Здесь собраны задачи к разделу Химическая связь и строение молекул.
Задача 1. Для гидросульфата натрия постройте графическую формулу и укажите виды химической связи в молекуле: ионная, ковалентная, полярная, ковалентная неполярная, координационная, металлическая, водородная.
Показать решение »
- Решение:NaHSO4—
- Связь O – Na – ионная
- Связь O – S – ковалентная полярная
- Связь O – H– ковалентная полярная
Задача 2. Постройте графическую формулу нитрита аммония и укажите виды химической связи в этой молекуле. Покажите, какие (какая) связи «рвутся» при диссоциации. Объясните, что такое водородная связь? Приведите примеры ее влияния на свойства вещества.
Показать решение »
Решение. Нитрит аммония — ионная связь
NH4NO2= NH4++NO2—
N – H – ковалентно-полярная связь
Между NH4+ и NO2— — ионная связь
Водородные связи . Такой вид связи возникает с соединениях атома водорода с атомами, имеющими большую электроотрицательность (N, O, F).
Образуемые соединения имеют большую полярность, возникает диполь, в котором атом водорода находится на положительном конце.
Этот диполь может взаимодействовать с неподеленной электронной парой кислорода (и азота, и фтора), который принадлежит другой или этой же молекуле. Именно такое взаимодействие принято называть водородной сязью.
Водородная связь может быть:
- межмолекулярная, например, в молекуле воды (H2O), аммиака (NH3), фтористоводородной (плавиковой) кислоты (HF)
- внутримолекулярная, например, белки, 2-гидроксибензальдегид:
- Согласно изменению молекулярных масс в рядах:
- H2O – H2S – H2Se – H2Te
- HF – HCl – HBr – HJ
- NH3 – AsH3 – SbH3
- температура кипения должна постепенно увеличиваться, однако наблюдаются аномально высокие температуры кипения для воды (H2O), аммиака (NH3), фтористоводородной (плавиковой) кислоты (HF), которые объясняются наличием водородных связей.
- Наиболее прочная связь должна быть у фтористоводородной (плавиковой) кислоты (HF) (F наиболее электроотрицательный элемент), однако вода кипит при более высокой температуре, так как у воды две водородные связи.
Задача 3. Укажите виды химической связи в следующих молекулах: CH3Br, СаО, J2, NH4Cl. Каковы основные свойства данных видов связи?
Показать решение »
Решение. CH3Br — ковалентная связь. Ковалентная связь возникает между атомами с близкими или равными значениями электроотрицательностей. Эта связь может рассматриваться как электростатическое притяжение ядер двух атомов к общей электронной паре.
В отличие от ионных соединений, молекулы ковалентных соединений удерживаются вместе за счет «межмолекулярных сил», которые намного слабее химических связей. В связи с этим, ковалентной связи характерна насыщаемость – образование ограниченного числа связей.
Известно, что атомные орбитали ориентированы в пространстве определенным образом, поэтому при образовании связи, перекрывание электронных облаков происходит в определенном направлении. Т.е. реализуется такое свойство ковалентной связи как направленность.
СаО – ионная связь. Отдельные атомы какого-либо элемента будут стремиться к устойчивой восьмиэлектронной структуре, теряя или приобретая электроны. Атомы, захватившие электроны, имеют отрицательный заряд и называются анионами, атомы, потерявшие электрон, имеют положительный заряд и называются катионами.
При встрече анионов с катионами образуется химическая связь, которая называется ионной связью, а соединение — ионным. Ионные соединения образуются, когда связываются атомы с большой разностью электроотрицательностей (более, чем 2,1). Логично предположить, что при соединении металлов с неметаллами, будет возникать ионное соединение с ионной связью, т.к.
их электроотрицательности очень различаются.
Ионные соединения часто имеют сходные свойства. Они стремятся образовывать группы, которые, в свою очередь, образуют еще более крупные группировки, типа LinClm. Такие образования называются кристаллами. Это происходит из-за того, что для данного типа связи не характерна направленность и насыщаемость.
J2 – Ковалентная неполярная связь. Если ковалентная связь в молекуле образована одинаковыми атомами или атомами с равной электроотрицательностью , то такая связь не имеет полярности , т.е электронная плотность распределяется симметрично. Называется она неполярной ковалентной связью. Связи могут быть как одинарными, так и двойными, тройными.
NH4Cl — донорно-акцепторная связь. Является частным случаем ковалентной связи, когда один атом выступает в роли донора электронной пары, а другой атом — его акцептором (предоставляет свободную орбиталь). Данную связь часто называют координационной, т.к. она часто возникает при образовании комплексных соединений.
При образовании донорно-акцепторной связи электронная оболочка атома-акцептора пополняется парой электронов. В роли доноров и акцепторов кроме атомов и молекул, могут выступать катионы и анионы. При возникновении связи на атоме — доноре возникает эффективный положительный заряд, а на атоме – акцепторе – эффективный отрицательный заряд.
Между NH4+ и Cl— — ионная связь. Между азотом и водородом ковалентная полярная и одна донорно-акцепторная связи.
Задача 4. Какая связь называется s- и какая — p-связью? Какая из них менее прочная? Изобразите структурные формулы этана C2H6, этилена C2H4 и ацетилена C2H2. Отметьте s- и p-связи на структурных схемах углеводородов.
Показать решение »
Решение: Взаимное перекрывание облаков может происходить разными способами, ввиду их различной формы. Различают σ-, π- и δ-связи.
- Сигма – связи образуются при перекрывании облаков вдоль линии, проходящей через ядра атомов.
- Пи – связи возникают при перекрывании облаков по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов.
- Дельта – связи осуществляются при перекрывании всех четырех лопастей d – электронных облаков, расположенных в параллельных плоскостях.
- Сигма – связь более прочная, чем Пи – связь.
- C2H6 – sp3-гибридизация.
- С-С — σ-связь (перекрывание 2sp3-2sp3)
- С–Н — σ-связь (перекрывание 2sp3-АО углерода и 1s-АО водорода)
- C2H4 – sp2-гибридизация.
Двойная связь реализуется наличием 2-х видов связи — σ- и π-связей (хотя она изображается двумя одинаковыми черточками, всегда следует учитывать их неравноценность).
σ-Связь образуется при центральном перекрывании sp2-гибридизованных орбиталей, а π-связь – при боковом перекрывании лепестков р-орбиталей соседних sp2-гибридизованных атомов углерода.
Образование связей в молекуле этилена можно изобразить следующей схемой:
- С=С — σ-связь (перекрывание 2sp2-2sp2) и π-связь (2рz-2рz)
- С–Н — σ-связь (перекрывание 2sp2-АО углерода и 1s-АО водорода)
- C2H2 — sp-гибридизация
- Тройная связь реализуется сочетанием σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами.
- σ-Связь возникает при центральном перекрывании sp-гибридизованных орбиталей соседних атомов углерода; π-связи образуются при боковом перекрывании лепестков рy-орбиталей и рz-орбиталей. Образование связей в молекуле ацетилена H–C≡C–H можно изобразить в виде схемы:
- C≡C — σ-связь (перекрывание 2sp-2sp);
- π-связь (2рy-2рy);
- π-связь (2рz-2рz);
- С–Н — σ-связь (перекрывание 2sp-АО углерода и 1s-АО водорода).
Задача 5. Какие силы межмолекулярного взаимодействия называются диполь-дипольными (ориентационными), индукционными и дисперсионными? Объясните природу этих сил. Какова природа преобладающих сил межмолекулярного взаимодействия в каждом из следующих веществ: H2O, HBr, Ar, N2, NH3?
Показать решение »
Решение: Между молекулами может возникать электростатическое взаимодействие. Наиболее универсально – дисперсионное, т.к. оно обусловлено взаимодействием молекул друг с другом за счет их моментальных микродиполей. Их одновременное появление и исчезновение в различных молекулах способствует их притяжению. При отсутствии синхронности молекулы отталкиваются.
Ориентационное взаимодействие появляется между полярными молекулами. Чем больше полярность молекулы, тем сила их притяжения друг к другу сильнее, и тем самым, ориентационное взаимодействие больше.
Индукционное взаимодействие молекул возникает за счет их индуцированных диполей.
При встрече двух молекул – полярной и неполярной, происходит деформация неполярной молекулы, что способствует возникновению в ней диполя.
Индуцированный диполь способен к притяжению к постоянному диполю полярной молекулы. Индукционное взаимодействие тем больше, чем значительнее электрический момент и поляризуемость молекулы.
Относительный вклад каждого вида взаимодействия зависит от полярности и поляризуемости молекул. Так, чем выше полярность молекулы, тем важнее роль ориентационных сил; чем больше поляризуемость, тем большее влияние дисперсионных сил. Индукционные силы зависят от обоих факторов, но сами обычно играют второстепенную роль.
Из данных веществ ориентационное и индукционное взаимодействие имеет место в полярных молекулах — H2O и NH3. Дисперсионное взаимодействие — в неполярных и малополярных молекулах — HBr, Ar, N2
Задача 6. Приведите две схемы заполнения МО при взаимодействии двух АО с заселениями: а) электрон + электрон (1+1) и б) электрон + вакантная орбиталь (1+0). Определите ковалентность каждого атома и порядок связи. В каких пределах энергия связи? Какие из указанных связей в молекуле водорода H2 и молекулярном ионе ?
Показать решение »
Решение:
а) Рассмотрим, например К2 и Li2. В образовании связи участвуют s – орбитали:
- Порядок связи:
- n = (2-0)/2=1
- б) Рассмотрим, например К2+ и Li2+. В образовании связи участвуют s – орбитали:
- Порядок связи:
- n = (1-0)/2=0,5
- Ковалентность каждого атома равна 1.
Энергия связи зависит от числа валентных электронов: чем меньше электронов, тем меньше энергия связи. В К2 и Li2 и К2+ и Li2+ энергия связи лежит в пределах 200-1000 кДж/моль.
В молекуле Н2 реализуется связь типа электрон + электрон, а в молекулярном ионе Н2+ — электрон + вакантная орбиталь.
Задача 7. Приведите электронную конфигурацию молекулы NO по методу МО. Как изменяются магнитные свойства и прочность связи при переходе от молекулы NO к молекулярному иону NO+?
Показать решение »
- Решение.
- NO[KK(σs)2(σ*s)2(σx)2(πy)2(πz)2(π*y)1]
- NO+[KK(σs)2(σ*s)2(σx)2(πy)2(πz)2]
- n(NO) = (8-3)/2=2,5
- n(NO+) = (8-2)/2=3
Т.к. у NO, по сравнению с NO+, есть электрон на (π*y), то прочность связи молекулы NO меньше, чем у NO+.
Молекула NO имеет 1 непарный электрон, поэтому она парамагнитна (ориентируется вдоль силовых линий в магнитном поле).
У молекулы NO+ все электроны парные, поэтому она диамагнитна (ориентируется перпендикулярно силовым линиям в магнитном поле).
Источник: http://zadachi-po-khimii.ru/obshaya-himiya/zadachi-k-razdelu-ximicheskaya-svyaz-i-stroenie-molekul.html
Ацетилен, получение, свойства, химические реакции
- Ацетилен, C2H2 – органическое вещество класса алкинов, непредельный углеводород.
- Ацетилен, формула, газ, характеристики
- Физические свойства ацетилена
- Химические свойства ацетилена
- Получение ацетилена в промышленности и лаборатории
- Химические реакции – уравнения получения ацетилена
- Применение и использование ацетилена
- Взрывоопасность ацетилена и безопасность при обращении с ним
Ацетилен, формула, газ, характеристики:
Ацетилен (также – этин) – органическое вещество класса алкинов, непредельный углеводород, состоящий из двух атомов углерода и двух атомов водорода.
Химическая формула ацетилена C2H2. Структурная формула ацетилена СH≡CH. Изомеров не имеет.
Строение молекулы ацетилена:
Ацетилен имеет тройную связь между атомами углерода.
Ацетилен – бесцветный газ, без вкуса и запаха. Однако технический ацетилен содержит примеси – фосфористый водород, сероводород и пр., которые придают ему резкий запах.
Легче воздуха. Плотность по сравнению с плотностью воздуха 0,9.
Очень горючий газ. Пожаро- и взрывоопасен.
Ацетилен относится к числу немногих соединений, горение и взрыв которых возможны в отсутствии кислорода или других окислителей.
Смеси ацетилена с воздухом взрывоопасны в очень широком диапазоне концентраций. Взрывоопасность уменьшается при разбавлении ацетилена другими газами, например азотом, метаном или пропаном.
Ацетилен требует большой осторожности при обращении. Может взрываться от удара, при нагреве до 500 °C или при сжатии выше 0,2 МПа при комнатной температуре.
Струя ацетилена, выпущенная на открытый воздух, может загореться от малейшей искры, в том числе от разряда статического электричества с пальца руки.
Для хранения ацетилена используются специальные баллоны, заполненные пористым материалом, пропитанным ацетоном. В них ацетилен хранится в виде раствора с ацетоном.
Малорастворим в воде. Очень хорошо растворяется в ацетоне. Хорошо растворяется в других органических веществах (бензине, бензоле и пр.)
Ацетилен обладает незначительным токсическим действием.
Физические свойства ацетилена:
Наименование параметра: | Значение: |
Цвет | без цвета |
Запах | без запаха |
Вкус | без вкуса |
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | газ |
Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 1,0896 |
Плотность (при 0 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 1,173 |
Температура плавления, °C | -80,8 |
Температура кипения, °C | -80,55 |
Тройная точка, °C | 335 |
Температура самовоспламенения, °C | 335 |
Давление самовоспламенения, МПа | 0,14-0,16 |
Критическая температура*, °C | 35,94 |
Критическое давление, МПа | 6,26 |
Взрывоопасные концентрации смеси газа с воздухом, % объёмных | от 2,1 до 100 |
Удельная теплота сгорания, МДж/кг | 56,9 |
Температура пламени, °C | 3150-3200 |
Молярная масса, г/моль | 26,038 |
* при температуре выше критической температуры газ невозможно сконденсировать ни при каком давлении.
Химические свойства ацетилена:
Химические свойства ацетилена аналогичны свойствам других представителей ряда алкинов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
- 1. галогенирование ацетилена:
- СH≡CH + Br2 → CHBr=CHBr (1,2-дибромэтен);
- CHBr=CHBr + Br2 → CHBr2-CHBr2 (1,1,2,2-тетрабромэтан).
- Реакция протекает стадийно с образованием производных алканов.
- В ходе данной реакции ацетилен обесцвечивает бромную воду.
- 2. гидрогалогенирование ацетилена:
СH≡CH + HBr → CH2=CHBr (бромэтен).
- 3. гидратация ацетилена (реакция Михаила Григорьевича Кучерова, 1881 г.):
CH≡CH + H2O → [CH2=CH-OH] (енол) → CH3-CH=O (уксусный альдегид ) (kat = HgSO4, Hg(NO3)2).
- 4. тримеризация ацетилена (реакция Николая Дмитриевича Зелинского, 1927 г.):
3СH≡CH → C6H6 (бензол) (kat = активированный уголь, to = 450-500 оС).
Реакция тримеризации ацетилена является частным случаем реакции полимеризации ацетилена и происходит при пропускании ацетилена над активированным углем при температуре 450-500 оС.
- 5. димеризация ацетилена:
- СH≡CH + СH≡CH → CH2=CH-С≡CH (винилацетилен) (kat = водный раствор CuCl и NH4Cl).
- Реакция димеризации ацетилена является частным случаем реакции полимеризации ацетилена.
- 2СH≡CH + 5О2 → 4CО2 + 2H2О.
- Ацетилен горит белым ярким пламенем.
- Протекание реакции и её продукты определяются средой, в которой она протекает.
- 8. восстановления ацетилена:
СH≡CH + Н2 → C2H4 (этилен) (kat = Ni, Pd или Pt, повышенная to);
СH≡CH + 2Н2 → C2H6 (этан) (kat = Ni, Pd или Pt, повышенная to).
Получение ацетилена в промышленности и лаборатории. Химические реакции – уравнения получения ацетилена:
Ацетилен в лабораторных условиях получается в результате следующих химических реакций:
- 1. действия воды на карбид кальция:
CаС2 + H2О → Cа(ОH)2 + C2H2.
- 2. дегидрирования метана:
2CH4 → C2H2 + 3H2 (при to > 1500 оС).
- 3. дегидрирования этилена:
- CH2=CH2→ СH≡CH +H2 (kat = Pt, Ni, Al2O3, Cr2O3, to = 400-600 °C).
- Ацетилен в промышленности получают следующими способами и методами:
- Сначала получают известь из карбоната кальция.
CаСО3 → CаО + CO2. (to = 900-1200 оС).
Затем получают карбид кальция, сплавляя оксид кальция и кокс в электропечах при температуре 2500-3000 °С.
CаО + 3С → CаС2 + CO. (to = 2500-3000 оС).
- Далее карбид кальция обрабатывают водой по известной реакции.
- CаС2 + H2О → Cа(ОH)2 + C2H2.
- В итоге получается ацетилен высокой чистоты – 99,9 %.
- 5. высокотемпературным крекингом метана:
Высокотемпературный крекинг метана осуществляется по известной реакции дегидирования метана в электродуговых печах при температуре 2000-3000 °С и напряжении между электродами 1000 В. Выход ацетилена составляет 50 %.
- 6. различными способами пиролиза метана:
Разновидностью высокотемпературного крекинга метана являются регенеративный пиролиз (Вульф-процесс), окислительный пиролиз (Заксе-процесс или BASF-процесс), гомогенный пиролиз, пиролиз в среде низкотемпературной плазмы.
Так, в ходе регенеративного пиролиза сначала сжигают метан и разогревают насадку печи до 1350-1400 °С. Затем через разогретую насадку на доли секунды пропускают метан, в результате образуется ацетилен.
В ходе окислительного пиролиза метан смешивают с кислородом и сжигают. Образующееся тепло служит для нагрева остатка метана до 1600 °С, который дегидрирует в ацетилен. Выход ацетилена составляет 30-32 %.
В ходе гомогенного пиролиза метан и кислород сжигают в печи при температуре 2000 °С. Затем предварительно нагретый до 600 °С остаток метана пропускают через печь, в результате образуется ацетилен.
При пиролизе в среде низкотемпературной плазмы метан нагревают струей ионизированного газа (аргона или водорода).
Применение и использование ацетилена:
- – как сырье в химической промышленности для производства уксусной кислоты, этилового спирта, растворителей, пластических масс, синтетических каучуков, ароматических углеводородов,
- – для газовой сварки и резки металлов,
- – для получения технического углерода,
- – как источник очень яркого, белого света в автономных светильниках, где он получается реакцией карбида кальция и воды.
Взрывоопасность ацетилена и безопасность при обращении с ним:
- Ацетилен обладает взрывоопасными свойствами.
- Поэтому обращение с ацетиленом требует строгого соблюдения правил техники безопасности.
- Ацетилен горит и взрывается даже в отсутствии кислорода и других окислителей.
- Смеси ацетилена с воздухом взрывоопасны в очень широком диапазоне концентраций.
- Струя ацетилена, выпущенная на открытый воздух, может загореться от малейшей искры, в том числе от разряда статического электричества с пальца руки.
Взрываемость ацетилена зависит от множества факторов: давления, температуры, чистоты ацетилена, содержания в нем влаги, наличия катализаторов и пр. веществ и ряда других причин.
Температура самовоспламенения ацетилена при нормальном – атмосферном давлении колеблется в пределах 500-600 °C.
При повышении давления существенно уменьшается температура самовоспламенения ацетилена. Так, при давлении 2 кгс/см2 (0,2 МПа, 1,935682 атм.) температура самовоспламенения ацетилена равна 630 °C.
А при давлении 22 кгс/см2 (2,2 МПа, 21,292502 атм.) температура самовоспламенения ацетилена равна 350 °С.
Присутствие в ацетилене частиц различных веществ увеличивают поверхность его контакта и тем самым снижает температуру самовоспламенения при атмосферном давлении.
Например, активированный уголь снижает температуру самовоспламенения ацетилена до 400 °С, гидрат оксида железа (ржавчина) – до 280-300 °С, железная стружка – до 520 °С, латунная стружка – до 500-520 °С, карбид кальция – до 500 °С, оксид алюминия – до 490 °С, медная стружка – 460 °С, оксид железа – 280 °С, оксид меди – до 250 °С.
Взрывоопасность ацетилена уменьшается при разбавлении ацетилена другими газами, например азотом, метаном или пропаном.
При определенных условиях ацетилен реагирует с медью, серебром и ртутью образуя взрывоопасные соединения. Поэтому при изготовлении ацетиленового оборудования (например, вентилей баллонов) запрещается применять сплавы, содержащие более 70 % Cu.
Для хранения и перевозки ацетилена используются специальные стальные баллоны белого цвета (с красной надписью «А»), заполненные инертным пористым материалом (например, древесным углём). При этом ацетилен хранится и перевозится в указанных баллонах в виде раствора ацетилена в ацетоне под давлением 1,5-2,5 МПа.
Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com
- карта сайта
- как получить ацетилен реакция ацетилен этен 1 2 вещество кислород водород связь является углекислый газ бромная вода
уравнение реакции масса объем полное сгорание моль молекула смесь превращение горение получение ацетилена
напишите уравнение реакций ацетилен
Источник: https://xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai/atsetilen-poluchenie-svoystva-himicheskie-reaktsii/
Алкины, их общая формула. Этин (ацетилен), строение молекулы, химические свойства (горение, реакции присоединения), получение и применение
Алкины– нециклические углеводороды, имеющие одну тройную связь и общую формулу СnН2n-2. Тройная связь – сочетание одной σ–связи и двух π –связей.
- Гомологический ряд алкинов:
- СН≡СН этин
- СН≡С-СН3 пропин
- СН≡С-СН2-СН3 бутин-1
- СН≡С-СН2-СН2-СН3 пентин-1
- Изомерия алкинов:
- а) Изомерия положения тройной связи
- СН≡С-СН2-СН2-СН3 пентин-1 СН3-С≡С-СН2-СН3 пентин-2
- б) Изомерия углеродного скелета
- СН≡С – СН-СН3 3-метилбутин-1
- СН3
Химические свойства ацетилена. Для алкинов характерны реакции окисления, присоединения и полимеризации.
- Реакции окисления
- а) Горение
- 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O
- б) Обесцвечивание KMnO4
- Реакции присоединения
- а) Гидрирование
- СН≡СН+ H2 → CH2 = CH2
- этин этен
- б) Присоединение галогенов
- СН≡СН + Cl2 → CHCl = CHCl
- этин 1,2- дихлорэтен
- в) Присоединение галогеноводородов
- СН≡СН + HCl → CH2 = CHCl
- Хлорэтен
- Полимеризация
- 3C2H2 → C6H6 (бензол)
- Получение ацетилена
- а) Из метана: 2CH4 → C2H2 + 3H2
- б) Из карбида кальция: CaC2 + 2HOH → C2H2 + Ca(OH)2
- Применение ацетилена: сварка и резка металлов, получение уксусного альдегида, пластмасс, растворителей, лекарств, красителей и многих других веществ.
Арены (ароматические углеводороды), их общая формула. Бензол, его структурная формула, свойства, применение.
Арены или ароматические углеводороды – это соединения, молекулы которых содержат ароматическую связь – единую π-электронную систему из шести электронов. Ароматическая связь прочнее π –связи и менее прочная, чем σ–связь. Для бензола и его гомологов характерны реакции замещения, реакции присоединения идут с трудом.
Общая формула аренов СnН2n-6
Простейший представитель — бензол.
- Гомологи бензола: метилбензол C6H5-CH3
- этилбензол C6H5-C2H5
- пропилбензол C6H5-C3H7
- Химические свойства бензола.
- Окисление.
- Бензол горит, но не обесцвечивает KMnO4.
- Реакции замещения.
- а) Галогенирование: С6Н6+Cl2 → HCl+C6H5Cl (хлорбензол)
- б) Нитрование: С6Н6+HONO2 → H2O + C6H5NO2 (нитробензол)
- Реакции присоединения
- а) Галогенирование: С6Н6+3Cl2 → C6H5Cl6 (гексахлорциклогексан)
- б) Гидрирование: С6Н6+3Н2 → C6H12 (циклогексан)
- Получение бензола:
- а) из ацетилена: 3 C2H2 → C6H6
- б) из циклогексана: C6H12 → C6H6 + 3H2
- Применение бензола:
- Бензол С6Н6 используется как исходный продукт для получения различных ароматических соединений, применяемых в производстве лекарств, пластмасс, красителей, ядохимикатов и многих других органических веществ.
- Основные положения теории химического строения органических веществ
А.М. Бутлерова. Химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах.
Основы теории химического строения сформулировал в 1861 г. профессор Казанского университета Александр Михайлович Бутлеров. А.М. Бутлеров ввёл понятие о химическом строении веществ. Химическое строение – это последовательность соединения атомов в молекуле, порядок их взаимосвязи и взаимного влияния друг на друга.
Сущность теории химического строения можно выразить в следующих положениях:
1. Все атомы, образующие молекулы органических веществ, связаны в определённой последовательности согласно их валентности.
Валентность элементов условно изображается чёрточками. Строение молекул простейших углеводородов можно изобразить так:
Структурные формулы показывают порядок соединения атомов в молекуле и валентность атомов. Углерод в органических веществах четырёхвалентен, водород – одновалентен.
2. Свойства веществ зависят не только от того, какие атомы и в каком количестве входят в состав молекулы, но и от порядка соединения атомов в молекуле (то есть от химического строения).
Данное положение теории строения органических веществ объясняет, в частности, явление изомерии.
Существуют соединения, которые содержат одинаковое число атомов одних и тех же элементов, но связанных в различном порядке.
Такие соединения обладают разными свойствами и называются изомерами. Так, например, одной и той же молекулярной формуле С2Н6О соответствуют два разных по свойствам вещества:
- Н Н Н Н
- | | | |
- Н—С— С—О—Н Н—С—О— С—Н
- | | | |
- Н Н Н Н
- этиловый спирт диметиловый эфир
3. По свойствам данного вещества можно определить строение его молекулы, а по строению молекулы можно предвидеть свойства.
4. Атомы и группы атомов в молекулах веществ взаимно влияют друг на друга.
Например, свойства неорганических соединений, содержащих гидроксогруппы, зависят от того, с какими атомами они связаны – с атомами металлов или неметаллов.
Так, например, гидроксогруппы содержат как кислоты, так и основания. Однако свойства этих веществ разные.
Органические соединения также могут иметь разные свойства, которые зависят от того, с какими атомами или группами атомов связаны гидроксогруппы.
Прошло более 140 лет с тех пор, как была создана теория химического строения органических веществ А.М. Бутлерова, но и теперь химики всех стран используют её в своих работах.
Теория Бутлерова объяснила факты, накопившиеся в органической химии (изомерию, многообразие органических веществ и др.
); она углубила наши представления о строении молекул; она не только дала возможность предсказать новые вещества, но и указала пути их синтеза; теория дала толчок бурному развитию органической химии и химической промышленности.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1767;
Источник: https://studopedia.net/1_28263_alkini-ih-obshchaya-formula-etin-atsetilen-stroenie-molekuli-himicheskie-svoystva-gorenie-reaktsii-prisoedineniya-poluchenie-i-primenenie.html
С2н2 название вещества
Баллоны с газами, в т.ч. ацетиленом. Нажмите для увеличения.
Ацетилен можно сжижать и отверждать, однако как в газообразном состоянии при давлении свыше примерно 7 бар, так и в жидком, и в твердом состоянии ацетилен чувствителен к ударному воздействию и взрывоопасен.
Поэтому, ацетилен всегда поставляется пользователям в баллонах, растворенным в ацетоне или диметилформамиде и полностью заполненных пористым напонителем Agamassan (или AGA-massan, что расшифровывается в переводе со шведского как «состав AGA».
AGA — это название шведской компании-производителя и поставщика промышленных газов, ныне подразделения компании Linde Gas, основанной в свое время изобретателем Agamassan’а Густафом Даленом. В состав Agamassan’а входя асбест, цемент, уголь и кизельгур). Как альтернатива Agamassan’у, может использоваться наполнитель на основе кизельгура или керамики/силикатной извести.
https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru
Избыточное давление в ацетиленовых баллонах составляет обычно не более 17 бар, а давление выхода из баллона — не более 1 бара, а обычно порядка 0,5 бара.
Ацетиленовые баллоны обычно снабжены как обычными предохранительными клапанами, срабатывающими при повышении давления, в том числе проходящем и изотермически, так и особыми предохранительными клапанами, срабатывающими при повышении температуры до уровня выше 100°C, выпуская ацетилен в атмосферу. Такие клапаны действуют, как плавкие вставки.
В России, ацетиленовые баллоны окрашены в белый цвет, с красной надписью «Aцетилен».
Безопасность
Как уже говорилось, ацетилен — огнеопасное вещество. С кислородом или воздухом он способен образовывать крайне легковоспламеняющиеся смеси. Чтобы вызвать взрыв, достаточно одной искры от статического электричества, нагрева до 500 °C или небольшого давления. При температуре 335 °C чистый ацетилен самовоспламеняется.
Из-за этого ацетилен хранят в баллонах под давлением, которые наполнены пористым веществом (пемза, активированный уголь, асбест). Таким образом, ацетилен распределяется по порам, уменьшая риск взрыва. Часто эти поры пропитывают ацетоном, из-за чего образуется раствор ацетилена. Иногда ацетилен разбавляют другими, более инертными газами (азот, метан, пропан).
Этот газ обладает и токсичным действием. При его вдыхании начнется интоксикация организма. Признаками отравления являются тошнота, рвота, шум в ушах, головокружение. Большие концентрации могут приводить даже к потере сознания.
Использование ацетилена
Наиболее известной областью использования ацетилена является кислородно-ацетиленовая сварка. Также широко распространена кислородно-ацетиленовая резка металлов. Оба использования обусловлены чрезвычайно высокой температурой горения ацетилена. Для этих целей расходуется примерно 20% промышленно производимого в мире ацетилена.
В химической промышленности, ацетилен используется в синтезе многих органических соединений, таких как ацетальдегид и уксусная кислота.
Среди устаревших применений можно назвать использование ацетилена в качестве источника света (т.н. карбидные лампы, в которых карбид кальция CaC2 выделял ацетилен при реакции с водой, и ацетилен сжигался, использовались, например, как фары во всех первых автомобилях).
Ацетилен использовался раньше в качестве средства для общей анестезии.
При этом, можно отметить, что при обращении с ацетиленом обычно не стоит особенно опасаться его физиологического воздействия: прежде, чем концентрация ацетилена во вдыхаемом воздухе достигнет опасных пределов, будет уже давно превышен нижний порог горючести (напомним, это 2,5%) — что представляет значительно более серьезную опасность.
Получение
Все методы промышленного получения ацетилена сходятся к двум типам: гидролиз карбида кальция и пиролиз различных углеводородов. Последний требует меньших энергозатрат, но чистота продукта довольно низкая. У карбидного метода — наоборот.
Суть пиролиза заключается в том, что метан, этан или другой легкий углеводород при нагреве до высоких температур (от 1000 °C) превращается в ацетилен с выделением водорода.
Нагрев может осуществятся электрическим разрядом, плазмой или сжиганием части сырья.
Но проблема состоит в том, что в результате реакции пиролиза может образовываться не только ацетилен, но и еще множество разных продуктов, от которых необходимо впоследствии избавляться.
2CH4 → C2H2 3H2
Карбидный метод основан на реакции взаимодействия карбида кальция с водой. Карбид кальция получают из его оксида, сплавляя с коксом в электропечах. Отсюда и такой высокий расход энергии. Зато чистота ацетилена, получаемого таким способом, крайне высока (99,9 %).
- CaC2 H2O → C2H2 Ca(OH)2
- В лаборатории ацетилен также можно получить дегидрогалогенированием дигалогенпроизводных алканов с помощью спиртового раствора щелочи.
- CH2Cl-CH2Cl 2KOH → C2H2 2KCl 2H2O
В-основном, ацетилен получают путем неполного сгорания метана или как побочный и нежелательный продукт при получении этилена методом крэкинга углеводородов (частично этот нежелательный ацетилен каталитически гидрогенезируют в этилен). Ежегодное производство ацетилена последним способом составляет примерно 400000 тонн.
До 50х годов XX века, когда нефть заменила уголь как источник углерода, ацетилен являлся одним из основных видов сырья в химической промышленности. Тогда (и до сих пор в лабораторных условиях) ацетилен производился путем гидролиза карбида кальция: CaC2 2H2O → Ca(OH)2 C2H2
Реакции ацетилена
Ацетилен горит в концентрации в воздухе от 2,5% до 80% (и почти до 100% при определенных условиях; при концентрации 100% и совпадении некоторых условий, ацетилен может бурно, со взрывом, саморазложиться на углерод и водород), с образованием очень горячего, яркого и дымного пламени. Температура горения ацетилена в воздухе или кислороде может достигать 3300°C.
В реакциях с такими металлами, как медь, серебро и ртуть, а также их сплавами и солями, ацетилен образует ацетилениды. Например, нитрат серебра реагирует с ацетиленом с образованием ацетиленида серебра и азотной кислоты: 2AgNO3 C2H2 → Ag2C2 2HNO3
Некоторые ацетилениды, и вышеупомянутый ацетиленид серебра Ag2C2 в том числе, являются сильными и опасными в обращении взрывчатыми веществами, детонирующими при нагревании, а также от ударного воздействия. Известны случаи, когда ацетиленид серебра образовывался на стыках труб для транспортировки ацетилена, при пайке которых использовался серебряный припой.
Немецкий химик Вальтер Реппе открыл, что в присутствии металлических катализаторов ацетилен может реагировать со многими веществами, образуя промышленно значимые химические соединения. Эти реакции теперь называют его именем, реакциями Реппе.
- Реакции ацетилена C2H2 со спиртами ROH, синильной кислотой HCN, соляной кислотой HCl или карбоновыми кислотами дают соединения винила. Например, ацетилен и соляная кислота: C2H2 HCl →
- Реакция этилена с монооксидом углерода дает акриловую кислоту или акриловые эфиры, используемые при изготовлении органического стекла: C2H2 CO H2O → CH2=CHCO2H
- Реакция циклизации позволяет конвертировать ацетилен в бензол: 3C2H2 → C6H6
Химические свойства ацетилена
Ацетилен — это газ без цвета и запаха. Хотя примеси могут давать ему чесночный запах. Практически не растворим в воде, немного растворим в ацетоне. При температуре -83,8 °C сжижается.
Исходя из тройной связи ацетилена, для него будут характерны реакции присоединения и реакции полимеризации. Атомы водорода в молекуле ацетилена могут замещаться другими атомами или группами. Поэтому можно сказать, что ацетилен проявляет кислотные свойства. Разберем химические свойства ацетилена на конкретных реакциях.
Реакции присоединения:
- Гидрирование. Осуществляется при высокой температуре и в присутствии катализатора (Ni, Pt, Pd). На палладиевом катализаторе возможно неполное гидрирование.
- Галогенирование. Может быть как частичным, так и полным. Идет легко даже без катализаторов или нагревания. На свету хлорирование идет с взрывом. При этом ацетилен полностью распадается до углерода.
- Присоединение к уксусной кислоте и этиловому спирту. Реакции идут только в присутствии катализаторов.
- Присоединение синильной кислоты.
CH≡CH HCN → CH2=CH-CN
Реакции замещения:
- Взаимодействие ацетилена с металл-органическими соединениями.
CH≡CH 2C2H5MgBr → 2C2H6 BrMgC≡CMgBr
- Взаимодействие с металлическим натрием. Необходима температура 150 °C или предварительное растворение натрия в аммиаке.
2CH≡CH 2Na → 2CH≡CNa H2
- Взаимодействие с комплексными солями меди и серебра.
- Взаимодействие с амидом натрия.
CH≡CH 2NaNH2 → NaC≡CNa 2NH3
https://www.youtube.com/watch?v=ytaboutru
Реакции полимеризации:
- Димеризация. При этой реакции две молекулы ацетилена объединяются в одну. Необходим катализатор — соль одновалентной меди.
- Тримеризация. В этой реакции три молекулы ацетилена образуют бензол. Необходим нагрев до 70 °C, давление и катализатор.
- Тетрамеризация. В результате реакции получается восьмичленный цикл — циклооктатетраен. Для этой реакции также требуется небольшой нагрев, давление и соответствующий катализатор. Обычно это комплексные соединения двухвалентного никеля.
Это далеко не все химические свойства ацетилена.
Источник: https://mebelzov.ru/s2n2-nazvanie-veshchestva/
Метан, этилен, ацетилен: химическое строение, горение. Реакция полимеризации
Химическим строением называют последовательность соединения атомов в молекуле и их расположение в пространстве. Химическое строение изображают с помощью структурных формул. Черточка изображает ковалентную химическую связь. Если связь кратная: двойная, тройная, — то ставят две (не путать со знаком «равно») или три черточки. Углы между связями изображают по возможности.
Чтобы правильно составлять структурные формулы органических веществ, нужно помнить, что атомы углерода образуют по 4 связи
(т. е. валентность углерода по числу связей равна четырем. В органической химии преимущественно используется именно валентность по числу связей).
Метан (его также называют болотный, рудничный газ) состоит из одного атома углерода, связанного ковалентными связями с четырьмя атомами водорода. Молекулярная формула CH4. Структурная формула:
H
l
H – C – H l
H
Угол между связями в молекуле метана составляет около 109° — электронные пары, образующие ковалентные связи атома углерода (в центре) с атомами водорода, располагаются в пространстве на максимальном удалении друг от друга.
В 10–11 классах изучается, что молекула метана имеет форму треугольной пирамиды — тетраэдра, подобно знаменитым египетским пирамидам.
Этилен C2H4 содержит два атома углерода, соединенных двойной связью:
Угол между связями составляет 120° (электронные пары отталкиваются и располагаются на максимальном расстоянии друг от друга). Атомы располагаются в одной плоскости.
Если не изображать отдельно каждый атом водорода, то получаем сокращенную структурную формулу:
CH2 = CH2
Ацетилен C2H2 содержит тройную связь:
H – C ≡ C – H
Угол между связями 180°, молекула имеет линейную форму.
При горении углеводородов образуются оксиды углерода (IV) и водорода, т. е. углекислый газ и вода, при этом выделяется много тепла:
- CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
- C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
- 2C2H2 + 5O2 → 4CO2 + 2H2O (в уравнении с ацетиленом перед формулой ацетилена ставим коэффициент 2, чтобы число атомов кислорода в правой части было чётным)
Большое практическое значение имеет реакция полимеризации этилена — соединение большого числа молекул с образованием макромолекул полимера — полиэтилена. Связи между молекулами образуются за счет разрыва одной из связей двойной связи. В общем виде это можно записать так:
nCH2 = CH2 → (- CH2 – CH2 -)n
где n — число соединившихся молекул, называемое степенью полимеризации. Реакция происходит при повышенном давлении и температуре, в присутствии катализатора.
Из полиэтилена изготавливают пленку для парников, покрышки для банок и пр.
Образование бензола из ацетилена тоже относят к реакциям полимеризации:
3C2H2 → C6H6
автор: Владимир Соколов
Источник: https://staminaon.com/ru/chemistry/chemistry_9-33.htm
Алкины углеводороды, содержащие тройную углерод –углерод- ную связь сс называются алкинами. общая формула алкинов: с n h 2n-2 структура алкинов главной. — презентация
1 АЛКИНЫ Углеводороды, содержащие тройную углерод –углерод- ную связь СС называются алкинами. Общая формула алкинов: С n H 2n-2 Структура алкинов Главной особенностью строения алкинов является наличие тройной ССсвязи: sp С* 2s 2p У Х s + p sp
2 АЛКИНЫ Ацетилен С 2 H 2 : строение схема σ-связей негибридизо- ванные облака схема π-связей σ σ σ HCC H π σ σ σ CCH H π HC CH Молекула ацетилена линейна: 1,2A 0 1,06A H C C H
3 ПОЛУЧЕНИЕ АЛКИНОВ Промышленные способы получения ацетилена: 1. Из природного газа при крекинге нефти: 2CH 4 C 2 H 2 + 3H 2 2. Пиролиз смеси метана с его гомологами: C 2 H 6 C 2 H 2 + 2H 2 2C 3 H 8 3C 2 H 2 + 5H 2
- 4 Лабораторные способы получения ацетилена: CaC 2 + 2H 2 O 3C 2 H 2 + Са(ОH) 2 ОБЩИЕ МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЛКИНОВ Тройная СС связь образуется таким же путем, как и двойная: в результате отщепления атомов или групп от двух соседних атомов углерода: CC WZ C = C W Z X Y C– C ПОЛУЧЕНИЕ АЛКИНОВ
- 5 1. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов: Общая схема: C H H X X C – C Х H C = C Na + NH 2 – KOH (спирт) Пример: Br 2 KOH (спирт) Br CH 3 CHCH 2 СH 3 CHCH 2 МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЛКИНОВ
- 6 NaNH 2 пропин СH 3 CHCH Br CH 3 CCH Na + NH 2 — или Na CCR + Na + X – RX CC – :Na + ССH (R-первичный алкил; X=Cl,Br,I) МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЛКИНОВ Основание :NH 2 сильнее, чем :OH 2. Реакция ацетиленидов натрия с первичными алкилгалогенидами: — НBr
7 Пример: CHCNa + CH 3 I CHCCH 3 + NaI ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ Напоминают алкены и алканы: низшие алкины С 2 -С 4 представляют собой газы; С 5 -С 16 – жидкости; высшие- твердые вещества. Растворимость в воде мала. МЕТОДЫ СИНТЕЗА АЛКИНОВ
8 Для алкинов характерны две группы реакций: 1. Реакции электрофильного присоединения. 2. Реакции, обусловленные кислотностью водород- ного атома, связанного с атомом углерода тройной связи. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ Химия алкинов — химия тройной СС связи.
9 1. РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ Алкины, как и алкены, вступают в реакции электрофильного присоединения, т.к. у них имеются довольно доступные для атаки π-электроны.
Однако π-электроны тройной связи сосредоточены у ядер атомов углерода и менее доступны для атаки электрофильными реагентами, чем π-электроны двойной связи.
По этой причине тройная связь менее реакционноспособна по отношению к электрофиль- ным реагентам, чем двойная. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ
10 Механизм присоединения такой же как для алкенов самый, но каждая тройная связь может присоединить две молекулы реагента. МЕХАНИЗМ ПРИСОЕДИНЕНИЯ: E+E+ :Nu – ECC + ECCNu CC E+E+ NuE ECCNu E ECC +Nu ECCNu Nu – ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ 1. Реакции электрофильного присоединения
11 Примеры: 1.Присоединение галогеноводородов: Общая cхема: HX = HCl, HBr, HI HX CC X Н C=C X X Н Н CC 1. РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ
- 12 CHCH + HCl CH 2 CHCl винилхлорид C,Hg 2+ CH 3 CHI СH 2 CHCl + HI Алкилзамещенные ацетилены RССH присоединя- ют галогеноводород по правилу Марковникова: Br HBr Br RCCH 2 RССH Br RCCH 3 1.Присоединение галогеноводородов: РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ Cl
- 13 2. Присоединение галогенов: Общая схема:X 2 = Cl 2, Br 2 X2X2 X2X2 X X X X CC X X C=C CC Пример: Br 2 пропин 1,1,2,2-тетра- Br CH 3CCH Br CH 3C=CH CH 3CCH Br РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ (метилацетилен) бромпропан
- 14 3. Присоединение воды (гидратация) Общая схема: H +,Hg 2+ HОHОH –C = C– CC + H 2 O H H О –C–C– Пример: реакция Кучерова (1881г) H 2 SO 4 Hg 2+ Н [CH 2 =C–OН] ацетилен CHCH + H 2 O Н CH 3CO уксусный альдегид РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ
15 4. Гидрирование алкан алкин H H H H –C – C– –C C– РЕАКЦИИ ЭЛЕКТРОФИЛЬНОГО ПРИСОЕДИНЕНИЯ H2H2 Ni (Pt, Pd) Гидрирование можно остановить на стадии алкена, используя частично отравленный Pd-катализатор, называ- емый катализатором Линдлара. Получается цис-изомер алкена.
В другом методе алкины можно восстановить натрием в жидком аммиаке; в этом случае получается транс-алкен. 5.
Присоединение циановодорода В присутствии СuCl, находящегося в растворе HCl при 80 0 С ацетилен присоединяет циановодород: Н–C C–Н + НСN(г) СuCl в HCl Н 2 C = CН СN(ж)
16 2. РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ. КИСЛОТНОСТЬ АЛКИНОВ Алкины с концевой тройной связью реагируют с некоторыми основаниями, при этом концевой атом водорода замещается ионом металла.
В такую реакцию с алкинами вступают амид натрия в жидком аммиаке, соли меди (I) и серебра в водно-аммиачном растворе: R–C CH + NaNH 2 (NH 3 )R–C CNa R–C CH + Cu + (водн.) R–C CCu ( тв ) + H + R–C CH + Ag + ( водн. )R–C CAg ( тв ) + H + 2.
КИСЛОТНОСТЬ АЛКИНОВ. АЛКИНЫ ОЧЕНЬ СЛАБЫЕ КИСЛОТЫ
17 2. КИСЛОТНОСТЬ АЛКИНОВ. Согласно Бренстеду-Лоури, кислоты представляют собой вещества, отдающие протон, а основания – вещества, присоединяющие протон.(H + ). НЕКООРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ КИСЛОТ И ОСНОВАНИЙ Отсюда следует: кислотность – способность веществ отдавать протон (Н + ); основность – способность присоединять протон.
18 Кислотность вещества зависит от характера атома, с которым связан водород: кислотность вещества тем больше, чем выше электроотрицательность и больше размер атома, с которым связан водород: HCH 3 < HNH 2 < HOH < HF HSH < HCl в периодах: в группах: HF < HCl < HBr < HI < HOH < HSH < HScH 2. КИСЛОТНОСТЬ АЛКИНОВ. НЕКООРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ КИСЛОТ И ОСНОВАНИЙ Кислотность растет:
19 Углерод, связанный тройной связью является более электроотрицательным по сравнению с углеродом, связанным простой или двойной связью.
Это объясняется увеличением доли s-компоненты в гибридной sp-орбитали: больший s-характер гибридной орбитали обуславливает более прочную связь электронов с ядром атома углерода, т.к.
s-орбиталь находится ближе к ядру, чем p-орбиталь: Гибриди- зация Доля s-орбитали Относительная электроотрицательность sp 3 1/42,50 sp 2 1/32,62 sp 1/22,75 2. КИСЛОТНОСТЬ АЛКИНОВ. ПРИЧИНА
20 орбитали увеличение полярности связи CH увеличение кислотных свойств водорода Таким образом водород, связанный с атомом углерода тройной связи, как в ацетилене или любом другом алкине с тройной связью на конце цепи (RCCH) проявляет значительную подвижность и способность отщепляться в виде иона Н КИСЛОТНОСТЬ АЛКИНОВ. ПРИЧИНА увеличение доли s-компоненты в гибридной
21 Гомолитический разрыв связи с образованием радикалов затруднен, а гетеролитический протекает легче: HCCH HCC + H HCCH HCC — : +H + В абсолютном плане кислотность ацетилена мала: NH 3 < HCCH < H 2 O 2. КИСЛОТНОСТЬ АЛКИНОВ. ПРИЧИНА Ацетилен более слабая кислота, чем вода !!
22 КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА АЦЕТИЛЕНА И АЛКИНОВ: (RCCH) проявляются, например, в их реакциях с ионами Na+, Ag+, Cu+ ; В этих реакциях образуются солеобразные продукты – ацетилениды: 1. R–CC –H + Na + NH – 2 δ-δ-δ+δ+ RCC – :Na + +NH 3 2. HCCH HCCAg Ag + AgCCAg белый осадок
23 3. HCCH HCCCu CuCCCu Cu + красно-бурый осадок 4. RCCR + Ag + (Cu + ) реакция не идет При действии воды на ацетиленид натрия образуется NaOH и ацетилен: более слабая кислота (HССH) вытесняется из ее соли более сильной кислотой (HOH): HOH + HCC: Na HCCH + NaOH более сильная кислота более слабая кислота КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА АЦЕТИЛЕНА И АЛКИНОВ: +
24 АЦЕТИЛЕНИДЫ. Нуклеофильное замещение Образование нерастворимых ацетиленидов тяжелых металлов (Ag, Cu) является качественной реакцией на атом водорода при тройной связи. При высушивании эти ацетилениды ВЗРЫВАЮТ.
Их следует разлагать, нагревая с HNO 3, пока они влажные.
Взаимодействие ацетиленидов натрия с галогенпроизводными: реакции замещения и элиминирования Ацетилениды натрия используются для синтеза высших алкинов, например: HCC :Na + + X: C 2 H 5 HCCC 2 H 5 +Na + :X (X=Cl, Br, I.) δ δ+δ+
25 Ион ацетиленида может реагировать с галогенпроизводным по двум направлениям: атакуя углерод (реакция замещения) или атакуя водород (реакция элиминирования): –C–C– Х H НСС–C–C– + X – 2. атака по Н, элиминирование –C=C– + X + HCCH H X –C–C– :CCH АЦЕТИЛЕНИДЫ. Замещение и элиминирование 1. атака на С, замещение: HCC:
- 26 АЛКИНЫ Элиминирование возрастает RX= первичный, вторичный, третичный Замещение возрастает КОНКУРЕНЦИЯ ЭЛИМИНИРОВАНИЯ И ЗАМЕЩЕНИЯ
- 27 АЛКИНЫ. ПРИМЕНЕНИЕ Ацетилен СHCH Тетрахлорэтан Cl 2 CHCHCl 2 Трихлорэтилен ClCHCCl 2 Винилхлорид СH 2 CHCl Уксусный альдегид CH 3 CHO Уксусная кислота СH 3 COOH Альдоль CH 3 CHOHCH 2 CHO Бутадиен CH 2 CHCHCH 2 Синтетический каучук Акриловая кислота CH 2 CHCOOH Акрилонитрил CH 2 CHCN Виниловые эфиры CH 2 CHOR
- 28 Ацетилен СHCH Винилацетат СH 2 CHOCOCH 3 Изопрен СH 2 CCHCH 2 CH 3 Синтетический каучук Пропаргиловый спирт CHCCH 2 OH глицерин купрен Винилацетилен СH 2 CHCCH Хлоропрен CH 2 CHCClCH 2 Сварка и резка металлов Синтетический каучук АЛКИНЫ. ПРИМЕНЕНИЕ
Источник: http://www.myshared.ru/slide/21927/