АЛКИНЫ Алки́ны ацетиленовые углеводороды Алки́ны (иначе ацетиленовые углеводороды) углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации. C n H n-2

Формулы и названия алкинов.

Изомерия алкинов. Изомерия положения тройной связи ( начиная с С 4 Н 6): Изомерия углеродного скелета ( с С 5 Н 8): Межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами, начиная с С 4 Н 6:

Физические свойства. При обычных условиях алкины - С 2 Н 2- С 4 Н 6 – газы, - С 5 Н 8- С 16 Н 30 – жидкости, - с С 17 Н 32 – твердые вещества. имеют более высокие температуры кипения, чем аналоги в алкенах. плохо растворимы в воде, лучше в органических растворителях.

Строение ацетилена. Углеродные атомы в молекуле ацетилена находятся в состоянии sp-гибридизации. Это означает, что каждый атом углерода обладает двумя гибридными sp-орбиталями, оси которых расположены на одной линии под углом 180° друг к другу, а две p-орбитали остаются негибридными. sp- Гибридные орбитали двух атомов углерода в состоянии,предшествующем образованию тройной связи и связей C–H

Строение ацетелена. По одной из двух гибридных орбиталей каждого атома углерода взаимно перекрываются, приводя к образованию s- связи между атомами углерода. Каждая оставшаяся гибридная орбиталь перекрывается с s- орбиталью атома водорода, образуя сигма- связь С–Н. Схематическое изображение строения молекулы ацетилена (ядра атомов углерода и водорода на одной прямой, две p- связи между атомами углерода находятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях)

Химические свойства. Реакции присоединения. Гидрирование 1) Гидрирование осуществляется при нагревании с теми же металлическими катализаторами (Ni, Pd или Pt), что и в случае алкенов, но с меньшей скоростью. - CH 3 –CCH + H 2 (t°,Pd) CH 3 CH=CH 2 - CH 3 –CH=CH 2 + H 2 (t°,Pd) CH 3 –CH 2 –CH 3

Галогенирование. 2) Галогенирование. Алкины обесцвечивают бромную воду (качественная реакция на тройную связь). Реакция галогенирования алкинов протекает медленнее, чем алкенов. - HCCH + Br 2 CHBr=CHBr -CHBr=CHBr + Br 2 CHBr 2 –CHBr 2 3) Гидрогалогенирование. Образующиеся продукты определяются правилом Марковникова. - CH 3 –CCH + HBr CH 3 –CBr=CH 2 - CH 3 –CBr=CH 2 + HBr CH 3 –CBr 2 –CH 3

4) Гидратация (реакция Кучерова). Присоединение воды осуществляется в присутствии сульфата ртути. Эту реакцию открыл и исследовал в 1881 году М.Г.Кучеров. Присоединение воды идет по правилу Марковникова, образующийся при этом неустойчивый спирт с гидроксильной группой при двойной связи (так называемый, енол) изомеризуется в более стабильное карбонильное соединение - кетон. HgSO4 Марковникова C 2 H 5 –CCH + H 2 O C 2 H 5 – C – CH 3 H2SO4 || O

Правило В.В.Марковникова: водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи, то есть к атому углерода с наибольшим числом водородных атомов.

5) Полимеризация. Алкины ввиду наличия тройной связи склонны к реакциям полимеризации, которые могут протекать в нескольких направлениях: a) Под воздействием комплексных солей меди происходит димеризация и линейная тримеризация ацетилена. kat - HCCH + HCCH CH 2 =CH–CCH kat - CH 2 =CH–CCH + HCCH CH 2 =CH–CC–CH=CH 2 б) Тримеризация (для ацетилена) Cакт.,t 3СHCH С 6 Н 6 (бензол)

Кислотные свойства. 6) Водородные атомы ацетилена способны замещаться металлами с образованием ацетиленидов. Так, при действии на ацетилен металлического натрия или амида натрия образуется ацетиленид натрия. HCCH + 2Na NaCCNa + H 2 Ацетилениды серебра и меди получают взаимодействием с аммиачными растворами соответственно оксида серебра и хлорида меди. HCCH + Ag 2 O AgCCAg+ H 2 O (аммиачный р-р) HCCH + CuCl 2 CuCCCu+ 2HCl (аммиачный р-р)

Окисление. 7) Горение. 2СН СН + 4O 2 CO 2 + 2H 2 O + 3C Так как много углерода в молекулах алкинов, они горят коптящим пламенем. При вдувании кислорода - светятся, t = 2500ºC. 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O +Q 8) В присутствии перманганата калия ацетилен легко окисляется в до щавелевой кислоты (обесцвечивание раствора KMnO 4 является качественной реакцией на наличие тройной связи). 3C 2 H 2 + 8KMnO 4 + 4H 2 O 3HOOC-COOH + +8MnO 2 + 8KOH

Получение. 1) В промышленноси ацетилен получают высокотемпературным пиролизом метана. 1500ºС 2CH 4 HCCH + 3H 2 2) Дегидрирование алканов CH 3 – CH 3 (Ni, t) 2H 2 + CH CH 3) Ацетилен получают карбидным способом при разложении карбида кальция водой. CaC 2 + 2H 2 O Ca(OH) 2 + HCCH

4) Алкины можно получить дегидрогалогенированием дигалогенопроизводных парафинов. Атомы галогена при этом могут быть расположены как у соседних атомов углерода, так и у одного углеродного атома. СH 3 –CH(Br)–CH 2 (Br) + 2 KOHCH 3 –CCH + + 2KBr + 2H 2 O спирт. р-р CH 3 –C(Br 2 )–CH 2 –CH 3 +2KOHCH3–CC– CH 3 + 2KBr + 2H 2 O спирт. р-р

Применение. Ранее ацетилен широко применялся для создания высокотемпературного пламени при газовой сварке. Сейчас на первый план вышло его применение для целей органического синтеза. Получение растворителей. При присоединении хлора к ацетилену получается тетрахлорэтан а отщеплением от последнего молекулы хлороводорода 1,1,2-трихлорэтен. Оба этих вещества являются весьма ценными и широко применяемыми растворителями. Полимеры. Из ацетилена получают, в частности, поливинил-хлорид следующими двумя реакциями. Поливинилхлорид очень широко применяется в промышленности и в быту.