Fomula ya muundo na molekuli: asetilini

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 05:42

Sifa za kimuundo za asetilini huathiri sifa, uzalishaji na matumizi yake. Alama ya utunzi wa dutu - С₂Н₂ - ndiyo fomula yake rahisi na ya jumla. Acetylene huundwa na atomi mbili za kaboni, kati ya ambayo dhamana ya tatu hutokea. Uwepo wake unaonyeshwa na aina tofauti za fomula na mifano ya molekuli ya ethine, ambayo inafanya uwezekano wa kuelewa tatizo la ushawishi wa muundo kwenye sifa za dutu.

Alkynes. Fomula ya jumla. Asetilini

Hidrokaboni za Alkyne, au hidrokaboni za asetilini, ni acyclic, zisizojaa. Mlolongo wa atomi za kaboni haujafungwa; ina vifungo moja na nyingi. Muundo wa alkynes unaonyeshwa katika fomula ya muhtasari C H_2n _{– 2}. Molekuli za dutu za darasa hili zina vifungo moja au zaidi tatu. Misombo ya asetilini haijajazwa. Hii ina maana kwamba valence moja tu ya kaboni hupatikana kwa gharama ya hidrojeni. Vifungo vitatu vilivyosalia hutumika wakati wa kuingiliana na atomi zingine za kaboni.

Mwakilishi wa kwanza - na maarufu zaidi wa alkaini - asetilini, au ethilini. Jina lisilo na maana la dutu hii linatokana na neno la Kilatini "acetum" - "siki" naKigiriki - "hyle" - "mti". Babu ya mfululizo wa homologous iligunduliwa mwaka wa 1836 katika majaribio ya kemikali, baadaye dutu hii ilitengenezwa kutoka kwa makaa ya mawe na hidrojeni na E. Davy na M. Berthelot (1862). Kwa joto la kawaida na shinikizo la kawaida la anga, asetilini iko katika hali ya gesi. Ni gesi isiyo na rangi, isiyo na harufu, mumunyifu kidogo katika maji. Ethine huyeyuka kwa urahisi zaidi katika ethanoli na asetoni.

Mchanganyiko wa molekuli ya asetilini

Etin ndiye mwanachama rahisi zaidi wa mfululizo wake unaofanana, muundo na muundo wake unaonyesha fomula:

С₂Н₂ - rekodi ya molekuli ya ethine, ambayo inatoa wazo kwamba dutu hii huundwa na atomi mbili za kaboni na idadi sawa ya atomi za hidrojeni. Kutumia formula hii, unaweza kuhesabu molekuli ya molekuli na molar ya kiwanja. Bw (С₂Н₂)=26 a. e.m., M (С₂Н₂)=26.04 g/mol.
Н:С:::С:Н - fomula ya sehemu ya elektroni ya asetilini. Picha kama hizo, zinazoitwa "miundo ya Lewis", zinaonyesha muundo wa elektroniki wa molekuli. Wakati wa kuandika, ni muhimu kufuata sheria: atomi ya hidrojeni, wakati wa kutengeneza dhamana ya kemikali, huwa na usanidi wa shell ya valence ya heliamu, vipengele vingine - octet ya elektroni za nje. Kila koloni inamaanisha kawaida kwa atomi mbili au jozi moja ya elektroni za kiwango cha nishati ya nje.
H-C≡C-H - fomula ya muundo wa asetilini, inayoakisi mpangilio na wingi wa vifungo kati ya atomi. Dashi moja inachukua nafasi ya jozi moja ya elektroni.

Miundo ya molekuli ya asetilini

Fomula zinazoonyesha usambazaji wa elektroni zilitumika kama msingi wa uundaji wa miundo ya obiti ya atomiki, fomula za anga za molekuli (stereochemical). Mapema mwishoni mwa karne ya 18, mifano ya mpira-na-fimbo ilienea - kwa mfano, mipira ya rangi na ukubwa tofauti, inayoashiria kaboni na hidrojeni, ambayo huunda asetilini. Fomula ya kimuundo ya molekuli imewasilishwa kwa namna ya vijiti, ikiashiria vifungo vya kemikali na idadi yake katika kila atomi.

Muundo wa mpira-na-fimbo wa asetilini huzalisha tena pembe za dhamana sawa na 180°, lakini umbali kati ya nyuklia katika molekuli huakisiwa takriban. Utupu kati ya mipira haitoi wazo la kujaza nafasi ya atomi na wiani wa elektroni. Ubaya huo umeondolewa katika mifano ya Dreiding, ambayo huteua viini vya atomi sio kama mipira, lakini kama sehemu za kushikamana kwa vijiti kwa kila mmoja. Miundo ya kisasa ya ujazo inatoa picha wazi zaidi ya obiti za atomiki na molekuli.

Obiti mseto ya atomiki ya asetilini

Kaboni katika hali ya msisimko ina p-orbitali tatu na s moja yenye elektroni ambazo hazijaoanishwa. Katika uundaji wa methane (CH₄₎ wanashiriki katika uundaji wa vifungo sawa na atomi za hidrojeni. Mtafiti maarufu wa Marekani L. Pauling aliendeleza fundisho la hali ya mseto ya obiti za atomiki (AO). Maelezo ya tabia ya kaboni katika athari za kemikali ni usawa wa AO katika fomu na nishati, uundaji wa mawingu mapya. msetoorbitals hutoa vifungo vyenye nguvu zaidi, fomula inakuwa thabiti zaidi.

Atomu za kaboni katika molekuli ya asetilini, tofauti na methane, hupitia mseto. Elektroni za s- na p zimechanganywa katika umbo na nishati. sp-orbitali mbili zinaonekana, zikiwa kwenye pembe ya 180°, zikielekezwa pande tofauti za kiini.

Bondi mara tatu

Katika asetilini, mawingu ya elektroni mseto ya kaboni hushiriki katika uundaji wa vifungo σ na atomi zile zile jirani na kwa hidrojeni katika jozi za C-H. Kunasalia p-orbitali mbili zisizo za mseto zenye mwelekeo wa kila mmoja. Katika molekuli ya ethine, wanahusika katika uundaji wa vifungo viwili vya π. Pamoja na σ, dhamana tatu hutokea, ambayo inaonyeshwa na fomula ya kimuundo. Asetilini hutofautiana na ethane na ethilini kwa umbali kati ya atomi. Dhamana ya mara tatu ni fupi kuliko dhamana mbili, lakini ina akiba kubwa ya nishati na ina nguvu zaidi. Upeo wa msongamano wa σ- na π-bondi unapatikana katika maeneo ya pembeni, ambayo husababisha uundaji wa wingu la elektroni la silinda.

Vipengele vya dhamana ya kemikali katika asetilini

Molekuli ya ethine ina umbo la mstari, ambalo huakisi kwa mafanikio fomula ya kemikali ya asetilini - H-C≡C-H. Atomi za kaboni na hidrojeni ziko kwenye mstari mmoja wa moja kwa moja, vifungo 3 σ- na 2 π vinaonekana kati yao. Harakati ya bure, mzunguko kando ya mhimili wa C-C hauwezekani, hii inazuiwa na kuwepo kwa vifungo vingi. Vipengele vingine vya bondi tatu:

idadi ya jozi za elektroni zinazofunga atomi mbili za kaboni - 3;
urefu - 0.120 nm;
nguvu ya mapumziko - 836kJ/mol.

Kwa kulinganisha: katika molekuli za ethane na ethilini, urefu wa vifungo vya kemikali moja na mbili ni 1.54 na 1.34 nm, mtawalia, nishati ya kukatika kwa C-C ni 348 kJ/mol, C=C - 614 kJ/mol.

Homologues za asetilini

Asetilini ni kiwakilishi rahisi zaidi cha alkaini, katika molekuli ambazo pia kuna dhamana tatu. Propyne CH₃C≡CH ni neno la asili la asetilini. Fomula ya kiwakilishi cha tatu cha alkynes - butyne-1 - ni CH₃CH₂C≡CH. Asetilini ni jina dogo la ethine. Utaratibu wa utaratibu wa majina wa alkynes hufuata sheria za IUPAC:

katika molekuli za mstari, jina la mnyororo kuu limeonyeshwa, ambalo lilitoka kwa nambari ya Kigiriki, ambayo kiambishi -in na nambari ya atomi kwenye kifungo cha tatu huongezwa, kwa mfano, ethyne, propyne., butyne-1;
idadi ya msururu mkuu wa atomi huanza kutoka mwisho wa molekuli iliyo karibu zaidi na dhamana tatu;
kwa hidrokaboni zenye matawi, kwanza huja jina la tawi la kando, kisha jina la msururu mkuu wa atomi wenye kiambishi tamati -ndani.
sehemu ya mwisho ya jina ni nambari inayoonyesha eneo katika molekuli ya dhamana tatu, kwa mfano, butyne-2.

Isomerism ya alkynes. Utegemezi wa mali kwenye muundo

Ethine na propyne hazina isoma za nafasi ya bondi tatu, zinaonekana zikianza na butyne. Isoma za mifupa ya kaboni hupatikana katika pentine na homologues zinazoifuata. Kuhusiana na dhamana ya mara tatu, hakuna nafasiisomerism ya hidrokaboni asetilini.

Homologi 4 za kwanza za ethine ni gesi ambazo haziwezi kuyeyushwa vizuri kwenye maji. Asetilini hidrokaboni C₅ – C₁₅ - vimiminika. Yabisi ni homologi za ethine, kuanzia na hidrokaboni C₁₇. Asili ya kemikali ya alkynes inathiriwa sana na dhamana ya mara tatu. Hydrocarboni za aina hii ni kazi zaidi kuliko zile za ethylene, huunganisha chembe mbalimbali. Mali hii ndio msingi wa matumizi makubwa ya maadili katika tasnia na teknolojia. Wakati wa kuchoma asetilini, kiasi kikubwa cha joto hutolewa, ambacho hutumika katika kukata gesi na kulehemu kwa metali.