Химические свойства алкинов.

Химические свойства алкинов объясняет наличие тройной связи в молекуле алкина. Типичная реакция для алкинов – реакция присоединения, которая протекает в 2 стадии. На первой происходит присоединение и образование двойной связи, а на второй – присоединение к двойной связи. Реакция у алкинов протекает медленнее, чем и алкенов, т.к. электронная плотность тройной связи «размазана» более компактно, чем у алкенов, и поэтому менее доступна для реагентов.

1. Галогенирование. Галогены присоединяются к алкинам в 2 стадии. Например,

А суммарно:

Алкинытакже как алкены обесцвечивают бромную воду, поэтому эта реакция является качественной и для алкинов. 2.Гидрогалогенирование. Галогенводороды присоединяются к тройной связи труднее, чем к двойной. Для ускорения (активации) процесса используют сильную кислоту Льюиса – AlCl₃. Из ацетилена при таких условиях модно получить винилхлорид, который идет на производства полимера – поливинилхлорида:
Если же галогенводород в избытке, то реакция идет по правилу Марковникова:

3. Гидратация (присоединение воды). Реакция протекает только в присутствии солей ртути (II) в качестве катализатора:

На 1ой стадии образуется непредельный спирт. Такие спирты называются виниловыми или фенолами. Отличительная черта таких спиртов – неустойчивость. Они изомеризуются в более стабильные соединения (альдегиды и кетоны) вследствие переноса протона от ОН-группы к углероду при двойной связи. Те алкины, которые имеют концевую тройную связь, могут отщеплять протон под действием сильных кислотных реагентов. Такой процесс обусловлен сильной поляризацией связи . Причиной поляризации служит сильная электроотрицательность атома углерода в sp-гибридизации, поэтому алкины могут образовывать соли – ацетилениды:

Ацетилениды меди и серебра легко образуются и выпадают в осадок (при пропускании ацетилена через аммиачный раствор оксидасеребра или хлорида меди). Эти реакции являются качественнымина концевую тройную связь:

Полученные соли легко разлагаются под действием HCl, в результате выделяется исходный алкин:

Поэтому алкины легко выделить из смеси других углеводородоров. 5. Полимеризация. При участии катализаторов алкины могут реагировать друг с другом, причем в зависимости от условий, могут образовываться различные продукты. Например, под воздействием хлорида меди (I) и хлорида аммония:

Винилацетилен (полученное соединение) присоединяет хлороводород, образуя хлорпрен, который служит сырьем для получения синтетического каучука:

Реакция окисления и восстановления. Алкины легко окисляются перманганатом калия. Раствор обесцвечивается, т.к. в исходном соединении есть тройная связь. При окислении происходит расщепление тройной связи с образованием карбоновой кислоты: В присутствие металлических катализаторов происходит восстановление водородом:

30. Ацетилен – это один из наиболее значимых углеводородов с тройной связью. Он является первым представителем ряда ацетилена, а также бесцветным газом, который практически не растворим в воде. Молекула ацетилена имеет на два атома водорода меньше, чем в молекуле этилена, и при этом характерно образование третьей связи между атомами углерода.

Применение ацетилена:

1) может применяться в качестве горючегопри газовой сварке и резке металлов;

2) используется также для синтезаразличных органических соединений;

3) в результате присоединения хлора к ацетилену получают растворитель – 1,1,2,2-тетрахлорэтан. Путем дальнейшей переработки тетрахлорэтана получаются другие хлорпроизводные;

4) при отщеплении хлороводорода от 1,1,2,2-тетрахлорэтана образуется трихлорэтен – растворитель высокого качества, который широко применяется при чистке одежды: СНСI = ССI₂;

5) в больших количествах ацетилен идет на производство хлорэтена, или винилхлорида, с помощью полимеризации которого получается поливинилхлорид (используется для изоляции проводов, изготовления плащей, искусственной кожи, труб и других продуктов);

6) из ацетилена получаются и другие полимеры, которые необходимы в производстве пластмасс, каучуков и синтетических волокон.

31. Ароматические углеводороды (арены) -углеводороды, в молекулах которых есть одно или несколько бензольных колец. Состав аренов с одним бензольным кольцом отвечает общей формуле C_nH_2n-6.В молекуле простейшего арена - бензола (C₆H₆) - -связи образуют единую делокализованную сопряженную (ароматическую) систему -связей.
Строение молекулы простейшего арена - бензола - может быть передано структурными формулами различных типов:
(Строение-Кекуле-1825 г. Три 2-ые связи)

31. Изомерия и номенклатура углеводородов Для гомологов бензола характерна изомерия положения нескольких заместителей. Простейший гомолог бензола — толуол (метил-бензол) не имеет таких изомеров, следующий гомолог представлен в виде четырех изомеров:

Основой названия ароматического углеводорода с небольшими заместителями является слово бензол. Атомы в ароматическом кольце нумеруют, начиная от старшего заместителя к младшему:

По номенклатуре положения 2 и 6 называют орто-положениями, 4 — пара-, а 3 и 5 — жета-положениями.

32. Физические свойства углеводородовБензол и его простейшие гомологи в обычных условиях весьма токсичные жидкости с характерным неприятным запахом. Они плохо растворяются в воде, но хорошо — в органических растворителях.
33.Способы получения Основным источником промышленного получения бензола и его гомологов является нефть и каменноугольная смола — один из продуктов сухой перегонки (коксования) каменного угля. Среди синтетических способов получения аренов можно выделить две группы: получение собственно ароматического кольца и введение в кольцо углеводородного заместителя. Для получения бензола и его гомологов можно использовать следующие реакции:

1. Дегидрирование циклогексана
2. Ароматизация (дегидроциклизация) алканов. Алканы с шестью или более углеродными атомами в цепи в присутствии катализатора циклизуются с образованием бензола и его производных.

3. Синтез Вюрца:

34.Химические свойства углеводородов
Реакции замещения
1. Бромирование. При реакции с бромом в присутствии катализатора, бромида железа(ІІІ), один из атомов водорода в бензольном кольце может замещаться на атом брома:

2. Нитрирование.При взаимодействии ароматического углеводорода с азотной кислотой в присутствии серной (смесь серной и азотной кислот называют нитрующей смесью) происходит замещение атома водорода на нитрогруппу —NO₂.

Реакции присоединения 1. Гидрирование. Каталитическое гидрирование бензола протекает при более высокой температуре, чем гидрирование алкенов. 2. Хлорирование. Реакция идет при освещении ультрафиолетовым светом и является свободнорадикальной.

Механизмы реакций бромирования этена и бензола:

Катализатором описанной выше реакции является бромид железа(III), который, присоединяясь к молекуле брома, способствует образованию частицы Вг+ — активного электрофила. По электрофильному механизму идут многие реакции, в которых принимает участие бензол и другие ароматические соединения.

Нитрование