Ростислав Лидин - Химия. Полный справочник для подготовки к ЕГЭ

Алкены ( олефины ) – это углеводороды, в молекулах которых содержатся атомы углерода, соединенные между собой двойнойсвязью ( непредельные углеводороды ряда этилена). Простейший представитель — этилен С 2Н 4, общая формула гомологического ряда этиленовых углеводородов С nН 2n(при п ≥ 2).

Систематические названия олефинов производятся от корней названий алканов с заменой суффикса – ан → – ен:

Сохраняются также традиционные названия с заменой суффикса – анна – илен: С 2Н 4– этилен, С 3Н 6– пропилен, С 4Н 8– бутилен; использование названия амилен для алкена С 5Н 10не рекомендуется.

Положение двойной связи С=С в изомерах строения (начиная с алкена С 4) указывается цифрой посленазвания:

Радикал этилена – этенил СН 2=СН – обычно называют винил, пропена – пропенил СН 2=СН – СН 2– именуют аллил.

Другой вид изомерии в непредельных углеводородах, помимо структурной изомерии, осуществляется потому, что атомы углерода, образующие двойную связь, находятся в sр 2-гибридном состоянии; σ-составляющая двойной связи С=С и σ-связи С – Н лежат в одной плоскости под углом 120° друг к другу, а π-составляющая двойной связи С=С представляет собой электронное облако, вытянутое в направлении, перпендикулярном плоскости о-связей. Следствием такого строения алкенов является возможность геометрической изомерии (или цис-транс-изомерии) в зависимости от положения заместителей (атомов или радикалов):

(цис – от лат. «рядом, по одну сторону», транс – от лат. «напротив, по разные стороны»).

Алкены С 2—С 4при комнатной температуре – бесцветные газы со слабым запахом нефти, малорастворимые в воде; алкены С 5—C 18– жидкости, алкены C 19и выше – твердые вещества.

Важнейшие химические свойства алкенов определяются тем, что в силу меньшей прочности π-связи (по сравнению с σ-связью) она легко разрывается, в результате чего протекают реакции присоединенияи образуются насыщенные органические соединения. Как правило, такие реакции идут в мягких условиях, часто на холоду и в растворителях, например воде, тетрахлорметане СCl 4и др.:

Аналогично протекает взаимодействие алкенов с бромоводородом:

Присоединение галогеноводородов к несимметричнымалкенам теоретически может привести к двумпродуктам:

Согласно правилу Марковникова, присоединение галогеноводородов к несимметричным алкенам протекает так, что водород направляется к атому углерода, который уже содержит большее число атомов водорода.В приведенной выше реакции продуктом будет 2-иодпропан СН 3СН(I)СН 3.

По правилу Марковникова протекает и реакция гидратации, т. е. реакция присоединения воды в присутствии серной кислоты. Она происходит в две стадии:

а) вначале образуется алкилсерная кислота, т. е. H 2SO 4присоединяется к алкену:

б) затем происходит ее необратимый гидролиз:

Алкены обесцвечивают раствор перманганата калия на холоду в нейтральной среде, при этом образуются гликоли (двухатомные спирты):

Алкены способны вступать в реакции полимеризации:

Качественные реакции на алкены – обесцвечиваниебромной воды и раствора КMnO 4(уравнения реакций см. выше).

Алкадиены– непредельные углеводороды, в молекулах которых содержатся две связи С=С. Общая формула алкадиенов С nН 2n- 2(n ≥ 3), формула совпадает с таковой для алкинов.

Примеры:

Большое практическое значение имеют сопряженные диены, в молекулах которых связи С=С разделены одинарной связью С – С:

Дивинил и изопрен – традиционные названия.

Дивинил – бесцветный, легко сжижающийся (при -4,5 °C) газ, изопрен – низкокипящая (34,1 °C) жидкость.

Алкадиены вступают в те же реакции присоединения, что и алкены. Сопряженные диены имеют особые свойства, в частности, в реакциях присоединения; они образуют продукты 1,4-присоединения с одной двойной связью посредине:

(далее возможно образование 1, 2, 3, 4-тетрабромбутана).

Алкадиены способны полимеризоваться с образованием каучуков:

Полиметилбутадиеновый каучук – это полимер, существующий в природе (натуральный каучук), а полибутадиеновый каучук получен искусственно (С. В. Лебедев, 1932 г.) и называется синтетическим каучуком.

Получение: для алкенов в промышленностииспользуют метод каталитического дегидрирования алканов:

В лабораторииалкены получают:

1) дегидратацией спиртов (отщепление воды от спиртов):

2) дегидрогалогенированиеж – отщеплением галогеноводорода от моногалогенопроизводного под действием спиртового раствора щелочи: