинтэй ярианы молекулуудтай нэгдэх тусгай төрлийн урвал юм. макромолекулууд.
Полимержих урвал нь бага молекул жинтэй молекулуудыг (мономер) том молекулаас (макромолекул) полимер болгон нэгтгэх үйл явц юм.
Полимержих урвалыг хэт ягаан туяаны нөлөөн дор полиэтиленийг этиленээс (этен) салгахад ашиглаж болох ба полимержилтын радикал санаачлагч $R:$
$(nCH_2=)↙(\text"eten")CH_2(→)↖(\text"Хэт ягаан туяа, R")((...-CH_2-CH_2-...)_n)↙(\text" полиэтилен ")$
Органик нэгдлүүдийн хувьд хамгийн онцлог шинж чанартай ковалент холбоо нь атомын орбиталуудыг огтолж, электрон хос үүсгэх үед үүсдэг. Үүний үр дүнд электрон хос агуулсан хоёр атомын тойрог зам үүсдэг. Бонд тасрах үед эдгээр электронуудын эзлэх хувь өөр байж болно.
Органик химийн урвал үүсгэгч бөөмсийн төрлүүд
Нэг атомд хамаарах хосгүй электронтой тойрог зам нь нөгөө атомын орбитальтай давхцаж болох ба хосгүй электрон ч байх болно. Энэ тохиолдолд ковалент холбоо үүсэх болно солилцооны механизм:
$H + H→H:H,$ эсвэл $H-H$
Солилцооны механизмКовалентын холбоог бий болгох нь өөр өөр атомуудад хамаарах хосгүй электронуудаас электрон хос үүсгэх замаар явагддаг.
p align="justify"> Бодисын солилцооны механизмаар дамжуулан ковалент холбоо үүсэх үйл явц нь атом бүрт нэг электрон хүрэх боломжийг олгодог бондын задрал юм. Үүний үр дүнд хоёр цэнэггүй бөөмс үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь хосгүй электрон агуулдаг.
Эдгээр хэсгүүдийг нэрлэдэг чөлөөт радикалууд.
Вилна радикалууд- Хослогдоогүй электрон агуулсан атом эсвэл бүлэг атомууд.
Хүчтэй радикалуудын нөлөөн дор үүсэх урвалыг чөлөөт радикал урвал гэж нэрлэдэг.
Органик бус химийн хичээл нь ус нь хүчил, галоген, шатамхай урвалд ордог. Энэ төрлийн урвал нь өндөр шингэн, өндөр дулаанаар тодорхойлогддог гэдгийг анхаарна уу.
Ковалентын холбоог донор-хүлээн авагч механизмаар үүсгэж болно. Ганц электрон хос агуулсан атомын (эсвэл анион) орбиталуудын нэг нь өөр атомын (эсвэл катионы) орбиталтай давхцаж, ковалент холбоо үүсдэг, жишээлбэл:
$H^(+)+(:O-H^(-))↙(\text"хүлээн авагч")→(H-O-H)↙(\text"хандивлагч")$
Ковалентын холбоог татан буулгах нь эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бөөмсийг бий болгоход хүргэдэг; Энэ тохиолдолд гал асаах электрон хосын электронууд атомуудын аль нэгэнд алга болж, нөгөө атом нь хоосон тойрог замтай байна.
$R:|R=R:^(-)+R^(+)$
Хүчлийн электролитийн диссоциацийг авч үзье.
$H:|Cl=H^(+)+Cl^(-)$
Ганц электрон хос $R:^(-)$-д ямар хэсэг байгааг та амархан таах боломжтой бөгөөд ингэснээр сөрөг цэнэгтэй ионууд эерэг цэнэгтэй атомууд эсвэл хэсэгчилсэн эсвэл үр дүнтэй эерэг цэнэгтэй атомуудад татагдах болно. Хуваалцаагүй электрон хостой хэсгүүдийг нэрлэдэг нуклеофиль бодисууд (Цөм- Цөм, атомын эерэг цэнэгтэй хэсэг) нь эерэг цэнэгтэй цөмийн "найзууд" юм.
Нуклеофилууд ($Nu$)- үр дүнтэй эерэг цэнэгийг авч явдаг молекулын хэсгүүдтэй харилцан үйлчилдэг, хуваагдаагүй хос электрон агуулсан анионууд эсвэл молекулууд.
Нуклеофилийн хэрэглээ: $Cl^(-)$ (хлоридын ион), $OH^(-)$ (гидроксидын анион), $CH_3O^(-)$ (метоксидын анион), $CH_3COO^(-)$ (ацетатын анион). ).
Гэсэн хэдий ч эзгүй тойрог замд байгаа бөөмс нь тэдгээрийг нөхөх хандлагатай байдаг тул электрон нягтрал, сөрөг цэнэг, хуваагдаагүй электрон хосууд байдаг молекулын хэсгүүдэд татагддаг. Үнэр нь электрофил, электроны "найзууд", сөрөг цэнэг, электрон нягтрал ихэссэн бөөмсөөс үүдэлтэй.
Электрофиль- электронуудын дүүргэлтийг устгаж, атомын электроны илүү тод томруун хэлбэрийг бий болгодог электрон тойрог зам үүсгэдэг катионууд эсвэл молекулууд.
Электрофилийн хэрэглээ: $ NO_2 $ (нитро бүлэг), - $ COOH $ (карбоксил), - $ CN $ (нитрил бүлэг), - $ SON $ (альдегидийн бүлэг).
Электрофиль бүхий тэгш бус тойрог замын нэг хэсэг байж болохгүй. Жишээлбэл, үндсэн металлын катионууд нь инертийн хийн тохиргоог харуулдаг бөгөөд тэдгээр нь электроны нягтрал багатай тул электрон нэмэхэд саад болохгүй. Эндээс харахад тэдгээр нь тэгш бус тойрог замтай байсан ч ийм бөөмс нь электрофил биш байх болно гэсэн дүгнэлтийг хийж болно.
Урвалын тасалдал үүсэх үндсэн механизмууд
Бид урвалд орж буй гурван үндсэн төрлүүд болох чөлөөт радикалууд, электрофилууд, нуклеофилууд болон урвалын механизмын гурван дэд төрлийг харсан.
- чөлөөт радикал;
- электрофилн;
- Нуклеофиль.
Реактив бөөмсийн талст руу үзүүлэх урвалын ангиллаас гадна органик химийн хувьд молекулуудын найрлагыг өөрчлөх зарчмын дагуу тэдгээрийг нэмэлт, орлуулах, хуваах, устгах (лат гэх мэт) гэсэн дөрвөн төрлийн урвалд хуваадаг. . арилгах- харах, нулимах) болон дахин бүлэглэх. Нэмэлт, орлуулалт нь бүх гурван төрлийн урвал үүсгэгч бөөмсийн нөлөөн дор тохиолдож болох тул урвалын шилжилтийн хэд хэдэн үндсэн механизмыг харж болно.
1.Чөлөөт радикалыг орлуулах:
$(CH_4)↙(\текст"метан")+Br_2(→)↖(\текст"Хэт ягаан туяа")(CH_3Br)↙(\текст"бромометан")+HBr$
2. Чөлөөт радикалыг хүлээн зөвшөөрөх:
$nCH_2=CH_2(→)↖(\текст"Хэт ягаан туяа, R")(...-CH_2-CH_2-...)_n$
3. Электрофилийн орлуулалт:
4. Электрофиль холболт:
$CH_3-(CH=)↙(\текст"пропен")CH_2+HBr(→)↖(\text"rozchin")(CH_3-CHBr-CH_3)↙(\text"2-бромопропан")$
$CH_3(-C≡)↙(\текст"пропин")CH+Cl_2(→)↖(\text"rozchin")(CH_3-CCl=CHCl)↙(\text"1,2-дихлоропропен")$
5. Нуклеофилийн нэмэлт:
Нэмж дурдахад бид нуклеофилийн тоосонцор - суурийн урсгалын дор үүсдэг салгах, арилгах урвалыг авч үзэх болно.
6. Устгах:
$СH_3-CHBr-CH_3+NaOH(→)↖(\текст"архи сарнай")CH_3-CH=CH_2+NaBr+H_2O$
В.В.Марковниковын дүрэм
Үүнээс гадна алкенууд (ханаагүй нүүрс ус) нь нэмэлт урвалд орох хандлагатай байдаг. Эдгээр урвалын ихэнх нь механизмаар явагддаг электрофил нэмэлт.
Гидрогалогенжилт (галоген устөрөгч дээр нэмсэн):
$CH_3(-CH-)↙(\текст"пропен")CH_2+HBr→CH_3(-CHBr-CH_3)↙(\текст"2-бромопропан")$
Энэ урвалыг захиалсан байна В.В.Марковниковын дүрэмд:Галогенжүүлсэн усыг алкенд нэмэхэд устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомд ус нэмнэ. илүү их усны атомтай атом, галоген нь устөрөгч багатай байдаг.