Диен көмірсутекутері (Aлкадиендер) Диен көмірсутектері − алкадиендер

1. 
   кумулирленген көміртектің бір атомына жанасқан қос байланысы бар көміртек атомы аллен және оның гомологтары;
   

пропадиен (аллен)

СН₃─СН═С═СН₂

бутадиен – 1,2 (метилаллен)

2. 
   (конъюгирленген) қосарланған қос байланысты көмірсутектер − дивинил және оның гомологтары;
   

бутадиен – 1,3 (дивинил)

СН₂═С─СН═СН₂

│

СН₃

СН₃─СН═СН─СН═СН₂

пентадиен – 1,3 (пиперилен)

3. 
   Бөлектенген қос байланысты көмірсутектер.
   

гексадиен – 1,5 (диаллил)

1. 
   Тізбек изомериясы:
   

↓ ↓

гексадиен – 1,5 │

СН₃

3-метилпентадиен – 1,4

2. 
   Екі қос байланыстың өзара орналасуына байланысты:
   

↓ ↓

бутадиен – 1,3 бутадиен – 2,3

3. 
   Классаралық изомерия:
   

↓ ↓

пропин пропадиен

1. 
   Негізгі тізбекте екі қос байланыс болу керек;
   
2. 
   Қос байланыс жақын жақтан бастап нөмірленеді;
   
3. 
   Атау түбірі − сәйкес алкан, атаудың соңы «диен» деп аяқталады;
   
4. 
   Атау алдында радикал аты мен орны көрсетіледі. Соңынан тізбек аталады.
   

Cl

_{1 2 3}│

H₂C═CH─C─CH─CH₃

│ │

3 – метил – 4,4 – дихлоргексадиен – 1,5

│

СН₃

(изопрен)

бутадиен – 1,3

(дивинил)
Физикалық қасиеттері

Дивинил ─ қалыпты жағдайда түссіз газ, балқу температурасы ─4,5^оС; изопрен ─ тез қайнайтын сұйықтық, t_қайн═+34^oC, суда ерімейді.

Химиялық қасиеттері
1. Қосылу реакциялары
а) галогендеу

СН₂═СН─СН═СН₂ + Br₂ →CH─CH═CH─CH₂ + Br₂ →

│ │

Br Br

→CH₂─CH─CH─CH₂

│ │ │ │

Br Br Br Br

СН₂═СН─СН═СН₂ + Н₂ →СН₃─СН═СН─СН₃

Бутен – 2
Сутек атомдары мен галогендер шеткі көміртек атомдарына қосылады, ал бос валенттіліктер жаңа π-байланыс түзеді.

Қосылу нәтижесінде қос байланыстың жылжуы болады.

n▪H₂C═CH─CH═CH₂ → n∙(─CH₂─CH═CH═CH₂─ )

бутадиен – 1,3 полибутадиен
n∙H₂C═C─CH═CH₂ →n∙(─CH₂─C═CH─CH₂─)

│ │

изопрен

Табиғи каучук изопреннің цис−полимері болады:

…СН₂ СН₂ ─ СН₂ СН₂…

│ │ │ │

│ │ │ │

1. 
   Бутадиен каучугы (полибутадиен) (─CH₂═CH─CH═CH₂─)_n
   

2. 
   Изопрен каучугы (─CH─C═CH─CH₂─)_n
   

CH₃

Табиғи цис−изомерге жақын.

3. 
   Хлорпрен каучугы (─CH₂─C═CH─CH₂─)_n
   

Cl

S

│

→ │

│

S

─CH₂─CH─CH─CH₂─

│

S

резина

1. 
   Лебедев реакциясы (этанол дегидратациясы):
   

СН₃ – СН₂ – ОН MgO, ZnO

→ CH₂═CH─CH═CH₂ + H₂ + 2H₂O

СН₃ – СН₂ – ОН

2. 
   н-бутанның дегидрленуі:
   

Al₂O₃

CH₃─CH₂─CH₂─CH₃ → CH₂═CH─CH═CH₂ + 2H₂O

500-600^oC

метилбутанның дегидрленуі:

Cr₃O₃, Al₂O₃

СН₃─CH₂─CH─CH₃ → CH₂═C─CH═CH₂ + 2H₂

│ ^t │

CH₃ CH₃

изопрен (2-метилбутадиен-1,3)

Қолданылуы:
Медициналық және шиналар, резинатехникалық

тұрмыстық бұйымдар бұйымдар

↑ ↑

электротехника, ← каучуктар → желім

құрылыс материалдары эбонит

1. 
   Қосылыстардың құрылымдық формулаларын жаз. Диен типтерін көрсет:
   

б) гексадиен – 2,3

в) бутадиен – 1,2

г) 2 – нитробутадиен – 1,3

д) пентадиен – 2,3

е) 3 – метил – 4 – этилгексадиен – 1,5

2. 
   С₆Н₁₂ − формуласына қанша изомерлі алкендер сәйкес келеді? Изомерлердің құрылымдық формуласын жазып, аттарын атау.
   

11 изомерлі алкендер.

3. 
   Құрылымдық формулаларға жетіспейтін сутек атомдарын жаз, аттарын атап, конъюгирленген диендерді көрсет:
   

б) │

│ │

║ ║ │ ║

в) С─С─С═С─С═С─С г) С═С─С═С

│ │ │

С─С─С С С

4. 
   Құрылысы көрсетілген полимерлерді қандай мономерлерден алынады?
   

а) (─CH₂─C═CH─CH₂─)_n

│

Cl

(─CH₂─C═CH─CH─)_n

Cl Cl

а) 2-хлорбутадиен-1,3: б) 1,4-дихлорбутадиен-1,3

5. 
   Изопренге қанша алкиндер изомер?
   

пентин – 1; пентин – 2; 3 – метилбутин – 1.

6. 
   Төмендегі реакция теңдеулерінің өзгерісін жаз.
   

C₂H₅OH → X₁ → X₂ → X₃ → H₂C═CH─CH═CH₂

Жауабы:

7. 
   Келесі өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:
   

реакцияның жүру жағдайларын жаз.

8. 
   Метаннан екі әртүрлі тәсілдермен этанды ал. Реакция теңдеулерін жаз.
   

а) Жоғарғы температурада бутанды қыздырып, этинді аламыз:

1500^о

2СН₄ → С₂Н₂

этин

этиннің гидрлену:

б) метанды хлорлау арқылы хлорметан алынады:

hν

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

2CH₃Cl + 2Na → C₂H₆ + 2NaCl

9. 
   Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:
   

Al₄C₃ → метан → этан → этанол → дивинил → синтетикалық (бутадиен) каучук

10. 
    Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:
    

бутадиен – 1,3 → 1,4 – дибромбутен – 2 →

→ 1,2,3,4 – тетрабромбутан

11. 
    1 моль изопренге қосылатын заттарды атау:
    

б) екі моль Cl₂

12. 
    Көмірсутектің формуласы С₃Н₄. Бром суымен және натриймен әрекеттескенде, сутек бөлінеді. Қосылыстың құрылымдық формуласын жаз, атын ата.
    

пропин

13. 
    Пентин–1–дің пентин–2–ден айырмашылығын көрсететін реакция теңдеулерін жаз.
    

14. 
    Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:
    

Жауабы:

Х₂ – этилен

15. 
    Өзгерістердің реакция теңдеулерін жаз:
    

Жауабы:

Х₂ – ацетилен

16. 
    Сәйкес дигалогеналканнан 3–метилпентин–1–ді алудың реакция теңдеулерін жаз. Алкин үшін реакция теңдеуін жаз:
    

б) бромсутектің артық мөлшерімен

в) сумен, катализатор қатысында

г) металл натриймен

ға сүйеніп, ацетилен молекуласындағы химиялық байланыстар

қалай түзілетінін түсіндіржәне этилен молекуласындағы химиялық

байланыстармен салыстыр.

Келесі көмірсутектердің молекулалық формулалары берілген:

ата.

реакциялардың теңдеуін жаз.

қалай өзгереді?

а) қаныққан көмірсутектерден;

б) алкендерден

қалай өзгереді?

О

║

C₂H₄ – этен – Н₂С═СН₂

С₃Н₆ – пропен – Н₂С═СН─СН₃

С₄Н₈ – бутен – 1 Н₂С═СН─СН₂─СН₃

С₅Н₁₀ – пентен – 1 Н₂С═СН─СН₂─СН₂─СН₃

С₆Н₁₂ – гексен – 1 Н₂С═СН─СН₂─СН₂─СН₂─СН₃

С₇Н₁₄ – гептен – 1 Н₂С═СН─СН₂─СН₂─СН₂─СН₂─СН₃

Бір валентті этиленнің радикалы СН₂═СН─ винил радикалы деп аталады.

Берілген жағдайда көміртек атомында сыртқы деңгейдегі үш орбиталь – бір s- және екі p-орбитальдар қатысады. Жұптаспаған электроны бар үшінші р-орбиталь өзгермеген күйде қалады.

Гибридтену күйі – sp²-гибридтену

Валенттік бұрышы – 120^o

Байланыс ұзындығы - 0,133 нм

Н Н

σ│ σ │σ

С ═ С

σ│ π │σ

Н Н

Қос байланыспен байланысқан екі көміртек атомы sp²-гибридтенген күйде болады. Олардың гибридтенген орбитальдары сутек атомдарының s-орбитальдарымен қаптасып, σ-байланыс түзеді.

Этилен молекуласында 5σ−байланыс қалыптасады.

Көміртек атомының екі гибридтенбеген орбитальдары, σ−жазықтықтың үстіңгі және астыңғы жағынан қосарлана қаптасады. Гибридтенбеген р-орбитальдардың қаптасуы нәтижесінде ерекше байланыс π−байланыс түзіледі.

Яғни, этилен молекуласындағы көміртек атомдарының арасындағы қос байланыс бір σ− және бір π−байланыстардан тұрады. Қос байланыс жай байланыспен салыстырғанда берік. Байланыстардың (σ−және π−) беріктігі әртүрлі. π−байланысты үзу оңай, оның үзілген жерінен қосылу реакциялары жүреді.

Изомериясы және номенклатурасы

Алкендер үшін тән:

1. 
   Көміртегі тізбегі (қаңқасының) изомериясы:
   

Мысалы:

СН₂═СН─СН₂─СН₂─СН₃ пентен-1

СН₂═СН─СН─СН₃

│

СН₃ 2-метилбутен-1

2. 
   Қос байланыс орнына байланысты изомерия:
   

СН₂═СН─СН₂─СН₂─СН₃ пентен-1

СН₃─СН═СН─СН₂─СН₃ пентен-2

3. 
   Кеңістіктік (геометриялық, цис-трас-) изомерия:
   

Н Н Н₃С Н

│ │ │ │

С ═ С С ═ С │ │ │ │

цис-бутен-2 транс –бутен-2

1. 
   Қос байланысы бар көміртек атомдарының ұзын тізбегін таңдап алу;
   

СН₂═СН─СН₂─СН₃ бутен – 1

СН₃─СН₂─С═СН─СН₃ 3 – метилпентен – 2

│

СН₃

2. 
   Қос байланыс жақын жақтан басталып, көміртек атомдары нөмірленеді;
   
3. 
   Негізгі түбір алдында радикалдар санмен көрсетіліп, аталады;
   

│

СН₃─СН₂─С─СН₂─СН₃

СН

║

│

СН₃─СН─СН₂─СН₃ 3 – метил – 2 – этилпентен – 1

С₁₇Н₃₄ …. қатты заттар

барлық алкендер суда нашар ериді.
Химиялық қасиеттері

Алкендер молекуласында қос байланыс әсерінен алкандармен салыстырғанда реакцияға бейімдеу болады.

Алкендер π-байланыс үзілген жерден қосылу реакцияларына түседі.

Н Н

С ═ С

Н Н

Н₂С═СН₂ + Н₂ → Н₃С ─ СН₃

Ti, t=150^o

2. Галогендеу (Cl₂, Br₂, F₂, I₂−қосылуы):

(Н₂О)

СН₃─CH═CH─CH₃ + Br₂ → CH₃─CH─CH─CH₃

^{бром суы} │ │

Br Br

Сары бром суының түссізденуі ─ қанықпаған көмірсутектерге

сапалық реакция.
3. Гидрогалогендеу – HCl, HF, HBr, HI қосылуы.

Галогенсутектердің симметриясыз алкендерге қосылуы В.В.Марковников ережесі бойынша жүреді.

СН₃─CH═CH₂ + HBr → CH₃─CH─CH₃

пропен - 1 │

Br

2-бромпропан

4. 
   Гидраттану (судың қосылуы):
   

H₂SO₄

Н₂C═CH₂ + H₂O → CH₃─CH₂─OH

^t этанол, біріншілей спирт

(этил спирті)

H₂SO₄

СН₂═CH─CH₃ + H₂O → CH₃ ─CH─CH₃

│

OH

пропанол-2

1. 
   Жануы (толық тотығуы):
   

С₂Н₄ + 3О₂ → 2СО₂↑ + 2Н₂О

− эпоксидтер түзіледі:

Ag

2CH₂═CH₂ + 2O₂ → H₂C─CH₂

этиленоксид

(эпоксиэтан)
3. Толық емес тотығу (калий перманганаты KMnO₄ немесе

K₂Cr₄O₇)(Е.Е.Вагнер реакциясы):

CH₂═CH₂ + [O] + HOH → CH₂ ─ CH₂

KMnO₄ -нан │ │

немесе (K₂Cr₄O₇-нан) OH OH

K₂Cr₂O₇, H₂SO₄

СН₃─СН═СН₂ + 4[О] → СН₃СООН + НСООН

сірке құмырсқа

қышқылы қышқылы

Тотықтырғыштар ерітінділерінің түссізденуі ─ қанықпаған көмірсутектерге сапалық реакция.

Полимерлену реакциясындағы бастапқы зат ─ мономер.

Реакция өнімі ─ полимер.

Алкендердің полимерлену кезінде π-байланыс үзіледі. Түзілген

бөлшектер бір─бірімен әрекеттеседі.

t^o, p, kt

... + СН₂═СН₂ + СН₂═СН₂ + …. → (─CH₂─CH₂─)_n
Катализаторлар: TiCl₄; Al(C₂H₅)₃;

n – полимерлену дәрежесі – мономерлер саны.

Егер n= 15 – 20 – полиэтилен – сұйықтық, майлау қасиеті бар.

n = 1,5 – 2 мың – полиэтилен – қатты, бірақ майысқақ зат; шлангтар мен

пленкалар дайындалады;

n = 5 – 6 мың. – қатты және берік зат; Қатты трубалар мен лескалар

дайындалады.

nCH═CH₂ ─CH─CH₂─

│ → │

CH₃ CH₃

мен сілтілердің әсеріне тұрақты.

Мысалы:
Дегидрогалогендеу рнеакциясы арқылы алкендерді алудың зертханалық тәсілі:

СН₃ CH₃

│ _t │

Н₃С─СН─С─СН₃ + КОН → СН₃─СН═C─CH₃ + KCl + H₂O

│ │ спирт.

H Cl ерітінді 2-метилбутен-2 2-метил-2-хлорбутан