Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Согласно правилу Марковникова, присоединение галогеноводородов к несимметричным алкенам протекает так, что водород направляется к атому углерода, который уже содержит большее число атомов водорода.В приведенной выше реакции продуктом будет 2-иодпропан СН ₃СН(I)СН ₃.

По правилу Марковникова протекает и реакция гидратации,т. е. реакция присоединения воды в присутствии серной кислоты. Она происходит в две стадии:

а) вначале образуется алкилсерная кислота, т. е. H ₂SO ₄присоединяется к алкену:

б) затем происходит ее необратимый гидролиз:

Алкены обесцвечивают раствор перманганата калия на холоду в нейтральной среде, при этом образуются гликоли(двухатомные спирты):

Алкены способны вступать в реакции полимеризации:

Качественные реакции на алкены– обесцвечиваниебромной воды и раствора КMnO ₄(уравнения реакций см. выше).

Алкадиены– непредельные углеводороды, в молекулах которых содержатся две связи С=С. Общая формула алкадиенов С _nН _{2n- 2}(n >= 3), формула совпадает с таковой для алкинов.

Примеры:

Большое практическое значение имеют сопряженные диены, в молекулах которых связи С=С разделены одинарной связью С – С:

Дивинили изопрен– традиционные названия.

Дивинил – бесцветный, легко сжижающийся (при -4,5 °C) газ, изопрен – низкокипящая (34,1 °C) жидкость.

Алкадиены вступают в те же реакции присоединения, что и алкены. Сопряженные диены имеют особые свойства, в частности, в реакциях присоединения; они образуют продукты 1,4-присоединения с одной двойной связью посредине:

(далее возможно образование 1, 2, 3, 4-тетрабромбутана).

Алкадиены способны полимеризоваться с образованием каучуков:

Полиметилбутадиеновый каучук – это полимер, существующий в природе (натуральный каучук), а полибутадиеновый каучук получен искусственно (С. В. Лебедев, 1932 г.) и называется синтетическим каучуком.

Получение:для алкенов в промышленностииспользуют метод каталитического дегидрирования алканов:

В лабораторииалкены получают:

1)  дегидратацией спиртов(отщепление воды от спиртов):

2)  дегидрогалогенированиеж– отщеплением галогеноводорода от моногалогенопроизводного под действием спиртового раствора щелочи:

3)  дегалогенированиеж– отщеплением галогенов от дигалогенопроизводных, в которых атомы галогена находятся у соседних атомов углерода:

Промышленноеполучение дивинила:

1) дегидрирование бутана:

2)  способ Лебедева– одновременное отщепление воды и водорода от этанола на катализаторе (ZnO/Al ₂O ₃):

Алкены используются для органического синтеза, производства пластмасс, искусственного моторного топлива, диеновые углеводороды – исходное сырье в промышленном синтезе каучуков.

9.3. Алкины

Алкины – углеводороды с тройнойсвязью CC в молекулах ( непредельные углеводороды ряда ацетилена).Простейший представитель этого ряда – ацетилен С ₂Н ₂, общая формула алкинов C _nH _{2n- 2}(при n >= 2).

Названия простейших алкинов:

С ₂Н ₂– этин (традиционно: ацетилен)

С ₃Н ₄– пропин (метилацетилен)

С ₄Н ₆– бутин

Изомеры бутина:

Ацетилен, пропин и бутин-1 – бесцветные газы при комнатной температуре, бутин-2 – легкокипящая жидкость, обладает легким «эфирным» запахом.

В алкинах атомные орбитали углерода у тройной связи имеют sp-гибридизацию (линейное строение). Наличие двух -связей обусловливает их химические свойства, в частности высокую способность к реакциям ступенчатого присоединения водорода, хлора, брома, галогеноводородов, воды:

а)

б)

в)

(присоединение НCl к хлорэтену происходит по правилу Марковникова; хлорэтен традиционно называют хлорвиниломили винилхлоридом);

г)  реакция Кучерова(гидратация на катализаторе)

При циклизацииацетилена образуется бензол:

Упомянутый выше хлорвинил способен полимеризоваться:

Поливинилхлорид (ПВХ) – полимер, основа пластмассы, волокон и пленок, применяется в производстве труб, искусственной кожи, электроизоляции, пеноматериалов.

Качественные реакции:

1) на алкины любого строения – обесцвечивание раствора КMnO ₄, чаще всего происходит разрыв углеродной цепи по месту тройной связи (ср. с алкенами);

2) на алкины с концевой тройной связью – замещение концевого атома водорода на медь (I) с образованием ярко-красного осадка:

Получение:в промышленностиацетилен ранее получали гидролизом дикарбида (ацетиленида) кальция:

(неприятный «карбидный» запах газа обусловлен примесями, главным образом фосфином РН ₃).

Современный способ — пиролиз(термическое разложение) метана: