Back to the topics list

alkenlar

Alkenlar bilan tanishtirish

Alkenlar organik kimyodagi uglevodorodlarning asosiy guruhi boʻlib, kamida bitta uglerod-uglerod qoʻsh bogʻlanishi ( \(C=C\) ) mavjudligi bilan tavsiflanadi. Ushbu qo'sh bog'lanish alkenlarning kimyoviy reaktivligi va fizik xususiyatlarini aniqlaydi. Ular to'yinmagan birikmalardir, ya'ni ular to'yingan uglevodorodlar bo'lgan alkanlarga nisbatan kamroq vodorod atomlariga ega.

Struktura va bog'lanish

Alkenlarda \(C=C\) qo`sh bog` bir sigma ( \(\sigma\) ) va bitta pi ( \(\pi\) ) bog`dan iborat. \(\sigma\) bog'lanish orbitallarning bir-birining ustiga chiqishi natijasida hosil bo'lsa, \(\pi\) bog'lanish \(p\) orbitallarning yonma-yon qoplanishi natijasida hosil bo'ladi. Ushbu qo'sh bog'lanish aylanishni cheklaydi, bu esa ba'zi alkenlarda izomerlarning (cis-trans izomeriyasi) paydo bo'lishiga olib keladi.

Alkenlarning umumiy formulasi \(C_nH_{2n}\) boʻlib, ularning alkan analoglaridan ikkita vodorod atomi kamroq ekanligini koʻrsatadi ( \(C_nH_{2n+2}\) ).

Nomenklatura

Alkenlar alkanlar bilan bir xil asosiy nomlar yordamida, lekin qo'sh bog'ning mavjudligini ko'rsatish uchun "-ene" qo'shimchasi bilan nomlangan. Qo'sh bog'lanishning joylashuvi nom oldiga qo'yilgan raqam bilan belgilanadi. Masalan, propen ( \(C_3H_6\) ) birinchi va ikkinchi uglerod atomlari o'rtasida qo'sh aloqaga ega.

Jismoniy xususiyatlar

Alkenlar odatda qutbsiz molekulalar bo'lib, alkanlarga o'xshash fizik xususiyatlarga ega. Ular suvda erimaydi, lekin organik erituvchilarda eriydi. Alkenlarning qaynash va erish nuqtalari molekulyar og'irlik bilan ortadi, ammo van-der-Vaals kuchlarining kamroq darajasi tufayli mos keladigan alkanlardan past bo'ladi.

Kimyoviy reaktivlik

Alkenlardagi qo'sh bog'lanish ularning eng muhim reaktsiyalari joyidir. Bu ham elektronga boy hudud bo'lib, uni elektrofillar tomonidan hujumga moyil qiladi va elektronlar manbai bo'lib, unga nukleofillar bilan reaktsiyalarda qatnashish imkonini beradi. Alkenlarning asosiy reaktsiyalariga quyidagilar kiradi:

• Qo'shilish reaktsiyalari: qo'sh bog'ning pi bog'i uzilishi mumkin, bu uglerodlarga ikkita yangi atom yoki guruh qo'shilishiga imkon beradi. Nikel katalizatori ishtirokida etenning etanga gidrogenlanishi bunga misol bo'la oladi: \(C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6\)
• Galogen qo'shilishi: Alkenlar galogenlar bilan reaksiyaga kirishib, dihaloalkanlarni hosil qiladi. Masalan, etenga brom qo‘shilsa, 1,2-dibromoetan hosil bo‘ladi: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Hidratsiya: spirtlarni hosil qilish uchun kislota ishtirokida suv qo'shilishi. Masalan, etenning hidratsiyasi etanol hosil qiladi: \(C_2H_4 + H_2O \rightarrow C_2H_5OH\)
• Oksidlanish: Alkenlar shartlarga va ishlatiladigan moddalarga qarab turli xil birikmalarga oksidlanishi mumkin. Engil oksidlanish misoli epoksidlanishdir, bu erda alken epoksidga aylanadi.
• Polimerlanish: Bu kichik alken molekulalari (monomerlar) uzun zanjirlar (polimerlar) hosil qilish uchun birlashadigan reaktsiya. Masalan, etenning polietilen (polietilen) hosil qilish uchun polimerlanishi.

Izomerizm

Qo'sh bog'ning atrofida cheklangan aylanish tufayli alkenlar cis-trans izomeriyasini (yoki geometrik izomeriyani) namoyon qilishi mumkin. Ushbu turdagi izomeriya qo'sh bog'ning ikkala uglerodiga ikki xil guruh biriktirilganda sodir bo'ladi. Sis izomerlari o'rnini bosuvchi moddalar qo'sh bog'ning bir tomonida, trans izomerlarida esa qarama-qarshi tomonda joylashgan. Bu izomeriya birikmalarning fizik va kimyoviy xossalariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.

Alkenlarning ahamiyati

Alkenlar turli sohalarda muhim rol o'ynaydi:

• Sanoat: Ular polimerlar, moylash materiallari va boshqa kimyoviy moddalar uchun kashshoflardir.
• Qishloq xo'jaligi: Ethen - o'sish va mevalarning pishishiga ta'sir qiluvchi tabiiy o'simlik gormoni.
• Tibbiyot: Ba'zi alkenlar farmatsevtika sintezida va antiseptik sifatida ishlatiladi.

Alkenlarga misollar

Umumiy alkenlarga quyidagilar kiradi:

• Eten (etilen): Bu eng oddiy alken bo'lib, kimyo sanoatida, ayniqsa polietilen ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi.
• Propen (propilen): Polipropilen ishlab chiqarishda va boshqa kimyoviy moddalarni sintez qilish uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi.
• Buten (butilen): Butenning bir nechta izomerlari mavjud bo'lib, ular turli polimerlar va kimyoviy moddalar ishlab chiqarishda ishlatiladi.

Alkenlar ishtirokidagi tajribalar

Alkenlarning reaktivligini ko'rsatish uchun keng tarqalgan tajribalardan biri alkenga bromli suv qo'shishni o'z ichiga oladi. Bu tajribada bromli suvning rangi (jigarrang) alken bilan reaksiyaga kirishganda yo‘qoladi, bu alkenning qo‘sh bog‘ bo‘ylab qo‘shilib, rangsiz dihaloalkan birikmasini hosil qilganligini ko‘rsatadi. Bu organik birikmalarning to'yinmaganligi uchun sifatli sinov:

• Reaktsiya: \(C_2H_4 + Br_2 \rightarrow C_2H_4Br_2\)
• Ish tartibi: tekshirilayotgan alken eritmasiga bir necha tomchi bromli suv qo‘shing. Agar eritma alken bo'lsa, bromli suv rangsizlanadi, bu alkenning brom bilan reaksiyaga kirishganligini ko'rsatadi.
• Kuzatish: Alkenlar bromli suv bilan reaksiyaga kirishadi, natijada bromning jigarrang rangi yo`qolib, rangsiz dihaloalkan birikmalarini hosil qiladi. Alkanlar va to'yingan birikmalar reaksiyaga kirishmaydi, bromli suv jigarrang bo'lib qoladi.

Xulosa

Alkenlar kamida bitta uglerod-uglerod qo'sh aloqasi mavjudligi bilan tavsiflangan organik birikmalarning asosiy sinfini ifodalaydi. Ushbu qo'sh bog'lanish alkenlarning noyob kimyoviy reaktivligi va fizik xususiyatlari uchun javobgardir. Qo'shilish reaktsiyalari orqali ular turli xil mahsulotlarni hosil qilishi mumkin, bu ularni sanoat kimyoviy jarayonlarida, qishloq xo'jaligida va farmatsevtikada hal qiluvchi ahamiyatga ega qiladi. Bromli suv sinovi kabi eksperimental usullar xarakterli reaktivligi tufayli alkenlarni tezda aniqlashi mumkin. Alkenlar va ularning reaktsiyalarini tushunish organik kimyoning asosini tashkil etadi va materialshunoslikdan biokimyogacha bo'lgan sohalarda rivojlanish uchun zarur bo'lgan tushunchalarni beradi.