Принципи одержання та використання алкінів
НОМЕНКЛАТУРА
Відповідно до вимог ІUPAC назви алкінів утворюють шляхом замінення суфіксів -ан у назвах алканів на -ін (чи -ин) із зазначенням номера атома карбону, з якого починається потрійний зв¢язок. Деякі алкіни частіше називають за тривіальною номенклатурою, наприклад:
СНºСН Етин (ацетилен)
СНºС-СН3 Пропін (алілен)
СН3-СºС-СН3 Бутин-2 (кротонілен)
ЕЛЕКТРОННА БУДОВА
Обидва атоми карбону при потрійному зв¢язку перебувають у стані sp-гібридизації, внаслідок якої утворюються по дві гібридизовані орбіталі, напрямлені під валентним кутом 1800. Перекривання гібридизованих орбіталей забезпечує лінійну будову фрагмента -СºС-. Негібридизовані ру- і рz- орбіталі кожного атома С перекриваються на взаємно перпендикулярних площинах, утворюючи два p-зв¢язки (рис.2).
p Площини
p-зв¢язків
С s С
p
p
Рисунок 2 – Схема будови потрійного зв¢язку в молекулі ацетилену
У молекулах гомологів ацетилену інші атоми карбону, які не беруть участі в утворенні потрійного зв’язку, перебувають у стані sp3-гібридизації.
Відмінною рисою потрійного зв¢язку є висока електронна густина у між¢ядерному просторі, що призводить до стягування позитивно заряджених ядер і зближення атомів карбону. Тому довжина потрійного зв¢язку дорівнює 0,120нм, тобто вона набагато менша, ніж довжина подвійного (0,133нм) і одинарного (0,154нм) зв¢язків. А енергія потрійного зв¢язку (828кДж/моль), навпаки, більша, ніж енергія подвійного (606кДж/моль) і одинарного (347 кДж/моль) зв¢язків.
ІЗОМЕРІЯ
Для алкенів характерна структурна ізомерія, зумовлена такими чинниками:
-різним положенням подвійного зв¢язку, наприклад:
СН3-СºС-СН3 Бутин-2
СНºС-СН2-СН3 Бутин-1
-будовою вуглецевого скелета (нормальна чи розгалужена), наприклад:
СНºС-СН-СН2-СН3 СНºС-СН2-СН-СН3
СН3 СН3
3-Метилпентин-1 4-Метилпентин-1
Крім того, ацетиленові вуглеводні виявляють ще міжкласову ізомерію – метамерію:
-з алкадієнами:
С4Н6: СНºС-СН2-СН3 Бутин-1
СН2=СН-СН=СН2 Бутадієн-1,3
-з циклоалкенами:
СН3
С6Н10: СНºС–СН2-С-СН3
СН3
4,4-Диметилбутин-1 Циклогексен
Алкіни за кількістю ізомерів займають проміжне положення серед алканів і алкенів (табл. 1).
Таблиця 1 – Порівняння кількості ізомерів для алканів, алкенів і алкінів
Кількість атомів карбону в молекулі вуглеводню Кількість ізомерів Алкани СnH2n+2 Алкени CnH2n Алкіни CnH2n-2 1 1 - - 2 1 1 1 3 1 1 1 4 2 3 3 5 3 5 3 6 5 13 7 7 9 27 14 8 18 66 32
ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
За звичайних умов перші члени гомологічного ряду алкінів (С2-С4) – гази, далі ідуть рідини, а починаючи з С9 – тверді речовини.
Найважливіший із алкінів – ацетилен – безбарвний газ, погано розчинний у воді (при 200С в 1л води розчиняється 1,21г С2Н2), але добре розчинний в ацетоні (в 1л ацетону розчиняється 350л С2Н2 за н.у.) – ця властивість використовується за необхідності збереження та транспортування ацетилену (перевезення ацетилену в газоподібному стані потребує дуже великих ємностей, а під тиском – зовсім неможливе, оскільки при стисканні С2Н2 розкладається на сажу і водень). ............
