15. Строение тройной углерод-углеродной связи, ее реакционная способность

Тройная связь между атомами углерода содержит одну σ-связь и две π-связи. π-Связи расположены во взаимно пер­пендикулярных плоскостях.

Sp- гибридизация. В молекуле ацетилена все σ-связи (одна С-С и две С-Н) ле­жат на одной линии, молекула ацетилена линейна.Тройная связь короче двойной связи, атомы углеродов аце­тилена сближены, что способствует упрочнению тройной связи и её меньшей реакционноспособности по сравнению с двойной связью:

/_с=с = 0,134 нм Е _с-с= 611 кДж/моль

/с=с = 0,120 нм Е _с-с = 814 кДж/моль

Алкины вступают в реакции электрофильного присоединения труднее, чем алкены, несмотря на более высокую непредель­ность.

Особенностью строения ацетилена является сильное оттяги­вание электронной плотности в сторону атомов углерода (Н—>С=С<— Н), это приводит к возможности атомов Н замещаться на другие атомы (например, на одновалентные Ад и Си),

16. Гомологический ряд алкинов. Способы получения. Физические свойства. Физиологическое действие алкинов. Реакции замещения в Алкинах.

Алки́ны (иначе ацетиленовые углеводороды) — углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации.

Гомологический ряд алкинов:

Этин: C₂H₂

Пропин: C₃H₄

Бутин: C₄H₆

Пентин: C₅H₈

Гексин: C₆H₁₀

Гептин: C₇H₁₂

Октин: C₈H₁₄

Нонин: C₉H₁₆

Децин: C₁₀H₁₈

Методы получения

Основным промышленным способом получения ацетилена является электро- или термокрекинг метана, пиролиз природного газа и карбидный метод.

Карбидный метод (промышленный способ)

Прокаливанием в электрических печах смеси оксида кальция с коксом при 1800—2000°С получают карбид кальция:

При действии на полученный карбид воды образуется гидроксид кальция и ацетилен:

Пиролиз углеводородов (промышленный способ)

Суть способа заключается в пропускании над специальной огнеупорной насадкой смеси природного газа с воздухом, который сгорая поднимает температуру до 1500 °C. Затем на насадке происходит пиролиз метана^[13]:

Физичесские свойства.

Первые три члена гомологического ряда - бесцветные газы, алкины с С₄ по С₁₆ - жидкости, начиная с С₁₇ - кристаллические вещества. Все алкины малополярны, не растворимы в воде, хо­рошо растворимы в органических растворителях. Молекула аце­тилена неустойчива, жидкий ацетилен способен к взрывообраз- ному распаду на углерод и водород.

Изомерия алкинов

а) Изомерия углеродной цепи:

1 2 3 4 5 6

С₆Н₁₀ СН=С-СН₂-СН₂-СН₂-СНз гексин-1

1 2 3 4 5

СН=С-СНСН₃-СН₂-СН₃ 3-метилпентин-1

1 2 3 4 5

СН С-СН₂-СНСН₃-СНз 4-метилпентин-1

б) Изомерия положения тройной связи:

1 2 3 4 5 6

С₆Н₁₀ СН С-СН₂-СН₂ -СН₂-СНз гексин-1

1 2 3 4 5 6

СН₃-С С-СН₂-СН₂-СН₃ гексин-2

1 2 3 4 5 6

СН₃^_СН₂-С С-СН₂—СНз гексин-3

в) Межклассовая изомерия с алкадиенами:

С₄Н₆

1 2 3 4

СН₂=СН-СН=СН₂ бутадиен-1,3

(С_nН_2n-2)

1 2 3 4

СН₃-С С-СН₃ бутин-2 (С_пН_2п.₂).

реакции замещения у алкинов

. Образование ацетиленидов (кислотные свойства ал­кинов).

Аg₂ O NH₃

НС СН ►↓AgC CAg+H₂O

серый осадок

Си₂O, NH₃

НС СН ► ↓СuС ССu + Н₂0

красный осадок

Ацетилениды образуются при пропускании ацетилена через аммиачные растворы оксидов серебра (I) и меди (I); при от­фильтровывавши и высушивании ацетилениды взрываются.

Реакция получения ацетиленидов служит для открытия аце­тилена и его гомологов, имеющих атом Н при тройной связи, а также для выделения таких алкинов из смеси с другими углево­дородами.

Ацетилениды легко выделяют исходные алкины под действи­ем соляной кислоты.

Аg-С САg + 2НСl ---------►2АgCl + С₂Н₂↑

По аналогии с кислотно-основными свойствами веществ, при этом сильная кислота НСІ вытесняет слабую кислоту - алкин из ацетиленида.