Back to the topics list

алкени

Вовед во Алкени

Алкените се основна група на јаглеводороди во органската хемија, која се карактеризира со присуство на најмалку една двојна врска јаглерод-јаглерод ( \(C=C\) ). Оваа двојна врска дефинира голем дел од хемиската реактивност и физичките својства на алкените. Тие се незаситени соединенија, што значи дека имаат помалку атоми на водород во споредба со алканите, кои се заситени јаглеводороди.

Структура и поврзување

Кај алкените, двојната врска \(C=C\) се состои од една сигма ( \(\sigma\) ) и една пи ( \(\pi\) ) врска. Врската \(\sigma\) е формирана од директно преклопување на орбиталите, додека врската \(\pi\) произлегува од преклопувањето рамо до рамо на орбиталите \(p\) . Оваа двојна врска ја ограничува ротацијата, што доведува до можност за изомери (цис-транс изомеризам) кај некои алкени.

Општата формула за алкените е \(C_nH_{2n}\) , што покажува дека тие имаат два атоми на водород помали од нивните алкански колеги ( \(C_nH_{2n+2}\) ).

Номенклатура

Алкените се именувани со користење на истите базни имиња како алканите, но со наставката „-ene“ за да се означи присуството на двојна врска. Локацијата на двојната врска се одредува со број поставен пред името. На пример, пропенот ( \(C_3H_6\) ) има двојна врска помеѓу првиот и вториот јаглеродни атоми.

Физички својства

Алкените се генерално неполарни молекули и имаат слични физички својства на алканите. Тие се нерастворливи во вода, но растворливи во органски растворувачи. Точките на вриење и топење на алкените се зголемуваат со молекуларната тежина, но се пониски од оние на соодветните алкани поради помалиот степен на ван дер Валсов сили.

Хемиска реактивност

Двојната врска во алкените е местото на нивните најзначајни реакции. Тоа е и област богата со електрони, што ја прави подложна на напад од електрофили, и извор на електрони, што му овозможува да учествува во реакции со нуклеофили. Главните реакции на алкените вклучуваат:

• Реакции на додавање: Пи врската на двојната врска може да се скрши, дозволувајќи им на два нови атоми или групи да се додадат на јаглеродот. Пример е хидрогенизацијата на етен во етан во присуство на никел катализатор: \(C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6\)
• Додавање халогени: Алкените реагираат со халогени за да формираат дихалоалкани. На пример, со додавање на бром во етен се добива 1,2-дибромоетан: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Хидратација: додавање на вода во присуство на киселина за да се формираат алкохоли. На пример, хидратацијата на етен произведува етанол: \(C_2H_4 + H_2O \rightarrow C_2H_5OH\)
• Оксидација: Алкените може да се оксидираат до различни соединенија во зависност од условите и употребените агенси. Пример за благ оксидација е епоксидацијата, каде што алкенот се претвора во епоксид.
• Полимеризација: Ова е реакција каде што малите молекули на алкен (мономери) се спојуваат заедно за да формираат долги синџири (полимери). Пример е полимеризацијата на етенот за да се формира полиетилен (полиетилен).

Изомеризам

Поради ограничената ротација околу двојната врска, алкените можат да покажат цис-транс изомеризам (или геометриски изомеризам). Овој тип на изомеризам се јавува кога има две различни групи поврзани со двата јаглероди на двојната врска. Цис изомерите ги имаат супституентите на истата страна на двојната врска, додека транс изомерите ги имаат на спротивните страни. Овој изомеризам значително влијае на физичките и хемиските својства на соединенијата.

Важноста на алкените

Алкените играат витална улога во различни области:

• Индустрија: Тие се прекурсори на полимери, лубриканти и други хемикалии.
• Земјоделство: Етенот е природен растителен хормон кој влијае на растот и зреењето на плодовите.
• Медицина: Некои алкени се користат во фармацевтската синтеза и како антисептици.

Примери на Алкени

Вообичаените алкени вклучуваат:

• Етен (етилен): Тој е наједноставниот алкен и широко се користи во хемиската индустрија, особено во производството на полиетилен.
• Пропен (пропилен): Се користи во производството на полипропилен и како суровина за синтеза на други хемикалии.
• Бутен (бутилен): Постојат неколку изомери на бутен, кои се користат во производството на различни полимери и хемикалии.

Експерименти кои вклучуваат алкени

Еден вообичаен експеримент за да се демонстрира реактивноста на алкените вклучува додавање на бром вода во алкен. Во овој експеримент, бојата на бромната вода (кафеава) исчезнува кога таа реагира со алкен, што покажува дека алкенот се додал преку двојната врска за да формира безбојно соединение на дихалоалкан. Ова е квалитативен тест за незаситеност во органски соединенија:

• Реакција: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Постапка: Додадете неколку капки бром вода во растворот на алкенот што се тестира. Ако растворот е алкен, бромната вода ќе се обезбојува, што покажува дека алкенот реагирал со бромот.
• Набљудување: Алкените ќе реагираат со бромната вода, што ќе резултира со губење на кафената боја на бром, формирајќи безбојни дихалоалкански соединенија. Алканите и заситените соединенија нема да реагираат, оставајќи ја бромната вода кафеава.

Заклучок

Алкените претставуваат основна класа на органски соединенија кои се карактеризираат со присуство на најмалку една двојна врска јаглерод-јаглерод. Оваа двојна врска е одговорна за уникатната хемиска реактивност и физичките својства на алкените. Преку реакциите на додавање, тие можат да формираат различни производи, што ги прави клучни во индустриските хемиски процеси, земјоделството и фармацевтските производи. Експерименталните техники, како што е тестот за бромна вода, можат брзо да ги идентификуваат алкените поради нивната карактеристична реактивност. Разбирањето на алкените и нивните реакции формира камен-темелник на органската хемија, обезбедувајќи сознанија кои се од суштинско значење за напредување во областите кои се движат од науката за материјали до биохемија.