Непредельные углеводороды ряда этилен

Алкены – непредельные или ненасыщенные УВ, которые содержат одну двойную связь. Их характеристики: 1) общая формула С_nH_2n; 2) атомы углерода при кратной связи находятся в состоянии sp² -гибридизации, угол между связями C–C 120°, длина связи С = С равна 0,134 нм; 3) химически активны, для них характерны реакции электрофильного и радикального присоединения, полимеризации.

Гомологический ряд: С₂Н₄– этен, С₃Н₆– пропен, СН₃СН₂СН=СН₂ бутен-1 и т.д.

Изомерия: 1) углеродного скелета; 2) положения кратной связи; 3) пространственная (цис-транс) изомерия; 4) межклассовая (изомерны циклоалканам); 5) оптическая.

Физические свойства. При обычных условиях С₂Н₄...С₄Н₈ – газы, С₅Н₁₀…C₁₆H₃₂ – жидкости, с С₁₇Н₃₄ – твердые вещества. Не растворяются в воде.

Химические свойства. π-Связь менее прочная, чем σ-связь. Она легко разрушается под воздействием различных реагентов, поэтому алкены обладают большей реакционной способностью, чем алканы.

I. Реакции присоединения (A_E).

1. Гидрирование (образуются алканы):

2. Галогенирование (образуются дигалогенпроизводные):

2,3-дибромбутан

Под действием света и повышенной температуре или в присутствии пероксидов галогенирование может носить радикальный характер (A_R).

Реакция с бромной водой является качественной реакцией на все непредельные углеводороды, в том числе на алкены.

3. Гидрогалогенирование (образуются моногалогеналканы):

Присоединение галогеноводородов к несимметричным алкенам происходит по правилу В. В. Марковникова: соединение содержащие атом с водородом и какую либо функциональную группу HBr, HCl,HOOH присоединяются следующим образом к алкнам. Н присоединяется к наиболее гидрированному атому С, а функциональная группа (-ОН,галоген) к наименее гидрированному. Названо по имени его автора В. В. Марковникова и сформулировано им в 1869 году.

4. Гидратация (образуются спирты). Протекает согласно правилу Марковникова:

II. Реакции окисления.

1. Полное окисление (избыток O₂):

2. Неполное окисление (недостаток О₂):

3. Неполное каталитическое окисление в присутствии О₂ (образуются эпоксиды):

4. Неполное окисление под действием окислителей типа КМnО₄, К₂Сr₂О₇ (образуются двухатомные спирты).

этандиол–1,2

Реакция с КМnO₄ (реакция Е.Е. Вагнера) является качественной на непредельные УВ, в том числе на алкены.

III. Реакции полимеризации

Полимеризацией называется процесс соединения одинаковых молекул (мономеров), протекающий за счет разрыва кратных связей, с образованием высокомолекулярного соединения (полимера).

где n –степень полимеризации (число молекул мономера).

Получение алкенов. В природе алкены встречаются редко. Основным промышленным источником алкенов служит термический крекинг алканов, входящих в состав нефти:

1. Крекинг алканов:

2. Дегидрирование алканов:

3. Гидрирование алкинов:

Диеновые УВ.

Алкадиены – непредельные или ненасыщенные УВ, которые содержат две двойные связи. Существуют три класса диенов: 1) аллены — диены с кумулированными связями, замещённые производные пропадиена-1,2 H₂C=C=CH₂; 2) сопряжённые диены или 1,3-диены — замещённые производные бутадиена-1,3 CH₂=CH–CH=CH₂; 3) изолированные диены, в которых двойные связи располагаются через две и более простых связи С–С.

Гомологический ряд алкадиенов: С₃Н₄– пропадиен, С₄Н₆– бутадиен и т.д.

Изомерия: 1) углеродного скелета; 2) положения кратных связей; 3) межклассовая (изомерны алкинам); 4) пространственная (цис-транс) изомерия; 5) оптическая.

Физические свойства. Бутадиен – газ (t_кип=4,5°С), изопрен (2-метилбутадиен-1,4) – жидкость, кипящая при 34°С, диметилбутадиен — жидкость, кипящая при 70°C. Изопрен и другие диеновые углеводороды способны полимеризоваться в каучук.

Химические свойства.

I. Реакции присоединения (A_E).