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
Характеристики химических связей в молекуле алкинов - student2.ru   11,0     25,0   0,3
Характеристики химических связей в молекуле алкинов - student2.ru 10,9 33,3 0,6
Характеристики химических связей в молекуле алкинов - student2.ru 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.

Характеристики химических связей в молекуле алкинов - student2.ru

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.

Характеристики химических связей в молекуле алкинов - student2.ru

Характеристики химических связей в молекуле алкинов - student2.ru

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 (Сsp3–H), n (Сsp2–H), n (Сsp –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.

Характеристики химических связей в молекуле алкинов - student2.ru

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

Наши рекомендации