Реакции полимеризации

Способы получения ацетилена

1. Ацетилен был открыт Г.Дэви в 1836 году в продуктах разложения метана, под действием искровых электрических разрядов.

2. В 1860 г. М. Бертло синтезировал ацетилен из простых веществ, пропуская водород через электрическую дугу между угольными электродами.

3. В 1862 г. Ф.Велер получил ацетилен из карбида кальция, действуя на него водой.

Химические свойства

Алкины во многих реакциях обладают большей реакционной способностью, чем алкены. Для алкинов, как и для алкенов, характерны реакции присоединения. Так как тройная связь содержит две π-­связи, реакции присоединения к алкинам могут происходить в две стадии.

Вначале идет присоединение по месту двойной π-­связи с образование производных олефинов, а затем по месту второй π-­связи с образованием производных алканов.

Реакции присоединения для алкинов протекают медленнее, чем для алкенов. Это объясняется тем, что π-­электронная плотность тройной связи расположена более компактно, чем в алкенах, и поэтому менее доступна для взаимодействия с различными реагентами.

Реакции присоединения

Гидрирование

Присоединение водорода происходит при нагревании в присутствии металлических катализаторов. Реакция протекает в две стадии: алкины присоединяют водород с образованием алкенов (разрывается первая π-­связь), а затем образованием алканов (разрывается вторая π-­связь):

Галогенирование

Присоединение галогенов протекает также в две стадии. На первой стадии образуются дигалогеналкены, на второй – тетрагалогеналканы:

Реакция алкинов с бромной водой является качественной реакцией на алкины. Бромная вода обесцвечивается.

Гидрогалогенирование

Галогеноводороды присоединяются к алкинам в две стадии. Вторая стадия идет по правилу Марковникова. Присоединение НCl в отсутствии катализатора идет очень медленно. Катализатором этой реакции служат кислоты Льюиса – соли меди (I) и ртути (II):

Получаемый продукт – хлористый винил (винилхлорид) – подобно этилену легко полимеризуется, образуя полимер – поливинилхлорид, который широко применяется в производстве поливинилхлоридных смол:

4. Гидратация (реакция Кучерова)

Присоединение воды протекает в присутствии солей ртути (II) при нагревании – HgSO₄, Hg (NO₃)₂ – с образованием уксусного альдегида (при обычных условиях ацетилен с водой не взаимодействует):

На первой стадии реакции образуется непредельный спирт, в котором гидроксильная группа находится непосредственно у атома углерода при двойной связи. Такие спирты принято назвать виниловыми или енолами. Отличительной чертой енолов является их неустойчивость. В момент образования они изомеризуются в более стабильные карбонильные соединения (альдегиды или кетоны) - водород гидроксильной группы переходит к соседнему атому углероду. При этом π­-связь между атомами углерода разрывается и образуется π-­связь между атомом углерода и атомом кислорода. Причиной изомеризации является большая прочность двойной связи С=О по сравнению с двойной связью С=С.

Реакции полимеризации

В присутствии катализаторов алкины могут реагировать друг с другом, причем в зависимости от условий образуются различные продукты.

1. Димеризация под действием водно-аммиачного раствора CuCl:

2. Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского):

Реакции окисления

Горение

При сгорании алкинов происходит их полное окисление до СО₂ и Н₂О. Горение ацетилена сопровождается выделением большого количества тепла:

Неполное окисление

Ацетилен и его гомологи легко окисляются окислителями — КMnO₄, K₂Cr₂O₇. Алкины окисляются с разрывом молекулы по тройной связи. Строение продуктов окисления зависит от природы окислителя и условий проведения реакций.

Алкины обесцвечивают разбавленный раствор перманганата калия, что доказывает их ненасыщенность.

О кисление алкинов происходит без разрыва σ-связи С─С (разрушаются только π-­связи).

Например, при взаимодействии ацетилена с разбавленным раствором КMnO₄ при комнатной температуре образуется двухосновная щавелевая кислота:

Применение алкинов

Наибольшее практическое значение имеют ацетилен и винилацетилен. Ацетилен используется для получения самых разнообразных веществ: уксусной кислоты, поливинилхлорида, синтетического каучука. Винилацетилен является важным промежуточным продуктом в производстве масло- и бензостойкого синтетического хлоропренового каучука.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Выполните тест:

2. Молекула ацетилена

1) линейная; 2) плоская; 3) тетраэдрическая; 4) зигзагообразная

3. Тип гибридизации атомов углерода в молекуле ацетилена

1) sp; 2)  sp²;  3) sp³       4) spd

3. Число ϭ связей в молекуле бутин-1: 1) 4; 2) 3; 3) 9; 4) 1

4. Число π связей в молекуле пентин-2: 1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4

5. Выберите соответствие:

1.Ацетилен	А) Форма молекулы тетраэдрическая
2.Метан	Б) sp гибридизация атомов углерода
3.Этилен	В) Число ϭ-связей равно 6
4.Пропин	Г) второе валентное состояние атомов углерода

2. З адание:

1. Из приведенного перечня веществ выпишите вещество, которое называется пентин-1 и подберите ему изомер отсюда же.

2. Зная, что у ацетилена на два атома водорода меньше, чем у этилена, предложите способ его получения. Напишите соответствующее уравнение реакции получения ацетилена из алкенов в тетрадь.

3. Осуществите цепочку превращений: СаСО₃ → СаО → СаС₂ → С₂Н₂ → СНзСНО

4. Из каких мономеров можно получить полимеры?

 

УРОК № 58

Тема: Арены. Бензол

Базовые понятия и термины: арены, π -электронное облако, ароматическая связь, бензольное кольцо, формула Кекуле, реакции окис­ления, замещения и присоединения

Смотреть по ссылке: https://www.youtube.com/watch?v=8jkl7KCAAG8

Ароматические углеводороды – соединения углерода и водорода, в молекуле которых имеется бензольное кольцо. Важнейшими представителями ароматических углеводородов являются бензол и его гомологи – продукты замещения одного или более атомов водорода в молекуле бензола на углеводородные остатки.