Back to the topics list

alkenes

Panimula sa Alkenes

Ang mga alkenes ay isang pangunahing pangkat ng mga hydrocarbon sa organikong kimika, na nailalarawan sa pagkakaroon ng hindi bababa sa isang carbon-carbon double bond ( \(C=C\) ). Tinutukoy ng dobleng bono na ito ang karamihan sa reaktibiti ng kemikal at pisikal na katangian ng mga alkenes. Ang mga ito ay mga unsaturated compound, ibig sabihin ay mayroon silang mas kaunting hydrogen atoms kumpara sa mga alkanes, na mga saturated hydrocarbons.

Istruktura at Pagbubuklod

Sa alkenes, ang \(C=C\) double bond ay binubuo ng isang sigma ( \(\sigma\) ) bond at isang pi ( \(\pi\) ) bond. Ang \(\sigma\) bond ay nabuo sa pamamagitan ng head-on overlap ng mga orbital, habang ang \(\pi\) bond ay nagreresulta mula sa magkatabing overlap ng \(p\) orbitals. Pinipigilan ng dobleng bono na ito ang pag-ikot, na humahantong sa posibilidad ng mga isomer (cis-trans isomerism) sa ilang alkenes.

Ang pangkalahatang pormula para sa mga alkenes ay \(C_nH_{2n}\) , na nagpapahiwatig na mayroon silang dalawang hydrogen atoms na mas mababa kaysa sa kanilang mga alkane counterparts ( \(C_nH_{2n+2}\) .

Nomenclature

Ang mga alkene ay pinangalanan gamit ang parehong mga base na pangalan gaya ng mga alkane ngunit may "-ene" na suffix upang ipahiwatig ang pagkakaroon ng isang double bond. Ang lokasyon ng double bond ay tinukoy ng isang numero na inilagay bago ang pangalan. Halimbawa, ang propene ( \(C_3H_6\) ) ay may double bond sa pagitan ng una at pangalawang carbon atoms.

Mga Katangiang Pisikal

Ang mga alkenes ay karaniwang mga nonpolar na molekula at may katulad na pisikal na katangian sa mga alkane. Ang mga ito ay hindi matutunaw sa tubig ngunit natutunaw sa mga organikong solvent. Ang kumukulo at natutunaw na mga punto ng alkenes ay tumataas nang may molekular na timbang, ngunit mas mababa kaysa sa mga katumbas na alkane dahil sa mas mababang antas ng mga puwersa ng van der Waals.

Reaktibidad ng Kemikal

Ang dobleng bono sa alkenes ay ang lugar ng kanilang pinakamahalagang reaksyon. Ito ay parehong lugar na mayaman sa elektron, na ginagawa itong madaling atakehin ng mga electrophile, at isang pinagmumulan ng mga electron, na nagpapahintulot sa mga ito na lumahok sa mga reaksyon sa mga nucleophile. Ang mga pangunahing reaksyon ng alkenes ay kinabibilangan ng:

• Mga Reaksyon sa Pagdaragdag: Maaaring masira ang pi bond ng double bond, na nagpapahintulot sa dalawang bagong atom o grupo na magdagdag sa mga carbon. Ang isang halimbawa ay ang hydrogenation ng ethene sa ethane sa pagkakaroon ng nickel catalyst: \(C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6\)
• Pagdaragdag ng Halogen: Ang mga alkene ay tumutugon sa mga halogen upang bumuo ng mga dihaloalkane. Halimbawa, ang pagdaragdag ng bromine sa ethene ay nagbubunga ng 1,2-dibromoethane: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Hydration: Ang pagdaragdag ng tubig sa pagkakaroon ng isang acid upang bumuo ng mga alkohol. Halimbawa, ang hydration ng ethene ay gumagawa ng ethanol: \(C_2H_4 + H_2O \rightarrow C_2H_5OH\)
• Oxidation: Ang mga alkenes ay maaaring ma-oxidized sa iba't ibang compound depende sa mga kondisyon at mga ahente na ginamit. Ang isang banayad na halimbawa ng oksihenasyon ay ang epoxidation, kung saan ang isang alkene ay na-convert sa isang epoxide.
• Polymerization: Ito ay isang reaksyon kung saan ang mga maliliit na molekula ng alkene (monomer) ay nagsasama-sama upang bumuo ng mahabang kadena (polymer). Ang isang halimbawa ay ang polymerization ng ethene upang bumuo ng polyethene (polyethylene).

Isomerismo

Dahil sa restricted rotation sa paligid ng double bond, ang mga alkenes ay maaaring magpakita ng cis-trans isomerism (o geometric isomerism). Ang ganitong uri ng isomerism ay nangyayari kapag mayroong dalawang magkaibang grupo na nakakabit sa parehong mga carbon ng double bond. Ang mga isomer ng cis ay may mga substituent sa parehong panig ng dobleng bono, habang ang mga trans isomer ay may mga ito sa magkabilang panig. Ang isomerism na ito ay makabuluhang nakakaapekto sa pisikal at kemikal na mga katangian ng mga compound.

Kahalagahan ng Alkenes

Ang mga alkenes ay may mahalagang papel sa iba't ibang larangan:

• Industriya: Ang mga ito ay mga precursor sa polymer, lubricant, at iba pang kemikal.
• Agrikultura: Ang Ethene ay isang natural na nagaganap na hormone ng halaman na nakakaimpluwensya sa paglaki at pagkahinog ng prutas.
• Medisina: Ang ilang mga alkenes ay ginagamit sa pharmaceutical synthesis at bilang antiseptics.

Mga halimbawa ng Alkenes

Kasama sa mga karaniwang alkena ang:

• Ethene (ethylene): Ito ang pinakasimpleng alkene at malawakang ginagamit sa industriya ng kemikal, lalo na sa paggawa ng polyethylene.
• Propene (propylene): Ito ay ginagamit sa paggawa ng polypropylene at bilang isang feedstock para sa synthesizing ng iba pang mga kemikal.
• Butene (butylene): Mayroong ilang mga isomer ng butene, na ginagamit sa paggawa ng iba't ibang polimer at kemikal.

Mga Eksperimento na Kinasasangkutan ng Alkenes

Ang isang karaniwang eksperimento upang ipakita ang reaktibiti ng mga alkenes ay kinabibilangan ng pagdaragdag ng bromine na tubig sa isang alkene. Sa eksperimentong ito, ang kulay ng bromine na tubig (kayumanggi) ay nawawala kapag ito ay tumutugon sa isang alkene, na nagpapahiwatig na ang alkene ay idinagdag sa dobleng bono upang bumuo ng isang walang kulay na compound ng dihaloalkane. Ito ay isang qualitative test para sa unsaturation sa mga organic compound:

• Reaksyon: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Pamamaraan: Magdagdag ng ilang patak ng bromine water sa isang solusyon ng alkene na sinusuri. Kung ang solusyon ay isang alkene, ang bromine na tubig ay mag-decolorize, na nagpapahiwatig na ang alkene ay tumugon sa bromine.
• Obserbasyon: Ang mga alkenes ay tutugon sa tubig ng bromine, na magreresulta sa pagkawala ng kayumangging kulay ng bromine, na bumubuo ng walang kulay na mga compound ng dihaloalkane. Ang mga alkanes at saturated compound ay hindi magre-react, na nag-iiwan sa bromine na tubig na kayumanggi.

Konklusyon

Ang mga alkenes ay kumakatawan sa isang pangunahing klase ng mga organikong compound na nailalarawan sa pagkakaroon ng hindi bababa sa isang carbon-carbon double bond. Ang dobleng bono na ito ay responsable para sa natatanging kemikal na reaktibiti at pisikal na katangian ng mga alkenes. Sa pamamagitan ng mga reaksyon sa karagdagan, maaari silang bumuo ng iba't ibang mga produkto, na ginagawa silang mahalaga sa mga proseso ng kemikal na pang-industriya, agrikultura, at mga parmasyutiko. Ang mga eksperimental na pamamaraan, tulad ng bromine water test, ay maaaring mabilis na makilala ang mga alkenes dahil sa kanilang katangian na reaktibiti. Ang pag-unawa sa mga alkenes at ang kanilang mga reaksyon ay bumubuo ng isang pundasyon ng organikong kimika, na nagbibigay ng mga insight na mahalaga para sa pagsulong sa mga larangan mula sa materyal na agham hanggang sa biochemistry.