Michanganyiko ya kikaboni rahisi zaidi ni hidrokaboni zilizojaa na zisizojaa. Hizi ni pamoja na vitu vya aina ya alkanes, alkaini, alkenes.
Fomula zake ni pamoja na atomi za hidrojeni na kaboni katika mfuatano na wingi fulani. Mara nyingi hupatikana katika asili.
Uamuzi wa alkenes
Jina lao lingine ni olefini au ethylene hidrokaboni. Hivyo ndivyo kundi hili la misombo liliitwa katika karne ya 18 wakati kioevu chenye mafuta, ethilini kloridi, kilipogunduliwa.
Alkene ni dutu inayojumuisha vipengele vya hidrojeni na kaboni. Wao ni wa hidrokaboni acyclic. Molekuli yao ina dhamana moja maradufu (isiyojaa maji) inayounganisha atomi mbili za kaboni kwenye nyingine.
Fomula za Alkene
Kila darasa la misombo ina muundo wake wa kemikali. Ndani yao, alama za vipengele vya mfumo wa mara kwa mara zinaonyesha muundo na muundo wa vifungo vya kila dutu.
Mchanganyiko wa jumla wa alkenes umeashiriwa kama ifuatavyo: CH2n, ambapo nambari n ni kubwa kuliko au sawa na 2. Wakati wa kusimbua, inaweza kuonekana kuwa kuna atomi mbili za hidrojeni kwa kila atomi ya kaboni.
Miundo ya molekuli ya alkene kutoka kwa mfululizo wa homologous inawakilishwa na miundo ifuatayo: C2H4, C3 H6, C4H8, C 5H10, C6H12, C 7H14, C8H16, C 9 H18, C10H20. Inaweza kuonekana kuwa kila hidrokaboni inayofuata ina kaboni moja zaidi na hidrojeni 2 zaidi.
Kuna hali ya mchoro ya eneo na mpangilio wa misombo ya kemikali kati ya atomi kwenye molekuli, ambayo inaonyesha muundo wa alkene. Kwa usaidizi wa mistari ya valence, muunganisho wa kaboni na hidrojeni huonyeshwa.
Muundo wa muundo wa alkene unaweza kuonyeshwa katika umbo lililopanuliwa, vipengele vyote vya kemikali na vifungo vinapoonyeshwa. Kwa usemi mafupi zaidi wa olefini, mchanganyiko wa kaboni na hidrojeni kwa usaidizi wa mistari ya valence hauonyeshwa.
Fomula ya kiunzi inaashiria muundo rahisi zaidi. Mstari uliovunjika unaonyesha msingi wa molekuli, ambamo atomi za kaboni huwakilishwa na sehemu za juu na ncha zake, na hidrojeni huonyeshwa kwa viungo.
Jinsi majina ya olefin yanaundwa
Kulingana na utaratibu wa utaratibu wa majina, fomula za alkene na majina yao huundwa kwa muundo wa alkanes zinazohusiana na hidrokaboni zilizojaa. Ili kufanya hivyo, kwa jina la mwisho, kiambishi -an kinabadilishwa na -ilen au -en. Mfano ni malezi ya butylene kutokabutane, na pentene kutoka pentane.
Ili kuonyesha nafasi ya dhamana mbili inayohusiana na atomi za kaboni, onyesha nambari ya Kiarabu mwishoni mwa jina.
Alkene zimepewa jina la hidrokaboni yenye mnyororo mrefu zaidi ulio na bondi mbili. Kwa mwanzo wa kuhesabu nambari za mnyororo, mwisho huchaguliwa kwa kawaida, ambayo ni karibu zaidi na mchanganyiko usiojaa wa atomi za kaboni.
Ikiwa fomula ya muundo wa alkene ina matawi, basi onyesha majina ya radicals na idadi yao, na hutanguliwa na nambari zinazolingana na mahali kwenye mnyororo wa kaboni. Kisha hufuata jina la hidrokaboni yenyewe. Kwa kawaida nambari hufuatwa na kistari.
Kuna matawi makubwa yasiyo na kikomo. Majina yao yanaweza kuwa madogo au kuundwa kwa mujibu wa kanuni za utaratibu wa utaratibu wa majina.
Kwa mfano, HHC=CH- inaitwa ethenyl au vinyl.
Isoma
Miundo ya molekiuli ya alkene haiwezi kuashiria isomerism. Hata hivyo, kwa aina hii ya dutu, isipokuwa molekuli ya ethilini, urekebishaji wa anga ni asili.
Isoma za hidrokaboni ethilini zinaweza kuwa kwa mifupa ya kaboni, kwa mkao wa dhamana isiyojaa, tabaka au anga.
Muundo wa jumla wa alkene huamua idadi ya atomi za kaboni na hidrojeni kwenye mnyororo, lakini haionyeshi uwepo na eneo la dhamana mbili. Mfano ni cyclopropane kama isoma interclass ya C3H6 (propylene). Aina zingine za isomerism huonekana katika C4H8 aubutene.
Nafasi tofauti za dhamana isiyojaa huzingatiwa katika butene-1 au butene-2, katika kesi ya kwanza, kiwanja mara mbili iko karibu na atomi ya kwanza ya kaboni, na kwa pili - katikati ya mlolongo. Isoma katika mifupa ya kaboni inaweza kuzingatiwa kwa kutumia mfano wa methylpropene) na isobutylene ((CH3)2C=CH2).
Marekebisho ya anga ni asili katika butene-2 katika nafasi ya mpito na cis. Katika kesi ya kwanza, radicals za upande ziko juu na chini ya mnyororo mkuu wa kaboni na dhamana mbili, katika isoma ya pili, vibadala viko upande mmoja.
Tabia za Olefin
Muundo wa jumla wa alkenes huamua hali halisi ya wawakilishi wote wa darasa hili. Kuanzia na ethilini na kumalizia na butilini (kutoka C2 hadi C4), dutu zipo katika umbo la gesi. Kwa hivyo etheni isiyo na rangi ina harufu nzuri, umumunyifu mdogo katika maji, uzito wa molekuli ni chini ya ule wa hewa.
Katika umbo la kioevu, hidrokaboni za homologous kutoka C5 hadi C17 huwasilishwa. Kuanzia alkene, ambayo ina atomi 18 za kaboni kwenye mnyororo mkuu, mpito wa hali halisi hadi umbo gumu hutokea.
Olefini zote huchukuliwa kuwa na umumunyifu hafifu katika wastani wa maji, lakini umumunyifu mzuri katika vimumunyisho vya kikaboni, kama vile benzini au petroli. Uzito wao wa Masi ni chini ya ule wa maji. Kuongezeka kwa mnyororo wa kaboni husababisha kuongezeka kwa viashiria vya joto wakati wa kuyeyuka na kuchemsha kwa misombo hii.
Sifa za olefins
Muundo wa muundo wa alkenesinaonyesha uwepo katika kiunzi cha kiunzi cha vifungo viwili vya π- na σ-kiwanja cha atomi mbili za kaboni. Muundo huu wa molekuli huamua mali yake ya kemikali. π-bond inachukuliwa kuwa sio nguvu sana, ambayo inafanya uwezekano wa kuiharibu kwa kuunda vifungo viwili vipya vya σ, ambavyo hupatikana kwa sababu ya kuongeza jozi ya atomi. Hidrokaboni isokefu ni wafadhili wa elektroni. Wanashiriki katika michakato ya kuongeza kielektroniki.
Sifa muhimu ya kemikali ya alkene zote ni mchakato wa halojeni na kutolewa kwa misombo sawa na derivatives ya dihalojeni. Atomu za halojeni zinaweza kushikamana kupitia dhamana mbili kwa kaboni. Mfano ni bromination ya propylene na malezi ya 1, 2-dibromopropane:
H2C=CH–CH3 + Br2 → BrCH 2–CHBr–CH3.
Mchakato huu wa uwekaji rangi katika maji ya bromini yenye alkene unachukuliwa kuwa ushahidi wa ubora wa kuwepo kwa dhamana mbili.
Athari muhimu ni pamoja na utiaji hidrojeni wa olifini kwa kuongezwa kwa molekuli ya hidrojeni chini ya utendakazi wa metali za kichocheo kama vile platinamu, paladiamu au nikeli. Matokeo yake ni hidrokaboni na dhamana iliyojaa. Miundo ya alkane, alkene imetolewa hapa chini katika mmenyuko wa hidrojeni ya butene:
CH3–CH2–CH=CH2 + H 2 Ni→ CH3–CH2–CH 2–CH3.
Mchakato wa kuongeza molekuli ya halidi hidrojeni kwenye olefiniinaitwa
hydrohalogenation, ikiendelea kulingana na sheria iliyogunduliwa na Markovnikov. Mfano ni hidrobromination ya propylene kuunda 2-bromopropane. Ndani yake, hidrojeni huchanganyika kwa kifungo maradufu na kaboni, ambayo inachukuliwa kuwa yenye hidrojeni zaidi:
CH3–CH=CH2 + HBr → CH3–BrCH– CH3.
Mtikio wa kuongezwa kwa maji na alkene chini ya utendakazi wa asidi huitwa uhaidroshaji. Matokeo yake ni molekuli ya pombe propanol-2:
CH3–HC=CH2 + H2O → CH 3–OHCH–CH3.
Inapokabiliwa na alkene yenye asidi ya sulfuriki, mchakato wa salfoni hutokea:
CH3–HC=CH2 + HO−OSO−OH → CH3 –CH3CH–O−SO2−OH.
Mitikio huendelea kwa kutengeneza esta zenye tindikali, kwa mfano, asidi ya isopropylsulfuriki.
Alkeni huathiriwa na uoksidishaji wakati wa mwako chini ya hatua ya oksijeni kuunda maji na gesi ya kaboni dioksidi:
2CH3–HC=CH2 + 9O2 → 6CO 2 + 6H2O.
Muingiliano wa misombo ya olefiniki na kuyeyusha pamanganeti ya potasiamu katika mfumo wa myeyusho husababisha kutokea kwa glikoli au alkoholi dihydric. Mwitikio huu pia ni wa kioksidishaji, huzalisha ethilini glikoli na kugeuza myeyusho kuwa na rangi:
3H2C=CH2 + 4H2O+ 2KMnO 4 → 3OHCH–CHOH+ 2MnO2 +2KOH.
Molekuli za Alkene zinaweza kuhusika katika mchakato wa upolimishaji kwa kutumia radical bure.au utaratibu wa cation-anion. Katika kesi ya kwanza, chini ya ushawishi wa peroksidi, polima kama vile polyethilini hupatikana.
Kulingana na utaratibu wa pili, asidi hufanya kama vichocheo vya cationic, na vitu vya organometallic ni vichocheo vya anionic kwa kutolewa kwa polima stereoselective.
Alkanes ni nini
Zinaitwa pia parafini au hidrokaboni za acyclic zilizojaa. Wana muundo wa mstari au wa matawi, ambao una vifungo rahisi vilivyojaa. Wawakilishi wote wa mfululizo wa kihomoolojia wa darasa hili wana fomula ya jumla C H2n+2.
Zina atomi za kaboni na hidrojeni pekee. Fomula ya jumla ya alkene imeundwa kutokana na uteuzi wa hidrokaboni zilizoshiba.
Majina ya alkanes na sifa zao
Mwakilishi rahisi zaidi wa darasa hili ni methane. Inafuatiwa na vitu kama vile ethane, propane na butane. Jina lao linatokana na mzizi wa nambari katika Kigiriki, ambayo kiambishi -an huongezwa. Majina ya alkane yameorodheshwa katika neno la IUPAC.
Mchanganyiko wa jumla wa alkene, alkani, alkanes inajumuisha aina mbili pekee za atomi. Hizi ni pamoja na vipengele vya kaboni na hidrojeni. Idadi ya atomi za kaboni katika madarasa yote matatu ni sawa, tofauti huzingatiwa tu kwa idadi ya hidrojeni, ambayo inaweza kupasuliwa au kuongezwa. Misombo isiyojaa hupatikana kutoka kwa hidrokaboni iliyojaa. Wawakilishi wa parafini kwenye molekuli wana atomi 2 zaidi za hidrojeni kuliko olefins, ambayo inathibitisha.formula ya jumla ya alkanes, alkenes. Muundo wa alkene unachukuliwa kuwa haujajaa kutokana na kuwepo kwa dhamana mbili.
Tukilinganisha idadi ya atomi za hidrojeni na kaboni katika alkanes, basi thamani itakuwa ya juu zaidi ikilinganishwa na aina nyingine za hidrokaboni.
Kutoka methane hadi butane (kutoka C1 hadi C4), dutu zipo katika umbo la gesi.
Katika umbo la kioevu, hidrokaboni za homologous kutoka C5 hadi C16 huwasilishwa. Kuanzia kwenye alkane, ambayo ina atomi 17 za kaboni katika mnyororo mkuu, mpito wa hali halisi hadi umbo gumu hutokea.
Zina sifa ya isomerism katika mifupa ya kaboni na marekebisho ya macho ya molekuli.
Katika parafini, valenti za kaboni huchukuliwa kuwa zimekaliwa kabisa na kaboni za jirani au hidrojeni kwa kuundwa kwa bondi ya aina ya σ. Kwa mtazamo wa kemikali, hii husababisha sifa zao dhaifu, ndiyo maana alkane huitwa hidrokaboni zilizojaa au zilizojaa, zisizo na mshikamano.
Zinaingia katika miitikio ya ubadilishanaji inayohusishwa na upenyezaji radical, salfochlorination au nitration ya molekuli.
Parafini hupitia mchakato wa oxidation, mwako au mtengano kwenye joto la juu. Chini ya hatua ya vichapuzi vya mmenyuko, uondoaji wa atomi za hidrojeni au uondoaji hidrojeni wa alkanes hutokea.
Alkynes ni nini
Zinaitwa pia hidrokaboni za asetilini, ambazo zina dhamana mara tatu katika mnyororo wa kaboni. Muundo wa alkynes unaelezewa na jumlafomula C H2n–2. Inaonyesha kwamba, tofauti na alkanes, hidrokaboni za asetilini hazina atomi nne za hidrojeni. Nafasi yake inabadilishwa na bondi tatu inayoundwa na misombo π mbili.
Muundo kama huu huamua sifa za kemikali za darasa hili. Muundo wa muundo wa alkenes na alkaini unaonyesha wazi kutojaa kwa molekuli zao, na pia uwepo wa mara mbili (H2C꞊CH2) na mahusiano mara tatu (HC≡CH).
Jina la alkynes na sifa zao
Mwakilishi rahisi zaidi ni asetilini au HC≡CH. Pia inaitwa ethin. Inatoka kwa jina la hidrokaboni iliyojaa, ambayo kiambishi -an hutolewa na -in huongezwa. Katika majina ya alkynes ndefu, nambari inaonyesha eneo la dhamana tatu.
Kujua muundo wa hidrokaboni zilizojaa na zisizojaa, inawezekana kubainisha ni chini ya herufi ipi fomula ya jumla ya alkaini imeonyeshwa: a) CnH2n; c) CnH2n+2; c) CnH2n-2; d) CnH2n-6. Jibu sahihi ni chaguo la tatu.
Kutoka asetilini hadi butane (kutoka C2 hadi C4), dutu asili ni gesi.
Katika umbo la kioevu kuna hidrokaboni za muda wa homologous kutoka C5 hadi C17. Kuanzia alkyne, ambayo ina atomi 18 za kaboni kwenye mnyororo mkuu, mpito wa hali halisi hadi umbo gumu hutokea.
Zina sifa ya isomerism katika mifupa ya kaboni, katika nafasi ya dhamana tatu, pamoja na marekebisho ya tabaka la molekuli.
Posifa za kemikali za hidrokaboni asetilini ni sawa na alkene.
Ikiwa alkynes zina bondi tatu za mwisho, basi hufanya kama asidi pamoja na uundaji wa chumvi za alkynide, kwa mfano, NaC≡CNa. Kuwepo kwa bondi mbili za π hufanya molekuli ya asetilini ya sodiamu kuwa nyukleofili yenye nguvu ambayo huingia katika miitikio ya kibadala.
Asetilini hutiwa kloridi pamoja na kloridi ya shaba ili kupata dikloroasetilini, kufidia chini ya hatua ya haloalkynes pamoja na kutolewa kwa molekuli za diacetylene.
Alkynes hushiriki katika miitikio ya kuongeza kielektroniki, kanuni ambayo msingi wake ni upenyezaji wa mwanga, utokaji wa haidrojeni, unyanyuaji na uwekaji kaboni. Hata hivyo, michakato kama hii huendelea kwa udhaifu zaidi kuliko alkene yenye bondi mbili.
Kwa hidrokaboni za asetilini, miitikio ya nyongeza ya aina ya nukleofili ya molekuli ya alkoholi, amini ya msingi au salfidi hidrojeni inawezekana.
