الخواص الكيميائية للألكينات. الهيكل ، الحصول ، التطبيق

2024 مؤلف: Angel Austin | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 05:16

الألكانات والألكينات والألكينات هي مواد كيميائية عضوية. كلها مبنية من عناصر كيميائية مثل الكربون والهيدروجين. الألكانات والألكينات والألكينات مركبات كيميائية تنتمي إلى مجموعة الهيدروكربونات.

في هذه المقالة سنلقي نظرة على الألكاينات

ما هذا؟

تسمى هذه المواد أيضًا بالهيدروكربونات الأسيتيلية. يوفر هيكل الألكينات وجود ذرات الكربون والهيدروجين في جزيئاتها. الصيغة العامة للهيدروكربونات الأسيتيلية هي: C H_2n-2. أبسط ألكين هو الإيثين (الأسيتيلين). لها الصيغة الكيميائية التالية - С₂Н₂. تشمل Alkynes أيضًا propyne مع الصيغة C₃H₄. بالإضافة إلى ذلك ، البيوتين (C₄H₆) ، البنتين (C₅H₈) ، هيكسين (C₆H₁₀) ، هيبتين (C₇Н 12 _{) ، أوكتين (С}8_Н14 _{) ، nonine (С}9Н₁₆) ، Decin (С₁₀Н_{18) ، إلخ. جميع أنواع الألكينات لها خصائص متشابهة. دعونا نلقي نظرة فاحصة عليهم}

الخصائص الفيزيائية للألكاينات

من حيث خصائصها الفيزيائية ، الأسيتيلينالهيدروكربونات تشبه الألكينات.

في ظل الظروف العادية ، تمتلك الألكينات ، التي تحتوي جزيئاتها من ذرتين إلى أربع ذرات كربون ، حالة تجمع غازي. أولئك الذين يوجد في جزيئاتهم من خمس إلى 16 ذرة كربون ، في ظل ظروف سائلة عادية. أولئك الذين تحتوي جزيئاتهم على 17 ذرة أو أكثر من هذا العنصر الكيميائي هم مواد صلبة.

الألكينات تذوب وتغلي عند درجة حرارة أعلى من الألكانات والألكينات.

الذوبان في الماء لا يكاد يذكر ، لكنه أعلى قليلاً من ذوبان الألكينات والألكانات.

الذوبان في المذيبات العضوية مرتفع.

ألكين الأكثر استخدامًا ، الأسيتيلين ، له الخصائص الفيزيائية التالية:

• ليس له لون ؛
• لا رائحة ؛
• في ظل الظروف العادية في حالة تجميع غازي ؛
• أقل كثافة من الهواء ؛
• نقطة الغليان - 83.6 درجة مئوية ؛

الخصائص الكيميائية للألكاينات

في هذه المواد ، ترتبط الذرات برابطة ثلاثية ، مما يفسر خصائصها الرئيسية. تدخل Alkynes في تفاعلات من هذا النوع:

• هدرجة ؛
• الهلجنة المائية ؛
• الهالوجين ؛
• ترطيب ؛
• حرق

دعونا ننظر إليهم واحدًا تلو الآخر.

هدرجة

الخصائص الكيميائية للألكينات تسمح لها بالدخول في تفاعلات من هذا النوع. هذا نوع من التفاعل الكيميائي يربط فيه جزيء مادة ما ذرات هيدروجين إضافية بنفسه.فيما يلي مثال على مثل هذا التفاعل الكيميائي في حالة البروبين:

2H₂+ C₃H₄=C_{3 N}8

يحدث هذا التفاعل في خطوتين. في جزيء البروبين الأول ، نعلق ذرتين من الهيدروجين وفي الثانية - نفس العدد.

الهالوجين

هذا تفاعل آخر هو جزء من الخواص الكيميائية للألكينات. نتيجة لذلك ، فإن جزيء هيدروكربون أسيتيل يربط ذرات الهالوجين. يتضمن الأخير عناصر مثل الكلور ، البروم ، اليود ، إلخ.

هذا مثال على مثل هذا التفاعل في حالة الإيثين:

С₂Н₂+ 2СІ₂=С₂N₂SI₄

نفس العملية ممكنة مع الهيدروكربونات الأسيتيلية الأخرى.

الهالوجين المائي

هذا أيضًا أحد التفاعلات الرئيسية التي تدخل في الخواص الكيميائية للألكينات. يكمن في حقيقة أن المادة تتفاعل مع مركبات مثل HCI و HI و HBr وما إلى ذلك. يحدث هذا التفاعل الكيميائي على مرحلتين. لنلقِ نظرة على هذا النوع من التفاعل باستخدام الإيثين كمثال:

С₂Н₂+ NSI=С₂Н₃СІ

С₂Н₂СІ + NSI=С₂Н₄SI₂

ترطيب

هذا تفاعل كيميائي يتضمن تفاعلًا مع الماء. كما يحدث على مرحلتين. لننظر إليها باستخدام ethin كمثال:

H₂O + C₂H₂=C₂H₃OH

المادة التي تكونت بعد المرحلة الأولىيسمى التفاعل كحول الفينيل.

نظرًا لحقيقة أنه وفقًا لقاعدة Eltekov ، لا يمكن وضع المجموعة الوظيفية OH بجوار الرابطة المزدوجة ، تحدث إعادة ترتيب الذرات ، ونتيجة لذلك يتشكل الأسيتالديهيد من كحول الفينيل.

تسمى عملية ترطيب الألكينات أيضًا تفاعل كوتشيروف.

الاحتراق

هذه هي عملية تفاعل الألكينات مع الأكسجين عند درجة حرارة عالية. ضع في اعتبارك احتراق مواد هذه المجموعة باستخدام الأسيتيلين كمثال:

2C₂N₂+ 2O₂=2N₂O + 3C + CO₂

مع وجود فائض من الأكسجين ، يحترق الأسيتيلين والألكينات الأخرى دون تكوين الكربون. في هذه الحالة ، يتم إطلاق أكسيد الكربون والماء فقط. ها هي المعادلة لمثل هذا التفاعل باستخدام propyne كمثال:

4O₂+ C₃N₄=2N₂O + 3CO₂

احتراق الهيدروكربونات الأسيتيلية الأخرى يحدث أيضًا بطريقة مماثلة. النتيجة ماء وثاني أكسيد الكربون

ردود أفعال أخرى

أيضًا ، الأسيتيلينات قادرة على التفاعل مع أملاح المعادن مثل الفضة والنحاس والكالسيوم. في هذه الحالة ، يتم استبدال الهيدروجين بذرات معدنية. ضع في اعتبارك هذا النوع من التفاعل باستخدام مثال الأسيتيلين ونترات الفضة:

С₂Н₂+ 2AgNO3=Ag₂C₂+ 2NH₄NO₃+ 2H₂O

عملية أخرى مثيرة للاهتمام تنطوي على الألكينات هي تفاعل زيلينسكي. هذا هو تكوين البنزين من الأسيتيلين عند تسخينه إلى 600 درجة مئوية.بوجود الفحم النشط. يمكن التعبير عن معادلة هذا التفاعل على النحو التالي:

3S₂N₂=S₆N₆

بلمرة Alkyne ممكنة أيضًا - عملية دمج عدة جزيئات من مادة ما في بوليمر واحد.

تلقي

Alkynes ، التفاعلات التي ناقشناها أعلاه ، يتم الحصول عليها في المختبر بعدة طرق.

الأول هو نزع الهالوجين. تبدو معادلة التفاعل كما يلي:

C₂H₄Br₂+ 2KON=С₂N₂+ 2N₂O + 2KBr

لتنفيذ مثل هذه العملية ، من الضروري تسخين الكواشف ، وكذلك إضافة الإيثانول كعامل مساعد.

من الممكن أيضًا الحصول على الألكينات من المركبات غير العضوية. هنا مثال:

CaC₂+ H₂O=C₂H₂+ 2Ca (OH)₂

الطريقة التالية للحصول على الألكينات هي نزع الهيدروجين. هذا مثال على رد الفعل هذا:

2CH₄=3H₂+ C₂H₂

يمكن أن ينتج هذا النوع من التفاعل ليس فقط ethyne ، ولكن أيضًا هيدروكربونات الأسيتيلين الأخرى.

استخدام الألكاينات

أبسط ألكين ، ethyne ، هو الأكثر استخدامًا في الصناعة. يستخدم على نطاق واسع في الصناعة الكيميائية.

• الحاجة إلى الأسيتيلين والألكينات الأخرى لتحويلها إلى مركبات عضوية أخرى مثل الكيتونات والألدهيدات والمذيبات والآخرين
• من الممكن أيضًا الحصول على مواد من الألكينات التي تُستخدم في إنتاج المطاط والبولي فينيل كلوريد ، إلخ.
• يمكن الحصول على الأسيتون من البروبين نتيجة لرد فعل كوتشيروف.
• بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام الأسيتيلين في إنتاج المواد الكيميائية مثل حمض الأسيتيك ، والهيدروكربونات العطرية ، والكحول الإيثيلي.
• يستخدم الأسيتيلين أيضًا كوقود ذي حرارة احتراق عالية جدًا.
• أيضًا ، يتم استخدام تفاعل احتراق الإيثين في لحام المعادن.
• بالإضافة إلى ذلك ، يمكن الحصول على الكربون التقني باستخدام الأسيتيلين.
• أيضًا ، تُستخدم هذه المادة في التركيبات القائمة بذاتها.
• الأسيتيلين وعدد من الهيدروكربونات الأخرى لهذه المجموعة تستخدم كوقود للصواريخ بسبب ارتفاع درجة حرارة الاحتراق.

هذا ينهي استخدام الألكاينات.

الخلاصة

كجزء أخير ، إليك جدول موجز لخصائص الهيدروكربونات الأسيتيلين وإنتاجها.

الخصائص الكيميائية للألكاينات: الجدول

اسم رد الفعل	تفسيرات	مثال المعادلة
الهالوجين	تفاعل إضافة ذرات الهالوجين (البروم ، اليود ، الكلور ، إلخ) بواسطة جزيء هيدروكربون أسيتيلين	C4H6+ 2I2=С4N6أنا2
هدرجة	تفاعل إضافة ذرات الهيدروجين بواسطة جزيء ألكين. يحدث على مرحلتين	C3H4+N2=S3N6 C3H6+ H2=C3 N8
الهالوجين المائي	تفاعل إضافة الهيدروالوجينات (HI ، HCI ، HBr) بواسطة جزيء هيدروكربون أسيتيل. يحدث على مرحلتين	C2H2+ HI=C2H3أنا C2H3I + HI=C2H4أنا2
ترطيب	رد فعل يعتمد على التفاعل مع الماء. يحدث على مرحلتين	C2N2+ H2O=C2H3OH C2H3OH=CH3-CHO
أكسدة كاملة (احتراق)	تفاعل هيدروكربون الأسيتيلين مع الأكسجين عند درجة حرارة مرتفعة. والنتيجة هي أكسيد الكربون والماء.	2C2H5+ 5O2=2H2O + 4CO2 2C2N2+ 2O2=N2O + CO2+ 3C
التفاعلات مع الأملاح المعدنية	تتكون في حقيقة أن ذرات المعدن تحل محل ذرات الهيدروجين في جزيئات هيدروكربونات الأسيتيلين.	С2Н2+ AgNO3=C2Ag2+ 2NH4NO3+ 2H2O

يمكن الحصول على Alkynes في المختبر بثلاث طرق:

• من المركبات غير العضوية ؛
• عن طريق نزع الهيدروجين من المواد العضوية ؛
• طريقةنزع الهالوجين من المواد العضوية.

لذا فقد أخذنا في الاعتبار جميع الخصائص الفيزيائية والكيميائية للألكينات ، وطرق إنتاجها ، والتطبيقات في الصناعة.