Алкени: номенклатура и структура

Разберете какво представляват алкените. Номенклатурата от този клас има някои отличителни характеристики, които трябва да бъдат споменати по-подробно.

Клас характеристики

Представителите на редица етилен имат исторически установено име - олефини. Това се дължи на факта, че те са били считани за предшественици на сушене (сушене на натурални масла). Общата формула на всички представители на тази серия е SpN2p. Сред отличителните параметри се избира наличието на двойна връзка (ненаситена).

Назовете спецификата

Международната номенклатура на алкените включва използването на специфичен алгоритъм за името на олефините. Каква е последователността на действията? Първо, трябва да изберете най-дългата въглеродна верига в въглеродния скелет, която включва двойната връзка. Тогава въглеродните атоми са номерирани, започвайки от страната, на която двойната връзка е най-близка.

Алгоритъм на Алкени

Ако има клони (радикали), трябва да ги посочите. Как да го направя? Систематичната номенклатура на алкените предполага посочване на числата, в които се намират тези частици. Освен това трябва да се вземе предвид структурата и броят на радикалите. Когато в формулата присъстват няколко идентични частици, се използват допълнителни префикси: ди-, три-, тетра-, пента-, хекса-.

В присъствието на различни радикали, името им се извършва, като се вземе предвид руската азбука. Когато назовете самата въглеродна верига, се използва суфиксът -eng. Какви други характеристики предполага номенклатурата на алкените? Примери на етиленови хомолози показват значението на посочване на позицията на двойната връзка в заглавието.

Например, за състава на олефин С4Н8 са възможни две форми: бутен-1 и бутен-2.

Олефинов изомеризъм

Какви изомери имат алкени? Номенклатурата на тези съединения е разгледана подробно в рамките на учебния курс по органична химия. Като се има предвид, че циклоалканите и олефините имат еднаква обща формула (SpN2p), можем спокойно да кажем, че представители на тези класове въглеводороди са междукласови изомери. Например, с качествен и количествен състав, изразен с формула СЗН6, могат да съществуват циклопропан и пропен. Освен този тип, може да се вземе предвид и пространствената структура. Изомерия, номенклатурата на алкените в този случай има определени особености. Приема се съществуването на два конфигурационни изомера: cis и transview.

В първия случай същите заместители трябва да бъдат разположени в същата област на симетрия на оригиналната молекула. Трансформацията предполага тяхното местоположение в противоположни равнини. За олефините с дълги въглеродни вериги се характеризира с изомерия на основната верига.

Производство на алкини

Изомеризмът и номенклатурата на алкените са разгледани по-горе. Сега да разберем как да получим този клас от ненаситени въглеводороди. Като основен промишлен метод за производство на първите четирима представители на класа на олефините се разглеждат пиролизата и крекинга на нефтопродукти. Например крекингът на С4Н10 се извършва при температура от 600 градуса по Целзий. Сместа от реакционни продукти съдържа етан, метан, етилен, водород, пропен.

Сред иновативните варианти за производство на олефини, ние ще посочим каталитичното дехидрогениране на наситени въглеводороди, проведено при повишени температури.

Лабораторни методи

В лабораторията най-често срещаният начин за получаване на представители на хомоложните серии от алкени е елиминирането на вода от молекулите на монохидратни алкохоли. Този процес се извършва чрез нагряване на алканола с концентрирана фосфорна или сярна киселина.

Специфичността на дехидратацията на третичните и вторичните крайни алкохоли може да се определи, като се използва правилото на Зайцев. За да се създаде водна молекула, водородът се отстранява от въглерода, който е по-малко хидрогениран.

В допълнение, олефини могат да бъдат получени по време на реакцията на дехидрохалогениране. Разцепването на водородна халогенидна молекула става, когато подходяща халоген-производна молекула е изложена на алкохолен алкален разтвор.

Физични свойства

Какви са физичните свойства на алкените? Номенклатурата и изомерията бяха разгледани по-горе, сега ще се съсредоточим върху физическите характеристики. Олефините с С2-С4 състав при нормални условия са газообразни вещества, от пет до седемнадесет въглеродни атома те са течности, а след това те са твърди вещества.

С увеличаване на относителната молекулно тегло вещества се увеличава точката на топене. Олефините се характеризират с минимална разтворимост във вода. Имайте предвид, че в органичните разтворители тя се увеличава значително.

Химични свойства

Какво друго се характеризира с алкени? Номенклатурата на класа показва неадекватността на тяхната природа. Ето защо, като първото химическо свойство, помислете за хидрогениране (водородно насищане). В хода на тази реакция алкенът се превръща в съответния наситен въглеводород. Например, пропан се образува по време на хидрогенирането на пропен. Какви са условията за осъществяване на този процес? Присъединяването на водород се извършва при повишена температура, като се използва катализатор.

Олефините, както всички други класове органични вещества, се характеризират с окислителни реакции. В зависимост от условията, при които се извършва процесът, можете да получите различни продукти: алкохоли, алдехиди, карбоксилни киселини.

Във въздуха алкените изгарят с освобождаването на водни пари и въглероден диоксид, а процесът се съпровожда от отделянето на значително количество топлина.

Сред специфичните реакции, които разграничават представителите на този клас от други въглеводороди, отбелязваме взаимодействието с разтвора калиев перманганат. Продуктът от това взаимодействие са дихидрични алкохоли, наречени гликоли.

Твърдата оксидация на това вещество в кисела среда при повишени температури води до пълно разкъсване на двойната връзка, производството на кетони или киселини.

Използване на алкени

Разгледахме основните свойства, които притежават алкените. Номенклатурата, броят на изомерите в представителите на олефините показват широката възможност за практическото им използване.

Използват се в големи количества като изходни материали за производството на органични разтворители: дихлороетан, алкохоли. В допълнение, чрез синтеза на олефини се получават полимерни съединения: полиизобутилен, поливинилхлорид, полиетилен.

Поради повишената химическа активност, дължаща се на наличието на двойна връзка в молекулите, етиленът се използва при производството на етилен гликол дихидриден алкохол. Именно този продукт е необходим за създаването на синтетичен лавсан, производството на взривни вещества, производството на антифриз.

Особено място в съвременното химическо производство заема синтеза на полиетилен. В процеса на полимеризация се образува вещество, което е основа за производството на гориво, синтетичен каучук, както и различни полимерни материали.

Подобен процес протича при повишена температура, използва се катализатор. Ако макромолекулите от полиетилен са с малък размер, то се използва като течно смазочно вещество. Когато броят на структурните единици в диапазона от една до три хиляди парчета полиетилен в търсенето в производството на пластмасови прибори.

При привеждане на дължината на веригата до шест хиляди повтарящи се структурни единици се правят тръби и различни части. По време на полимеризацията на пропен се образува синтетично влакно. Химичният процес на взаимодействие с етиленхлорид се съпровожда от образуването на хлороетан, който се използва в съвременната медицина като анестезия.

Способността на олефините да взаимодействат с водни молекули също така намира приложение в промишлеността. По подобен начин се получава етанол от етилен, който не е само основната суровина за производството на алкохолни напитки, но също така има отлични разтворителни свойства.

Олефините са търсени в козметичната индустрия, създаването на бои и лакове, производството на взривни вещества, са суровини за оцетна киселина, ароматни въглеводороди.