Back to the topics list

алкенууд

Алкенуудын танилцуулга

Алкенууд нь органик химийн нүүрсустөрөгчийн үндсэн бүлэг бөгөөд дор хаяж нэг нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар холбоо ( \(C=C\) ) байдгаараа онцлогтой. Энэхүү давхар холбоо нь алкены химийн урвал, физик шинж чанарыг тодорхойлдог. Эдгээр нь ханаагүй нэгдлүүд бөгөөд тэдгээр нь ханасан нүүрсустөрөгчид болох алкануудтай харьцуулахад устөрөгчийн атом багатай байдаг.

Бүтэц ба холболт

Алкенуудын хувьд \(C=C\) давхар холбоо нь нэг сигма ( \(\sigma\) ) бонд ба нэг пи ( \(\pi\) ) холбооноос бүрдэнэ. \(\sigma\) холбоо нь орбиталуудын толгойгоороо давхцах замаар үүсдэг бол \(\pi\) холбоо нь \(p\) орбиталуудын хажуугийн давхцлаас үүсдэг. Энэхүү давхар холбоо нь эргэлтийг хязгаарлаж, зарим алкенуудад изомер (цис-транс изомеризм) үүсэх боломжийг бий болгодог.

Алкенуудын ерөнхий томьёо нь \(C_nH_{2n}\) тэдгээр нь алкантай харьцуулахад хоёр устөрөгчийн атомтай болохыг харуулж байна ( \(C_nH_{2n+2}\) .

Нэршил

Алкенуудыг алкантай ижил үндсэн нэрээр нэрлэсэн боловч давхар холбоо байгааг илтгэх "-ene" дагавартай. Давхар бондын байршлыг нэрийн өмнө байрлуулсан тоогоор тодорхойлно. Жишээлбэл, пропен ( \(C_3H_6\) ) нь эхний болон хоёр дахь нүүрстөрөгчийн атомуудын хооронд давхар холбоотой байдаг.

Физик шинж чанарууд

Алкенууд нь ерөнхийдөө туйлт бус молекулууд бөгөөд алкантай төстэй физик шинж чанартай байдаг. Тэд усанд уусдаггүй боловч органик уусгагчид уусдаг. Алкены буцлах болон хайлах цэг нь молекулын жин нэмэгдэх тусам нэмэгддэг боловч ван дер Ваалсын хүч бага байдаг тул харгалзах алкануудынхаас бага байдаг.

Химийн урвал

Алкен дахь давхар холбоо нь тэдний хамгийн чухал урвалын газар юм. Энэ нь аль аль нь электроноор баялаг бүс бөгөөд энэ нь электрофилуудын довтолгоонд өртөмтгий, мөн электронуудын эх үүсвэр бөгөөд нуклеофилийн урвалд оролцох боломжийг олгодог. Алкенуудын гол урвалууд нь:

• Нэмэлт урвал: Давхар бондын pi холбоо тасарч, нүүрстөрөгчид хоёр шинэ атом эсвэл бүлгийг нэмэх боломжтой. Жишээ нь никель катализаторын оролцоотойгоор этилийг этан болгон устөрөгчжүүлж: \(C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6\)
• Галоген нэмэгдэл: Алкенууд галогентэй урвалд орж дигалоалкан үүсгэдэг. Жишээлбэл, этилэнд бром нэмснээр 1,2-диброметан үүсдэг: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Чийгшүүлэх: Спирт үүсгэхийн тулд хүчил агуулсан ус нэмнэ. Жишээлбэл, этилийн усжилт нь этанол үүсгэдэг: \(C_2H_4 + H_2O \rightarrow C_2H_5OH\)
• Исэлдэлт: Алкенууд нь нөхцөл, ашигласан бодисоос хамааран янз бүрийн нэгдлүүд болж исэлддэг. Зөөлөн исэлдэлтийн жишээ бол алкеныг эпоксид болгон хувиргах эпоксидаци юм.
• Полимержих: Энэ нь жижиг алкены молекулууд (мономер) нийлж урт гинж (полимер) үүсгэх урвал юм. Үүний нэг жишээ бол этиленийг полимержих замаар полиэтилен (полиэтилен) үүсгэдэг.

Изомеризм

Давхар бондын эргэн тойронд хязгаарлагдмал эргэлттэй тул алкенууд нь цис-транс изомеризм (эсвэл геометрийн изомеризм) харуулж чаддаг. Энэ төрлийн изомеризм нь давхар бондын нүүрстөрөгчийн аль алинд нь хоёр өөр бүлэг холбогдсон үед үүсдэг. Цис изомерууд давхар бондын нэг талд орлуулагчтай байдаг бол транс изомерууд эсрэг талдаа байдаг. Энэхүү изомеризм нь нэгдлүүдийн физик, химийн шинж чанарт ихээхэн нөлөөлдөг.

Алкенуудын ач холбогдол

Алкенууд янз бүрийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

• Аж үйлдвэр: Эдгээр нь полимер, тосолгооны материал болон бусад химийн бодисын урьдал бодис юм.
• Хөдөө аж ахуй: Этен нь байгалийн гаралтай ургамлын даавар бөгөөд өсөлт, жимс боловсорч гүйцэхэд нөлөөлдөг.
• Анагаах ухаан: Зарим алкенуудыг эмийн синтез болон антисептик болгон ашигладаг.

Алкенуудын жишээ

Нийтлэг алкенууд нь:

• Этен (этилен): Энэ нь хамгийн энгийн алкен бөгөөд химийн үйлдвэрт, ялангуяа полиэтилен үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг.
• Пропен (пропилен): Энэ нь полипропилен үйлдвэрлэх, бусад химийн бодисыг нэгтгэх түүхий эд болгон ашигладаг.
• Бутен (бутилен): Төрөл бүрийн полимер, химийн бодис үйлдвэрлэхэд ашигладаг бутений хэд хэдэн изомерууд байдаг.

Алкенуудтай хийсэн туршилтууд

Алкенуудын реактив байдлыг харуулах нийтлэг туршилт бол алкенд бромын ус нэмэх явдал юм. Энэ туршилтаар бромын ус (хүрэн) алкентай урвалд ороход өнгө алга болж, алкен нь давхар холбоогоор дамжин өнгөгүй дихалоалканы нэгдэл үүсгэсэн болохыг харуулж байна. Энэ нь органик нэгдлүүдийн ханаагүй байдлын чанарын сорил юм.

• Хариу үйлдэл: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Процедур: Туршиж буй алкены уусмалд хэдэн дусал бромын ус нэмнэ. Хэрэв уусмал нь алкен бол бромын ус өнгөө алдаж, алкен нь бромтой урвалд орсныг илтгэнэ.
• Ажиглалт: Алкенууд бромын устай урвалд орж, бромын бор өнгийг алдаж, өнгөгүй дихалоалканы нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Алканууд болон ханасан нэгдлүүд нь урвалд орохгүй бөгөөд бромын ус нь хүрэн өнгөтэй болно.

Дүгнэлт

Алкенууд нь дор хаяж нэг нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар бондоор тодорхойлогддог органик нэгдлүүдийн үндсэн ангиллыг төлөөлдөг. Энэхүү давхар холбоо нь алкенуудын өвөрмөц химийн урвал, физик шинж чанарыг хариуцдаг. Нэмэлт урвалаар дамжуулан тэдгээр нь төрөл бүрийн бүтээгдэхүүн үүсгэж, үйлдвэрлэлийн химийн процесс, хөдөө аж ахуй, эм зүйд чухал ач холбогдолтой болгодог. Бром усны туршилт гэх мэт туршилтын аргууд нь реактив шинж чанараараа алкенуудыг хурдан тодорхойлж чаддаг. Алкен ба тэдгээрийн урвалыг ойлгох нь органик химийн тулгын чулуу болж, материаллаг шинжлэх ухаанаас биохими хүртэлх салбарт ахиц дэвшил гаргахад чухал ач холбогдолтой ойлголтыг өгдөг.