Алкины- алифатические (ациклические) углеводороды, молекулы которых содержат одну тройную углерод-углеродную связь С≡С
Непредельные ацетиленовые углеводороды. Алкины.
| Строение | Химические свойства | Получение | |
Общая формула СnH2n-2 (- ин) Гомологи: С2Н2 – этин, ацетилен CH≡CH С3Н4 - пропин CH≡C-CH3 С4Н6- бутин Радикалы CH≡C ─ этинил CH≡C-CH2─ пропинил, пропаргил Изомерия С4Н8 · Структурная *углеродного скелета C≡C-C-C─С ; C≡ C-C─С бутин-1 | C 3-метил пропин-1 *положения кратной связи C≡C-C-C; C-C ≡ C-C; бутин-1 бутин-2 · Межклассовая (метамерия) C-C ≡C-C; C=C ─C=C бутин-2; бутадиен-1,3;  циклобутен Физические свойства С2 – С4 - газы С5– С16 – жидкости С17 и > твердые · Малорастворимы в воде, но более растворимы, чем алканы и алкены | · алкины построены из углеродных цепей; · атомы углерода не насыщены атомами водорода. · атомы углерода находятся в состоянии sp - гибридизации: 1S + 1Р → 3 SР  σ-связи С – С - sp- sp; С – Н - sp – s · валентный угол 1800 две π-связи: Pz- Pz; Pу- Pу т.е между атомами углерода- тройная связь · длина тройной связи 0,120 нм (нанометров) (1 нм = 10-7см.) · энергия связи С≡С составляет 837 кДж/моль · форма молекулы линейная · тройная связь уменьшает расстояние между атомами (C≡C), водород при данных атомах становится более подвижным и проявляет слабые кислотные свойства. | · π-связь легче рвется, поэтому более реакционно - способна, чем σ-связь. Реакции идут в мягких условиях (обычные условия ) по ионному механизму: Х|:У→ Х+ + У- · основные реакции присоединения за счет разрыва π-связи (Н2; Г2; НГ; Н2О)- t0,Ni,Р 1. Гидрирование:CH≡CH+Н2 →CH2=CH2 →CH3-CH3 2. Галогенирование:CH≡CH + Br2 → BrCH=CHBr → Br2CH-CHBr2 - качественная реакция 3. Гидрогалогенирование (по правилу Марковникова- водород присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода при тройной связи) CH3-C≡CH + НСl→CH3-CСl =CH2 →CH3-CСl2 –CH3 4.  ГидратацииHg2+, Н+, t0 CH≡ CH+Н2О → [H2C= CHОН] → реакция Кучерова - получается этаналь Hg2+, Н+, t0 · CH3-C≡CH+Н2О → [ CH3-CОН =CH2] → CH3- С -CH3 получается кетон (ацетон) ║ О  5.  Полимеризации · Тримеризация: 3CH ≡ CH→ бензол (6000; Сакт) ·  CH≡ CH+ НСl→ CH2= CHСl → (─CH2─ CH─)n винилхлорид Сl поливинилхлорид · Полное горение:2С2Н2 + 5О2 → 4СО2 + 2Н2О + Q (t0) (горят коптящим пламенем) 6. Окисление: · CH≡ CH+[ О] → НООC- CООН (мягкие условия, нейтр. среда) · 3CH≡CH+8KMnO4→3KООC-CООK+2КОН + 8MnO2↓+2Н2О; В жестких условиях идет разрыв тройной связи и образование кислот: 5 CH3C≡CCH3 + 6KMnO4+9Н2SО4→ 10СН3СООН + 3К2SO4 +6MnSO4 +4Н2О 5CH3СН2C≡CCH3+6KMnO4+9Н2SО4 → 5СН3СООН+5СН3СН2СООН+ +3К2SO4+6MnSO4 +4Н2О 7. Реакции замещения (кислотные свойства) CH≡ CH+ 2[Ag(NH3)2]ОН→ AgC≡ CAg↓ + 4NH3+ 2Н2О ( t0) CH≡ CH+2 [Cu(NH3)2]Cl→ CuC≡ CCu↓ + 2NH4Cl получаются ацетилениды – взрывчатые вещества Алкилировние: CH≡CAg+BrCH3→AgBr+CH≡C-CH3–наращивание цепи CH3-C≡CH + BrCH3→ CH3-C≡C−CH3+HBr (Pd2+) | 1. Из природного газа (95%- CH4) 1500С 2CH4→ С2Н2+ 2H2 - пиролиз 1.Из неорганических веществ - карбидный способ: · CaC2+2Н2О→С2Н2 + Ca(OH)2 (3C +CaO →CaC2 +CO - 25000 CaCO3 +4C → CaC2 + 3CO) 2.При помощи ацетиленидов металлов получают более сложные алкины CH≡CAg+BrCH3→ →AgBr+CH≡C-CH3 3.Из дигалогенопроизводных: дегидрогалогенирование дигалоген-алканов t0 · СlCH2-CH2Cl + 2КОН(спирт) → → CH≡CH+ 2KCl +2Н2О · CH3-CBr2─CH3+2КОН(спирт)→ → CH3-C≡CH+ 2KCl + 2Н2О(t0) 4.Дегалогенирование тетра-бромпроизводных алканов 2Zn CHBr 2-CHBr2 → CH≡CH + 2ZnBr2 Применение · Производство полимерных материалов (клей ПВА, водоэмульсионные краски, капсулы для лекарств, синтетические каучуки). · Ацетилен – в технике для сварки и резки металлов, для получения уксусного альдегида и уксусной кислоты, растворителей (1,2 дихлорэтана, этилацетата и др.) |
Задания по теме «Алкины»:
| А.1. При гидратации этина в присутствии сульфата ртути (II) образуется 1) этанол 2) этаналь 3) этановая кислота 4) диэтиловый эфир А.2. Ацетилен в промышленности получают: 1) перегонкой сырой нефти 2) термическим крекингом метана 3) выделением из природного газа 4) дегидрированием этана А. 3.Объем ацетилена (н.у.) необходимый для получения 194 г дихлорэтена равен 1) 22,4л. 2)44,8 л 3) 56 л 4) 112 л А. 4.В молекуле какого вещества все атомы углерода находятся в состоянии sp- гибридизации? 1) этана 2) ацетилена 3) этилена 4) бензола А.5.В результате взаимодействия ацетилена с водой в присутствии Hg2+ образуется 1) СН3СОН 2) С2Н5ОН 3) С2Н4 4) СН3СООН А.6. Число σ-связей в молекуле пропина равно 1) 6 2) 2 3) 5 4) 4 А.7. С раствором перманганата калия взаимодействуют 1) бутан, пропан, бутен 2) пропен, бутадиен, этин 3) циклопропан, этен, пропан 4) бутен-2, этин, хлорметан А.8. В схеме превращений метан → Х → этан веществом «Х» является 1) ацетилен2) этилен 3) метанол 4) этаналь А.9. Число связей в молекуле пропина 1) одна π-связь и пять σ- связей 2) одна π-связь и шесть σ- связей 3) две π-связи и пять σ- связей 4) две π-связи и шесть σ- связей А.10.Сырьём для получения ацетилена служит 1) ацетат натрия 2) метан 3) ацетон 4) карбид алюминия А.11. В молекуле 2-метилбутена-2 гибридизация орбиталей углеродных атомов 1) только sp3 2) только sp2 3) sp3 и sp2 4) sp3 и sp В.1.Ацетилен будет реагировать с каждым из веществ, указанных в ряду 1) [Cu(NH3)2]Cl, Н2О, Н2 2)CuSO4, C, Br2 3) Na2O, HCl, O2 4) [Ag(NH3)2]ОН, HBr, Cl2 5) CO2 Н2О, HCl 6) KMnO4, Н2, Br2 В.2. Для ацетилена характерно 1) sp-гибридизация атомов углерода 2) наличие одной π-связи 3) хорошая растворимость в воде 4) реакция замещения с хлором 5) реакция полимеризации 6) реакция замещения с аммиачным раствором серебра В.3. Для бутина- 1 справедливы утверждения: 1) молекула содержит одну π-связь 2) способен к реакции гидрирования 3) взаимодействует с бромной водой 4) все атомы находятся в состоянии sp2- гибридизации 5) является изомером дивинила 6) при гидратации в присутствии солей ртути (II) образует бутаналь | 1. Напишите уравнения химических реакций к следующим схемам. Назовите продукты реакции:  а) CaC2 → С2Н2→ С2Н4→ С2Н5Br→ С4Н10 CH3-CHO б) С2Н2 ←CH4→ CH3Cl→ C2 H6→ С2Н4→ С2Н4Cl2→ С2Н2→ CО2 2Br2 NaОНсп. X3n в) С3Н8 → С3Н6 Br2 → С3Н4 →? 2. Установитенеизвестные вещества, напишите уравнения реакций 1. CH3-CH2 -CH2 -CH2Cl →А → Б→ CH3-CH2 -C≡CH 2Br2 4КОНсп. Г CH3-CH2 -C≡C─СH3→ А → Б → В↓→ Б 3. Ниже представлены органические продукты реакции. Напишите полностью схемы реакций. Все неизвестные соединения относятся к классу алкинов. Назовите их по международной номенклатуре. Hg2+/ Н2О  а) A → H3C─C( CH3)2 ─CH2 ─CО─CH (CH3)2 Br2 б) Б → H3C─CBr2 ─CBr2 ─CH (CH3)(C2H5) HCl в) В → H3C─CCl2 ─ CH (CH3)2 Ag2O / NH3 г) Г → H3C─CH2 ─CH2 ─C≡C─Ag 4.В трех сосудах без этикеток находятся пентин-1, гексан, гексен-2. Каким образом их можно различить?. Напишите уравнения реакций. 5.Углеводород А способен реагировать с аммиачным раствором хлорида меди (I) с образованием осадка, в сухом виде взрывающегося при ударе. Плотность А по водороду равна 20. Что представляет собой вещество А? Напишите уравнение горения этого вещества 6.Почему во всех работах, связанных с ацетиленом, категорически запрещено применять медь и ее сплавы в реакторах, инструментах, коммуникациях и т.д.? Решите задачи. 1. Плотность паров углеводорода по кислороду равна 2,125. Выведите молекулярную формулу алкина. (С5Н8) 2. Массовая доля водорода в углеводороде равна 12,5%. Плотность паров углеводорода по кислороду равна 3. (С7Н12) 3. 13,5г. органического вещества (н.у.)занимают объем 5,6 л. При сжигании 10,8 г этого вещества образуется 17,92 л углекислого газа (н.у.) и 10,8 г воды. Выведите молекулярную формулу органического вещества. (С4Н10) 4. Какая масса карбида кальция вступила в реакцию с водой, если образовалось 11,2 л. ацетилена (н.у.) 5. Какой продукт и в каком количестве получили при реакции 6,2 г метилиодида со 150,4 г пропеленида лития? Выход продукта реакции 80% (4,3 г) |