Диен көмірсутекутері (Aлкадиендер) Диен көмірсутектері − алкадиендер



жүктеу 0.56 Mb.
бет1/4
Дата27.04.2016
өлшемі0.56 Mb.
  1   2   3   4
: materialy -> ximia
materialy -> Сабақ тақырыбы: М.Әуезов
materialy -> ТӨлеби ауданы №7 жалпы орта білім беретін мектебі коммуналдық мемлекеттік мекемесі
materialy -> Сабақтың тақырыбы: Жамбыл өмірі мен шығармашылығы. Сабақтың мақсаты
materialy -> Абай Құнанбаевтың табиғат лирикасындағы қазақ ауылының көрінісі
materialy -> «Қарағайдың қарсы біткен бұтағы» атты қайсар ақын
materialy -> Сабақтың тақырыбы : Сыр сүлейі Нұртуған Сабақтың мақсаты: Сыр сүлейі Нұртуғанның шығармаларымен таныстыру
materialy -> Сабақтың мақсаты: Оқушыларға ұлы А. Құнанбаевтың шығармашылығымен
materialy -> Сабақтың тақырыбы: Қазақстан халқының XVIII-XIX ғасырлар аралығында рухани мәдениетінің дамуы
ximia -> Сабақтың тақырыбы: Спирттердің химиялық қасиеттері
ximia -> Интеллектуалды олимпиада Шаяхметова Анаргүл Әменқызы ШҚО, Тарбағатай ауданы
Диен көмірсутекутері

(Aлкадиендер)
Диен көмірсутектері − алкадиендер − молекуласында көміртек атомдары арасында екі қос байланысы бар көмірсутектер.
CnH2n – 2

мұндағы: n≥3
Екі қос байланыстарының өзара орналасуына қарай алкадиендерді негізгі үш типке бөлуге болады:

  1. кумулирленген көміртектің бір атомына жанасқан қос байланысы бар көміртек атомы аллен және оның гомологтары;

Н2С═С═СН2

пропадиен (аллен)

СН3─СН═С═СН2

бутадиен – 1,2 (метилаллен)




  1. (конъюгирленген) қосарланған қос байланысты көмірсутектер − дивинил және оның гомологтары;

Н2С═СН─СН═СН2

бутадиен – 1,3 (дивинил)

СН2═С─СН═СН2

СН3



2 – метилбутадиен – 1,3 (изопрен)

СН3─СН═СН─СН═СН2

пентадиен – 1,3 (пиперилен)



  1. Бөлектенген қос байланысты көмірсутектер.

СН2═СН─СН2─СН2─СН═СН2

гексадиен – 1,5 (диаллил)




Изомериясы


  1. Тізбек изомериясы:

С6Н10

↓ ↓


Н2С═СН─СН2─СН2─СН═СН2 Н2С═СН─СН─СН═СН2

гексадиен – 1,5 │

СН3

3-метилпентадиен – 1,4



  1. Екі қос байланыстың өзара орналасуына байланысты:

С4Н6

↓ ↓


Н2С═СН─СН═СН2 Н3С─СН═С═СН2

бутадиен – 1,3 бутадиен – 2,3




  1. Классаралық изомерия:

С3Н4

↓ ↓


НС≡С─СН3 Н2С═С═СН2

пропин пропадиен




Алкадиендерді халықаралық

ИЮПАК номенклатурасы бойынша

атау ережесі

  1. Негізгі тізбекте екі қос байланыс болу керек;

  2. Қос байланыс жақын жақтан бастап нөмірленеді;

  3. Атау түбірі − сәйкес алкан, атаудың соңы «диен» деп аяқталады;

  4. Атау алдында радикал аты мен орны көрсетіледі. Соңынан тізбек аталады.

Мысалы:

Cl

1 2 3

H2C═CH─C─CH─CH3

│ │


Cl HC═ CH2

3 – метил – 4,4 – дихлоргексадиен – 1,5


Н2С═С─СН═СН2

СН3



2 – метилбутадиен – 1,3

(изопрен)


СН2═СН─СН═СН2

бутадиен – 1,3

(дивинил)
Физикалық қасиеттері

Дивинил ─ қалыпты жағдайда түссіз газ, балқу температурасы ─4,5оС; изопрен ─ тез қайнайтын сұйықтық, tқайн═+34oC, суда ерімейді.

Химиялық қасиеттері
1. Қосылу реакциялары
а) галогендеу

СН2═СН─СН═СН2 + Br2 →CH─CH═CH─CH2 + Br2

│ │

Br Br


1,4 – дибромбутен – 2

→CH2─CH─CH─CH2

│ │ │ │

Br Br Br Br



1,2,3,4 – тетрабромбутан
б) гидрлену:

СН2═СН─СН═СН2 + Н2 →СН3─СН═СН─СН3

Бутен – 2
Сутек атомдары мен галогендер шеткі көміртек атомдарына қосылады, ал бос валенттіліктер жаңа π-байланыс түзеді.

Қосылу нәтижесінде қос байланыстың жылжуы болады.



ІІ. Полимерлену реакциялары.

Na

n▪H2C═CH─CH═CH2 → n∙(─CH2─CH═CH═CH2─ )

бутадиен – 1,3 полибутадиен
n∙H2C═C─CH═CH2 →n∙(─CH2─C═CH─CH2─)

│ │


CH3 CH3

изопрен


(2-метилбутадиен – 1,3) полиизопрен
Кейбір қосарланған (конъюгирленген) байланысты диен көмірсутектердің полимерлену өнімін каучуктар деп атайды.
Табиғи каучук ─ табиғи шикізат ─ гивея ағашының шырынынан алады.

Табиғи каучук изопреннің цис−полимері болады:

…СН2 СН2 ─ СН2 СН2

│ │ │ │


С ═ С С ═ С

│ │ │ │


Н3С Н Н3С Н
Синтетикалық каучуктар ─ С.В.Лебедев әдісі бойынша 1932 жылдан бері өнеркәсіптік деңгейде шығарылады.
Кең таралғандары:

  1. Бутадиен каучугы (полибутадиен) (─CH2═CH─CH═CH2─)n

Полибутадиеннің цис−изомері жоғарғы сапаға ие.

  1. Изопрен каучугы (─CH─C═CH─CH2─)n

CH3

Табиғи цис−изомерге жақын.


  1. Хлорпрен каучугы (─CH2─C═CH─CH2─)n

Cl


Каучукты вулканизациялау
Бутадиен каучугын резинаға айналдыру үшін вулканизациялайды ─ каучукты күкіртпен өңдейді. Әрекеттескенде каучук макромолекулаларының арасында дисульфидті байланыстар түзіледі. Макромолекулалардың «жабысуы» қос байланыс үзілген жерден жүреді.

S



─CH2─CH═CH─CH2─ +nS ─CH2─CH─CH─CH2──

→ │


─CH2─CH═CH─CH2─ S

S



─CH2─CH─CH─CH2

S

резина



Каучуктарды алу:

Дивинилдің алынуы:

  1. Лебедев реакциясы (этанол дегидратациясы):

СН3 – СН2 – ОН MgO, ZnO

→ CH2═CH─CH═CH2 + H2 + 2H2O

СН3 – СН2 – ОН




  1. н-бутанның дегидрленуі:

Al2O3

CH3─CH2─CH2─CH3 → CH2═CH─CH═CH2 + 2H2O

500-600oC


Изопреннің алынуы:

метилбутанның дегидрленуі:

Cr3O3, Al2O3

СН3─CH2─CH─CH3 → CH2═C─CH═CH2 + 2H2

t

CH3 CH3

изопрен (2-метилбутадиен-1,3)

Қолданылуы:
Медициналық және шиналар, резинатехникалық

тұрмыстық бұйымдар бұйымдар

↑ ↑

электротехника, ← каучуктар → желім



↓ ↓

құрылыс материалдары эбонит



Есептер


  1. Қосылыстардың құрылымдық формулаларын жаз. Диен типтерін көрсет:

а) 2,3 – дихлорбутадиен – 1,3

б) гексадиен – 2,3

в) бутадиен – 1,2

г) 2 – нитробутадиен – 1,3

д) пентадиен – 2,3

е) 3 – метил – 4 – этилгексадиен – 1,5




  1. С6Н12 − формуласына қанша изомерлі алкендер сәйкес келеді? Изомерлердің құрылымдық формуласын жазып, аттарын атау.

Жауабы:

11 изомерлі алкендер.




  1. Құрылымдық формулаларға жетіспейтін сутек атомдарын жаз, аттарын атап, конъюгирленген диендерді көрсет:

а) С─С─С═С─С═С б) С

б) │


С С

│ │


С─С─С─С─С С═С─С─С─С─С

║ ║ │ ║


С С С С

в) С─С─С═С─С═С─С г) С═С─С═С

│ │ │

С─С─С С С




  1. Құрылысы көрсетілген полимерлерді қандай мономерлерден алынады?

а) (─CH2─C═CH─CH2─)n

Cl

(─CH2─C═CH─CH─)n



│ │

Cl Cl


Жауабы:

а) 2-хлорбутадиен-1,3: б) 1,4-дихлорбутадиен-1,3




  1. Изопренге қанша алкиндер изомер?

Құрылымдық формулаларын жаз.
Жауабы:

пентин – 1; пентин – 2; 3 – метилбутин – 1.




  1. Төмендегі реакция теңдеулерінің өзгерісін жаз.

H2SO4 HBr Na – H2

C2H5OH → X1 → X2 → X3 → H2C═CH─CH═CH2



t t

Жауабы:


Х1 – С2Н4 ; Х2 – С2Н5Br; X3 – C4H10 (Вюрц реакциясы)

  1. Келесі өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:

н – бутан → бутадиен – 1,3 → 1,4 – дибромбутен – 2 → → 1,2,3,4 – тетрабромбутан

реакцияның жүру жағдайларын жаз.





  1. Метаннан екі әртүрлі тәсілдермен этанды ал. Реакция теңдеулерін жаз.

Жауабы:

а) Жоғарғы температурада бутанды қыздырып, этинді аламыз:

1500о

2СН4 → С2Н2

этин

этиннің гидрлену:



С2Н2 + 2Н2 → С2Н6

б) метанды хлорлау арқылы хлорметан алынады:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl



хлорметанды натриймен қыздырып(Вюрц реакциясы), этан аламыз:

2CH3Cl + 2Na → C2H6 + 2NaCl




  1. Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:

Al4C3 → метан → этан → этанол → дивинил → синтетикалық (бутадиен) каучук





  1. Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:

бутадиен – 1,3 → 1,4 – дибромбутен – 2 →

→ 1,2,3,4 – тетрабромбутан



  1. 1 моль изопренге қосылатын заттарды атау:

а) бір моль Cl2

б) екі моль Cl2




  1. Көмірсутектің формуласы С3Н4. Бром суымен және натриймен әрекеттескенде, сутек бөлінеді. Қосылыстың құрылымдық формуласын жаз, атын ата.

Жауабы:

пропин


  1. Пентин–1–дің пентин–2–ден айырмашылығын көрсететін реакция теңдеулерін жаз.


  1. Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:

кальций карбиді → Х1 → Х2 → хлорэтан

Жауабы:


Х1 – ацетилен

Х2 – этилен




  1. Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:

Al4C3 → X1 → X2 → Ag2C2

Жауабы:


Х1 – метан

Х2 – ацетилен




  1. Сәйкес дигалогеналканнан 3–метилпентин–1–ді алудың реакция теңдеулерін жаз. Алкин үшін реакция теңдеуін жаз:

а) сутекпен, катализатор қатысында

б) бромсутектің артық мөлшерімен

в) сумен, катализатор қатысында

г) металл натриймен



17. Электрон бұлттары мен олардың қаптасуы туралы қазіргі көзқарас–

ға сүйеніп, ацетилен молекуласындағы химиялық байланыстар

қалай түзілетінін түсіндіржәне этилен молекуласындағы химиялық

байланыстармен салыстыр.



18. Ацетилен қатарындағы көмірсутектерге қандай заттар жатады?

Келесі көмірсутектердің молекулалық формулалары берілген:



С2Н2, С3Н4, С4Н6 . Құрылымдық формулаларын жазып, аттарын

ата.


19. Ацетиленді зертханада және өнеркәсіпте қалай алады? Сәйкес

реакциялардың теңдеуін жаз.


20. Ацетилен қатарындағы көмірсутектердің физикалық қасиеттері

қалай өзгереді?



21. Алкиндер химиялық қасиеттері бойынша:

а) қаныққан көмірсутектерден;

б) алкендерден

қалай өзгереді?



22. Келесі өзгерістердің реакция теңдеуін жаз:

О



СаСО3 → СаС2 → НС≡СН → СН3─С ─ Н

23. Ацетиленді қайда қолданады? Сәйкес реакция теңдеулерін жаз.

Қанықпаған көмірсутектер

АЛКЕНДЕР

(этилен көмірсутектері немесе олефиндер)
Анықтамасы:
АЛКЕНДЕР – молекуласында бір көміртек-көміртек байланысы бар, және көміртек пен сутек атомдарынан тұратын органикалық ациклді қосылыстар (қанықпаған көмірсутектер).

Жалпы формуласы, номенклатурасы, негізгі өкілдері:

CnH2n

C2H4 – этен – Н2С═СН2

С3Н6 – пропен – Н2С═СН─СН3

С4Н8 – бутен – 1 Н2С═СН─СН2─СН3

С5Н10 – пентен – 1 Н2С═СН─СН2─СН2─СН3

С6Н12 – гексен – 1 Н2С═СН─СН2─СН2─СН2─СН3

С7Н14 – гептен – 1 Н2С═СН─СН2─СН2─СН2─СН2─СН3

Бір валентті этиленнің радикалы СН2СН винил радикалы деп аталады.



Құрылыс ерекшеліктері:

Берілген жағдайда көміртек атомында сыртқы деңгейдегі үш орбиталь – бір s- және екі p-орбитальдар қатысады. Жұптаспаған электроны бар үшінші р-орбиталь өзгермеген күйде қалады.

Гибридтену күйі – sp2-гибридтену

Валенттік бұрышы – 120o

Байланыс ұзындығы - 0,133 нм

Н Н

σ│ σ │σ

С С

σπσ

Н Н

Қос байланыспен байланысқан екі көміртек атомы sp2-гибридтенген күйде болады. Олардың гибридтенген орбитальдары сутек атомдарының s-орбитальдарымен қаптасып, σ-байланыс түзеді.

Этилен молекуласында 5σ−байланыс қалыптасады.

Көміртек атомының екі гибридтенбеген орбитальдары, σ−жазықтықтың үстіңгі және астыңғы жағынан қосарлана қаптасады. Гибридтенбеген р-орбитальдардың қаптасуы нәтижесінде ерекше байланыс π−байланыс түзіледі.

Яғни, этилен молекуласындағы көміртек атомдарының арасындағы қос байланыс бір σ− және бір π−байланыстардан тұрады. Қос байланыс жай байланыспен салыстырғанда берік. Байланыстардың (σ−және π−) беріктігі әртүрлі. π−байланысты үзу оңай, оның үзілген жерінен қосылу реакциялары жүреді.

Изомериясы және номенклатурасы

Алкендер үшін тән:



  1. Көміртегі тізбегі (қаңқасының) изомериясы:

Мысалы:


С5Н10

СН2═СН─СН2─СН2─СН3 пентен-1

СН2═СН─СН─СН3

СН3 2-метилбутен-1




  1. Қос байланыс орнына байланысты изомерия:

Мысалы:

СН2═СН─СН2─СН2─СН3 пентен-1

СН3─СН═СН─СН2─СН3 пентен-2


  1. Кеңістіктік (геометриялық, цис-трас-) изомерия:

Н Н Н3С Н

│ │ │ │

С ═ С С ═ С │ │ │ │



Н3С СН3 Н СН3

цис-бутен-2 транс –бутен-2


Халықаралық ИЮПАК номенклатурасы

бойынша алкендерді атау ережесі:

  1. Қос байланысы бар көміртек атомдарының ұзын тізбегін таңдап алу;

Мысалы:

СН2═СН─СН2─СН3 бутен – 1

СН3─СН2─С═СН─СН3 3 – метилпентен – 2

СН3



  1. Қос байланыс жақын жақтан басталып, көміртек атомдары нөмірленеді;

  2. Негізгі түбір алдында радикалдар санмен көрсетіліп, аталады;

Мысалы:
СН3

СН3─СН2─С─СН2─СН3



СН



СН2 3 – метил – 3 – этилпентен – 1
СН3─СН2─С═СН2

СН3─СН─СН2─СН3 3 – метил – 2 – этилпентен – 1



Физикалық қасиеттері
С2Н4 ……С4Н8 газдар

С5Н10 ….. С16Н32 сұйықтықтар

С17Н34 …. қатты заттар

барлық алкендер суда нашар ериді.
Химиялық қасиеттері

Алкендер молекуласында қос байланыс әсерінен алкандармен салыстырғанда реакцияға бейімдеу болады.

Алкендер π-байланыс үзілген жерден қосылу реакцияларына түседі.

Н Н


σσσ

С ═ С


σπσ

Н Н


I. Қосылу реакциялары:
1. Гидрлену (сутектің қосылуы):

Pt

Н2С═СН2 + Н2 → Н3С ─ СН3

Ti, t=150o

2. Галогендеу (Cl2, Br2, F2, I2−қосылуы):

2О)

СН3─CH═CH─CH3 + Br2 → CH3─CH─CH─CH3

бром суы │ │

Br Br


2,3-дибромбутан

Сары бром суының түссізденуі ─ қанықпаған көмірсутектерге

сапалық реакция.
3. Гидрогалогендеу – HCl, HF, HBr, HI қосылуы.

Галогенсутектердің симметриясыз алкендерге қосылуы В.В.Марковников ережесі бойынша жүреді.



Марковников ережесі:

Галогенсутектердің және басқа да сутекті қосылыстардың сутек атомдары қос байланыс жанындағы көбірек гидрленген көміртек атомына қосылады.

СН3─CH═CH2 + HBr → CH3─CH─CH3

пропен - 1 │

Br

2-бромпропан



  1. Гидраттану (судың қосылуы):

Судың қосылуы Марковников ережесі бойынша жүреді:

H2SO4

Н2C═CH2 + H2O → CH3─CH2─OH

t этанол, біріншілей спирт

(этил спирті)

H2SO4

СН2═CH─CH3 + H2O → CH3 ─CH─CH3

OH

пропанол-2



(екіншілей спирт)
II. Тотығу реакциялары.

  1. Жануы (толық тотығуы):

t

С2Н4 + 3О2 → 2СО2↑ + 2Н2О



2. Толық емес тотығукатализатор қатысында О2-мен әрекеттесуі

− эпоксидтер түзіледі:

Ag

2CH2═CH2 + 2O2 → H2C─CH2



200o └ O┘

этиленоксид

(эпоксиэтан)
3. Толық емес тотығу (калий перманганаты KMnO4 немесе

K2Cr4O7)(Е.Е.Вагнер реакциясы):


а) нейтрал немесе әлсіз сілтілік ортада:

CH2═CH2 + [O] + HOH → CH2 ─ CH2

KMnO4 -нан │ │

немесе (K2Cr4O7-нан) OH OH


KMnO4 және K2Cr2O7 сулы ерітінділерінің түссізденуі ─ қанықпаған көмірсутектерге (алкендерге де) сапалық реакция.

б) күкірттіқышқыл ортада:

K2Cr2O7, H2SO4

СН3─СН═СН2 + 4[О] → СН3СООН + НСООН

сірке құмырсқа

қышқылы қышқылы

Тотықтырғыштар ерітінділерінің түссізденуі ─ қанықпаған көмірсутектерге сапалық реакция.


ІІІ. Полимерлену реакциялары

Зат молекулаларының одан да үлкен молекулаға біртіндеп қосылу

процесі ─ полимерлену реакциясы деп аталады.

Полимерлену реакциясындағы бастапқы зат ─ мономер.

Реакция өнімі ─ полимер.

Алкендердің полимерлену кезінде π-байланыс үзіледі. Түзілген

бөлшектер бір─бірімен әрекеттеседі.

to, p, kt

... + СН2═СН2 + СН2═СН2 + …. → (─CH2─CH2─)n
Катализаторлар: TiCl4; Al(C2H5)3;

n – полимерлену дәрежесі – мономерлер саны.

Егер n= 15 – 20 – полиэтилен – сұйықтық, майлау қасиеті бар.

n = 1,5 – 2 мың – полиэтилен – қатты, бірақ майысқақ зат; шлангтар мен

пленкалар дайындалады;

n = 5 – 6 мың. – қатты және берік зат; Қатты трубалар мен лескалар

дайындалады.

nCH═CH2 ─CH─CH2

│ → │

CH3 CH3


Полипропилен ─ жеңіл, берік, термопластикалы, қышқылдар, еріткіштер

мен сілтілердің әсеріне тұрақты.



Алкендердің алынуы


Өнеркәсіпте

Зертханада

  1. Мұнайдың крекингілеу:

t t

СН4 + СН2═СН2 ← CH3─CH2─CH3

этилен пропан

СН3─СН═СН2 + Н2

пропилен


1.Спирттердің дегидраттануы (А.М.Зайцев ережесі бойынша ─ «спирттер дегидратациясында сутек атомы ең аз гидрленген көміртек атомынан ығысады»; to, Kt, H3PO4; Al2O3; ZnCl2):

t

CH2─CH2 → CH2═CH2 + H2O

│ │

H OH


этанол

  1. Алкандардың дегидрленуі:

Ni

СН3─СН3 → СН2═СН2 + Н2

этан t этилен



  1. Дигалогеналкандардан:

t

СН3─СН─СН─СН3 + Zn →

│ │

Br Br


→CH3─CH═CH─CH3 + ZnBr2


  1. Алкиндердің гидрленуі:

Ni, Pt

СН3─С≡С─СН3 + Н2

бутин – 1

→ CH3─CH═CH─CH3

бутен – 2




Мысалы:
Дегидрогалогендеу рнеакциясы арқылы алкендерді алудың зертханалық тәсілі:

СН3 CH3

t

Н3С─СН─С─СН3 + КОН → СН3─СН═C─CH3 + KCl + H2O

│ │ спирт.

H Cl ерітінді 2-метилбутен-2 2-метил-2-хлорбутан



  1   2   3   4


©netref.ru 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет