Характеристики химических связей в молекуле алкинов

Соединение	Связи между атомами С	Связи С–Н
СºС	ºС–С	Н–Сº	Сsp3–Н
l×102, нм	Е, кДж/моль	l×102, нм	Е, кДж/моль	l×102, нм	Е, кДж/моль	m, Д	l×102, нм	Е, кДж/моль	m, Д
НСºС–СН3	12,0		14,6		10,6		1,1	11,0		0,3

Особый интерес представляет связь ºС-Н. Эта связь короче и прочнее аналогичных связей углерод-водород в алкенах и алканах (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Характеристики связей С-Н в алканах, алкенах и алкинах

Углеводород	Длина, l×102, нм	Энергия Е, кДж/моль	Доля s-орбитали атома углерода, %	Дипольный момент m, Д
	11,0		25,0	0,3
	10,9		33,3	0,6
	10,6		50,0	1,08

Связь ºС–Н имеет заметную полярность, связанную с большей долей s-состояния гибридной орбитали и, вследствие этого, с большей близостью электронной пары связи ºС–Н к углероду.

В результате смещения электронного облака s-связи от атома водорода к атому углерода атом водорода становится отчасти положительно заряженным - кислотным.

Энергия диссоциации связи углерод-водород в ацетилене ºС–Н больше, чем в этилене; sp-гибридизация затрудняет гомолитический разрыв связи ºС–Н с образованием радикалов, но облегчает гетеролитический разрыв этой связи с образованием ионов.

Физические свойства

Алкины малополярные соединения, их физические свойства сходны со свойствами алканов и алкенов: они также нерастворимы в воде, но растворимы в таких органических растворителях, как эфир, четырёххлористый углерод, бензол; плотность их меньше плотности воды. Низшие алкины - газы; температуры кипения алкинов повышаются с увеличением числа атомов углерода; разветвление цепи в молекуле изомера понижает температуру кипения.

Отличительным свойством ацетилена и его гомологов с одной алкильной группой является поглощение в области 3300 см^-1 , соответствующее валентным колебаниям n (ºС–Н). Увеличение частоты в ряду n (С_sp3–H), n (С_sp2–H), n (С_sp –H) объясняется увеличением доли s-состояния гибридных орбиталей атомов углерода, образующих связи С–Н, при этом связь ºС–Н становится более короткой, прочной и более жёсткой.

Благодаря наличию частичных положительных зарядов на атомах водорода групп ºС–Н между атомом водорода ацетилена и атомами кислорода и азота других органических соединений (кетонов, эфиров, аминов) возникает сильное диполь-дипольное взаимодействие.

Поэтому ацетилен достаточно хорошо растворим в полярных органических растворителях.

Химические свойства

Химические свойства алкинов обусловлены их способностью реагировать двумя путями:

1). Посредством раскрытия кратной связи - реакции присоединения;

2). Посредством замещения атома водорода при углероде с тройной связью.

Реакции присоединеня