Какой из продуктов обесцвечивает бромную воду

АЛКЕНЫ (олефины, этиленовые углеводороды) 

Общая  формула CnH2n, одна двойная связь (= ) между атомами углерода

По месту С=С –  sp2 гибридизация, 

угол между связями С=С – 120°, поэтому молекула угловая

одна   подвижная  π-связь, длина двойной связи 0,134 нм. 

                                   
                                      ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКЕНОВ

По физическим свойствам  близки к алканам. 

При нормальных условиях углеводороды 

C2–C4 – газы, 

C5–C17 – жидкости, 

высшие представители – твердые вещества. 

Температура их плавления и кипения, а также плотность увеличиваются с ростом молекулярной массы. 

Все олефины легче воды, плохо растворимы в ней, однако растворимы в органических растворителях.

(Правило Марковникова: – водород присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода).

4) Гидратация   →   + Н₂О :    из алкенов  одноатомные спирты

(присоединение также происходит по правилу Марковникова)

5. Эффект Хараша – присоединение в присутствии катализатора

Присоединение галогеноводородов и воды в  присутствии пероксидов  идет против правила Марковникова

6. Полимеризация  – это реакция образования высокомолекулярного соединения  (полимера) из низкомолекулярного (мономера).

Высокомолекулярное соединение (полимер) – это вещество с большой молекулярной массой, состоящее из многократно повторяющихся сегментов (структурных звеньев), связанных между собой.

РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ

1. Горение – полное окисление алкенов кислородом до углекислого газа и воды.

2. Мягкое окисление алкенов  – реакция Вагнера – реакция с холодным водным (нейтральным)  раствором перманганата калия (или Н₂О₂)  →  многоатомные спирты..

3.Окисление алкенов в нейтральной среде при нагревании 

 
Если двойная связь на краю – карбонат, если в середине – соль карбоновой кислоты, если к двойной связи радикал – кетон.

4. Жесткое окисление алкенов – реакция  с горячим  кислым раствором перманганата калия – идёт с разрывом двойной связи С=С  в зависимости от алкена образуются  карбоновые кислоты, углекислый газ, кетоны.

В зависимости от строения  скелета алкена механизм реакции разный:

а) Если у двойной связи нет радикалов →  карбоновые кислоты и углекислый газ, если есть, только карбоновые кислоты

6. Окисление этилена кислородом   при нагревании в присутствии катализатора металлического серебра, в водной среде  → промышленный способ получения этиленгликоля.

РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ В «БОКОВОЙ ЦЕПИ».

если реакция с хлором проводится на свету или при высокой температуре – идёт замещение водорода в боковой цепи.

                               
                             СВОЙСТВА АЛКАДИЕНОВ

Две двойные связи.  

Первый член ряда – С3Н4 (пропадиен или аллен).  В названии появляется суффикс – ДИЕН. 

                             ТИПЫ ДВОЙНЫХ СВЯЗЕЙ В ДИЕНАХ: 

1.Изолированные – двойные связи разделены в цепи двумя или более σ-связями:  СН2=СН–СН2–СН=СН2. 

Диены этого типа проявляют свойства, характерные для алкенов. 

2. Кумулированные – двойные связи расположены у одного атома углерода:   СН2=С=СН2 (аллен)

Подобные диены (аллены) относятся к довольно редкому  и неустойчивому типу соединений.

3.Сопряженные – двойные связи разделены одной σ-связью:    СН2=СН–СН=СН2

Сопряженные диены отличаются характерными свойствами, обусловленными электронным строением молекул, а именно, непрерывной последовательностью четырех sp2-атомов углерода.

                                    ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКАДИЕНОВ

В обычных условиях пропадиен-1,2 и бутадиен-1,3 — газы,  2-метилбутадиен-1,3 — летучая жидкость. 

Алкадиены с изолированными двойными связями (простейший из них — пентадиен-1,4) — жидкости. 

Высшие диены — твёрдые вещества.

Все алкадиены  нерастворимы в воде

РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ

5. Реакция полимеризации

Реакция протекает преимущественно по 1,4-механизму, при этом образуется полимер с кратными связями, называемый  каучуком:

Полимеризация бутадиена

РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ – мягкое, жесткое, а также горение.

Протекают так же, как и в случае алкенов – мягкое окисление приводит к многоатомному спирту, жесткое окисление – к смеси различных продуктов, зависящих от строения диена:

1. Мягкое окисление – многоатомные спирты

2. Окисление в жестких условиях.  В качестве окислителя используется концентрированный раствор перманганата калия или хромовая смесь (раствор бихромата калия в серной кислоте). 

Происходит разрыв  связей, с образованием, в зависимости  от строения исходного алкена:  карбоновых кислот, кетонов или смеси кислот и  кетона. 

3. Алкадиены горят → углекислый газ (угарный газ, углерод)  и вода.   

АЛКИНЫ  (ацетиленовые углеводороды) 

Общая формула  CnH2n-2

одна тройная связь (≡).

 ≡  – sp-гибридизация, 

≡ – одна σ- и две π-связи

угол по месту ≡ 180°. 

Молекула линейная

длина тройной связи 0,120нм. 

 ИЮПАК – суффикс -ан заменяется суффиксом -ин:

ОСОБЕННОСТИ АЛКИНОВ:

1. π-Электроны более короткой тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей подвижностью. 

2. Реакции присоединения к алкинам протекают медленнее, чем к алкенам. 

3. Алкины с концевой тройной связью (алкины-1) проявляют кислотные свойства и способны, вступая в реакции с активными металлами, образовывать соли. 

                                         
                                                   ФИЗИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА АЛКИНОВ

По своим физическим свойствам напоминают соответствующие алкены. 

Низшие (до С4) — газы без цвета и запаха, имеющие более высокие температуры кипения, чем аналоги в алкенах. 

 
                                                   ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ

1. Гидрирование →  + Н2 – сначала алкены, затем алканы  

В присутствии металлических катализаторов (Pt, Ni) алкины  образуют алкены (разрывается первая π-связь), затем алканов (разрывается вторая π-связь):

2. Галогенирование  → + Cl2, Br2 :   из алкинов → дигалогеналкены, затем тетрагалогеналканы : 

Присоединение галогенов к алкинам протекает медленнее, чем для алкенов (первая π-связь разрывается труднее, чем вторая):

3. Гидрогалогенирование  →  + НBr, HCl  из алкенов → галогеналкены, из галогеналкенов – дигалогеналканы

Присоединение к несимметричным алкинам определяются правилом Марковникова:

4. Гидратация (реакция Кучерова) →   + Н₂О : из ацетилена – этаналь (альдегид), из всех остальных – кетоны. Катализаторы –  соли ртути (II) – присоединение протекает по правилу Марковникова

5. Полимеризация алкинов.

а) Димеризация – из двух молекул ацетилена образуется димер – винилацетилен в присутствии соли CuCl

2) Тримеризация  – образуются ароматические углеводороды

Тримеризация  ацетилена над активированным углем приводит к образованию бензола (реакция Зелинского):

КИСЛОТНЫЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ С КОНЦЕВОЙ ТРОЙНОЙ СВЯЗЬЮ

1. С щелочными металлами – образование солей ацетиленидов (замещается водород только на концевых связях):  

Концевые атомы водорода у ацетилена и алкинов-1 могут замещаться атомами металла.  При этом образуются соли – ацетилениды:

Образование серовато-белого осадка ацетиленида серебра (ли красно-коричневого ацетиленида меди) – качественная реакция на концевую тройную связь.  

ОКИСЛЕНИЕ АЦЕТИЛЕНА:

Алкины обесцвечивают раствор KMnO4, что используется для их качественного определения (обесцвечивание перманганата).

1. В слабощелочной среде  →  соли щавелевой кислоты (оксалаты)

2. В слабокислой среде →  углекислый газ  

Остальные алкины окисляются аналогично алкенам

в нейтральной и щелочной  среде при нагревании   получаются калиевые соли

Реакция  с горячим  кислым раствором перманганата калия – идёт с разрывом тройной связи  – образуются  карбоновые кислоты, углекислый газ: