Алкины. Понятие об алкинах

Понятие об алкинах
Алкины – углеводороды, содержащие в молекуле одну тройную связь между атомами углерода, а качественный и количественный состав выражается общей формулой
СnН2n - 2, где n ≥ 2.
Алкины относятся к непредельным углеводородам, так как их молекулы содержат меньшее число атомов водорода, чем насыщенные.

Характеристика
тройной связи
Вид гибридизации – sp
Валентный угол – 180
Длина связи С = С – 0,12 нм
Строение ─ линейное
Вид связи – ковалентная полярная
По типу перекрывания – δ и 2 π

Схема образования
sp -гибридных орбиталей

Схема образования
sp -гибридных орбиталей

Гомологический
ряд алкинов
C2H2
C3H4
C4H6
C5H8
C6H10
C7H12
Этин
Пропин
Бутин
Пентин
Гексин
Гептин

Изомерия алкинов
Структурная изомерия
1. Изомерия положения тройной связи (начиная с С4Н6):
СН ≡С−СН2−СН3 СН3−С≡С−СН3
бутин-1 бутин-2
2. Изомерия углеродного скелета (начиная с С5Н8):
СН ≡С−СН2−СН2−СН3 СН ≡С−СН−СН3
⏐
СН3
пентин-1 3-метилбутин-1
3. Межклассовая изомерия с алкадиенами и циклоалкенами, (начиная с С4Н8):
СН = СН
СН ≡С–СН2–СН3 СН2=СН–СН=СН2 ⏐ ⏐
СН2 –СН2
бутин-1 бутадиен-1,3 циклобутен

Физические свойства
Температуры кипения и плавления алкинов, так же как и алкенов, закономерно повышаются при увеличении молекулярной массы соединений.
Алкины имеют специфический запах. Они лучше растворяются в воде, чем алканы и алкены.

Ацетилен получают в промышленности двумя способами:
1. Термический крекинг метана:
1500°С
2СН4 ⎯⎯→ С2Н2 + 3Н2
2. Гидролиз карбида кальция:
CaC2 + 2H2O ⎯⎯→ C2H2 + Ca(OH)2
Получение алкинов

Химические свойства алкинов
Химические свойства ацетилена и его гомологов в основном определяются наличием в их молекулах тройной связи. Наиболее характерны для алкинов реакции присоединения.

Реакции присоединения
1. Галогенирование
Обесцвечивание бромной воды является качественной реакцией на все непредельные углеводороды
2.Гидрогалогенирование.
3. Гидрирование.
4. Гидратация.

Окисление
Ацетилен и его гомологи окисляются перманганатом калия с
расщеплением тройной связи и образованием карбоновых кислот:
R−C≡C−R’ + 3[O] + H2O ⎯→ R−COOH + R’−COOH
Алкины обесцвечивают раствор KMnO4, что используется
для их качественного определения.

Горение ацетилена
При сгорании (полном окислении) ацетилена выделяется большое количества тепла:
HC≡CH + 2О2 ⎯→ 2СО2 + Н2О + Q

Реакции замещения
При взаимодействии ацетилена (или R−C≡C−H) с аммиачными
растворами оксида серебра выпадают осадки нерастворимых ацетиленидов:
HC≡CH + 2[Ag(NH3)2]OH ⎯→ AgC≡CAg ↓ + 4NH3 + 2H2O
Качественная реакция на
концевую тройную связь

Реакция полимеризации
1. Димеризация под действием водного раствора CuCl и NH4Cl:
НC≡CH + НC≡CH ⎯→ Н2C=CH−C≡CH
(винилацетилен)
2. Тримеризация ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского):
С, 600 °С
3НC≡CH ⎯⎯→ С6H6 (бензол)

Применение алкинов