Алкины

АлкиныАлкины (ацетиленовые углеводороды) — непредельные (ненасыщенные) алифатические углеводороды, между атомами углерода в молекулах которых одна тройная связь. Общая формула гомологического ряда: CnH2n-2.

Строение Алкинов.

Тройная связь в молекулах алкинов состоит из одной s- и двух p-связей. Каждый из двух атомов углерода, между которыми тройная связь, имеет по две -гибридные атомные орбитали, лежащие на одной прямой (угол 180°). Перекрываясь, гибридные орбитали образуют s-связи. p-связи образованы за счет бокового перекрывания негибридных p-орбиталей. Длина тройной связи 0,120 нм.

Физические свойства алкинов.

По физическим свойствам алкины мало отличаются от алканов и алкенов. Однако температуры кипения алкинов выше, чем у соответствующих алкенов.

Химические свойства Алкинов.

1. Важнейшим химическим свойством алкинов являются реакции присоединения.

а) Галогенирование.

Галогены присоединяются к алкинам в две стадии.

При добавлении к алкинам брома (в виде бромной воды) бурая окраска брома быстро исчезает. Присоединение брома идет несколько труднее, чем к алкенам. Эта реакция является качественной для обнаружения кратной связи.

б) Гидрогалогенирование.

Алкины последовательно присоединяют две молекулы галогеноводорода.

Присоединение молекул типа HX к несимметричным алкинам протекает по правилу Марковникова, т.е. атом водорода присоединяется к более гидрогенизированному атому углерода.

в) Гидратация алкинов — присоединение воды в присутствии солей ртути (II) — реакция Кучерова.

Гидратация несимметричных алкинов также протекает по правилу Марковникова.

г) Гидрирование алкинов можно рассматривать как реакцию восстановления. При взаимодействии алкинов с водородом в присутствии катализатора последовательно образуются алкены и алканы.

2. Кислотные свойства.

Особенностью алкинов, имеющих концевую тройную связь, являются их слабые кислотные свойства. Алкины способны образовывать соли, называемые ацетиленидами. Ацетиленид серебра легко образуется и выпадает в осадок при пропускании ацетилена через аммиачный раствор оксида серебра. Эта реакция служит для качественного определения алкинов с концевой тройной связью.

3. Реакции окисления.

Алкины легко окисляются различными окислителями. Они обесцвечивают раствор перманганата калия, что используется для их качественного определения. При окислении, как правило, происходит расщепление тройной связи с образованием карбоновых кислот.

4. Горение в кислороде.

На воздухе ацетилен и его гомология горят cильно коптящим пламенем, т.к. массовая доля углерода в этих веществах достаточно велика. Горение кислорода в чистом кислороде используется для сварки и резки металлов. Пламя кислородно-ацетиленовой горелки имеет очень высокую температуру, т.к. мельчайшие частички угля раскаляются в токе кислорода. При полном сгорании ацетиленовых углеводородов образуются углекислый газ и вода:

2C2H2 + 5O2 = 4CO2 + 2H2O

4. Тримеризация.

При пропускании ацетилена над активированным углем при 600° с небольшим выходом образуется ароматический углеводород — бензол.

Получение алкинов.

1. Для получения ацетилена в промышленности используют реакцию высокотемпературного крекинга метана.

2. В лабораторной практике ацетилен получают гидролизом карбида кальция.

3. При действии спиртовых растворов щелочей на дигалогеналканы протекает реакция дегидрогалогенирования с образованием алкинов.