Қаныққан және қанықпаған көмірсутектер
Қаныққан көмірсутектер (Алкандар,парафиндер). 1
Қанықпаған көмірсутектер (Алкендер, олефиндер). 4
Қанықпаған көмірсутектер (Алкендер, олефиндер). 4
Қаныққан көмірсутектер (Алкандар,парафиндер).
Қаныққан көмірсутектер деп молекулаларындағы әрбір көміртек атомдары өзімен көршілес көміртек атомымен байланысуға бір ғана валенттігін жұмсап, қалған бос валенттіктері (көміртектермен байланысуға жұмсалмаған) сутекпен қаныққан көміртек пен сутектің қосылыстарын атайды.Барлық көмірсутек атомдары sp3- күйінде болады.
Қаныққан көмірсутектер жалпы фолмуласы CnH2n+2. Бұл қатардың негізі – метан.
CnH2n Тарихи
атауы Рационалды
атауы Систематикалық
атауы
СН4 Метан Метан Метан
СН3-СН3 Этан Метил метан Этан
СН3-СН2-СН3 Пропан Диметил метан Пропан
СН3-СН-СН3
СН3 Изобутан Триметилметан 2-метил пропан
СН3
СН3-СН-С-СН3
СН3СН3 Триметилизопропил
метан 2,2,3-метил бутан
Номенклатурасы.
Алу тәсілдері.
Қаныққан көмірсутектерді табиғи газдардан фракциялы айдау арқылы немесе мұнайдың бензиндік фракциясынан бөліп алуға болады немесе көмірді сутектендіргенде алынатын көмірсутектері қоспасынан, сонымен қатар көміртек тотығынан және көміртек қос тотығынан да алуға болады.
Лабораторияда алу жолдары.
1.Қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу арқылы:
+H2(Ni)
СН2=CH2 → CH3-CH3
2. Галоген алкиндерді тотықсыздандыру арқылы:
+H2
СН3-СН2I → CH3-CH3
HI
3.Көміртек атомдар саны аз қаныққан көмірсутектер алудың ең маңызды синтетикалық реакциясы натрийді галоген туындыларымен әрекеттестіру болып табылады. Ол Вюрц реакциясы деп аталады:
C2H5I+2Na+IC2H5 → C2H5-C2H5
NaI
4.Метал натрийді галоген туындылармен әрекеттестіргенде натрийалкилдер оңай түзіледі, олар одан әрі галогеналкилдермен әрекеттеседі. Шорыгин реакциясы:
C2H5I+2Na → C2H5Na+NaI
C2H5Na+C2H5I
5.Электролиз арқылы анодта аниондар бос радикалдар түзе отырып, ыдырағанда, олар өзара бірігіп, күрделірек қаныққан көмірсутектер молекуларына бірігеді.Ол Кольбе синтезі:
CH3-COONa → CH3-COO-+Na+
декорбоксилдеу
CH3-COO- → CH3
-е,-СО2
CH3+CH3 \ → C2
H6
6. Көміртек қаңқасын қысқарту арқылы Дюмо реакциясы:
СH3COONa+NaOH → CH4
-Na2CO3
Физикалық қасиеттері.
Қаныққан көмірсутектердің физикалық қасиеттері, басқа органикалық қосылыстар сияқты, олардың құрамы және құрылысымен ажыратылады.
Нормаль тізбекті көмірсутектердің гомолгтық қатарында бастапқы төрт мүшелері қалыпты температурада - газдар одан кейін сұйықтықтар келеді, С16Н34 бастап қатты заттар болып келеді.
Гомологтық қатарда қайнау температурасы өсіп отырады, солай болған жағдайда жақын гомологтардың қайнау температурасының айырымы үнемі кемиді. Нормаль тізбекті көміртек атомдарының изомерлері тармақталған тізбекті изомерлерге қарағанда жоғары температурада қайнайды. Бұл молекулардың сұйық күйінде өз ара шамалы әрекеттесумен сипатталады: негізгі тізбектен шыққан тарамдар молекулардың жақындауына кеңістіктік бөгет жасайды. Тармақталған тізбекті көмірсутектері комплексті қосылыстар түзуге, мысалы мочевинамен бейімділігі аз екеніне көңіл бөлу керек.Сондықтан нормаль изомерлерді тармақталған құрылысты изомерлерден мочевинамен комплекстер түрінде бөліп алуға болады.
Қаныққан көмірсутектер гомологтары қатарында балқу температурасы баяу артады. Бұл кезде қаныққан көмірсутектер жұп және тақ гомологтардың екі қатарын түзеді. Жұп гомологтардың балқу температурасын әдетте тақ гомологтардан болады.
Қаныққан көмірсутектердің тығыздығы алғашқыда жылдам, содан кейін баяулап 0,78 шамасына дейін артады.
Қаныққан көмірсутектер – полюстенбеген және қиын полюстенетін заттар. Олардың судағы ерігіштігі өте аз.
Қаныққан көмірсутектердің гомологтық қатары сандық өзгерістердің түпкілікті түрде сапалық өзгерістерге айналу заңын жақсы дәлелдейді. Шынында да бірдей атомдар топтарының жиналуы гомологтық айырым СН2
Қаныққан көмірсутектер деп молекулаларындағы әрбір көміртек атомдары өзімен көршілес көміртек атомымен байланысуға бір ғана валенттігін жұмсап, қалған бос валенттіктері (көміртектермен байланысуға жұмсалмаған) сутекпен қаныққан көміртек пен сутектің қосылыстарын атайды.Барлық көмірсутек атомдары sp3- күйінде болады.
Қаныққан көмірсутектер жалпы фолмуласы CnH2n+2. Бұл қатардың негізі – метан.
CnH2n Тарихи
атауы Рационалды
атауы Систематикалық
атауы
СН4 Метан Метан Метан
СН3-СН3 Этан Метил метан Этан
СН3-СН2-СН3 Пропан Диметил метан Пропан
СН3-СН-СН3
СН3 Изобутан Триметилметан 2-метил пропан
СН3
СН3-СН-С-СН3
СН3СН3 Триметилизопропил
метан 2,2,3-метил бутан
Номенклатурасы.
Алу тәсілдері.
Қаныққан көмірсутектерді табиғи газдардан фракциялы айдау арқылы немесе мұнайдың бензиндік фракциясынан бөліп алуға болады немесе көмірді сутектендіргенде алынатын көмірсутектері қоспасынан, сонымен қатар көміртек тотығынан және көміртек қос тотығынан да алуға болады.
Лабораторияда алу жолдары.
1.Қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу арқылы:
+H2(Ni)
СН2=CH2 → CH3-CH3
2. Галоген алкиндерді тотықсыздандыру арқылы:
+H2
СН3-СН2I → CH3-CH3
HI
3.Көміртек атомдар саны аз қаныққан көмірсутектер алудың ең маңызды синтетикалық реакциясы натрийді галоген туындыларымен әрекеттестіру болып табылады. Ол Вюрц реакциясы деп аталады:
C2H5I+2Na+IC2H5 → C2H5-C2H5
NaI
4.Метал натрийді галоген туындылармен әрекеттестіргенде натрийалкилдер оңай түзіледі, олар одан әрі галогеналкилдермен әрекеттеседі. Шорыгин реакциясы:
C2H5I+2Na → C2H5Na+NaI
C2H5Na+C2H5I
5.Электролиз арқылы анодта аниондар бос радикалдар түзе отырып, ыдырағанда, олар өзара бірігіп, күрделірек қаныққан көмірсутектер молекуларына бірігеді.Ол Кольбе синтезі:
CH3-COONa → CH3-COO-+Na+
декорбоксилдеу
CH3-COO- → CH3
-е,-СО2
CH3+CH3 \ → C2
H6
6. Көміртек қаңқасын қысқарту арқылы Дюмо реакциясы:
СH3COONa+NaOH → CH4
-Na2CO3
Физикалық қасиеттері.
Қаныққан көмірсутектердің физикалық қасиеттері, басқа органикалық қосылыстар сияқты, олардың құрамы және құрылысымен ажыратылады.
Нормаль тізбекті көмірсутектердің гомолгтық қатарында бастапқы төрт мүшелері қалыпты температурада - газдар одан кейін сұйықтықтар келеді, С16Н34 бастап қатты заттар болып келеді.
Гомологтық қатарда қайнау температурасы өсіп отырады, солай болған жағдайда жақын гомологтардың қайнау температурасының айырымы үнемі кемиді. Нормаль тізбекті көміртек атомдарының изомерлері тармақталған тізбекті изомерлерге қарағанда жоғары температурада қайнайды. Бұл молекулардың сұйық күйінде өз ара шамалы әрекеттесумен сипатталады: негізгі тізбектен шыққан тарамдар молекулардың жақындауына кеңістіктік бөгет жасайды. Тармақталған тізбекті көмірсутектері комплексті қосылыстар түзуге, мысалы мочевинамен бейімділігі аз екеніне көңіл бөлу керек.Сондықтан нормаль изомерлерді тармақталған құрылысты изомерлерден мочевинамен комплекстер түрінде бөліп алуға болады.
Қаныққан көмірсутектер гомологтары қатарында балқу температурасы баяу артады. Бұл кезде қаныққан көмірсутектер жұп және тақ гомологтардың екі қатарын түзеді. Жұп гомологтардың балқу температурасын әдетте тақ гомологтардан болады.
Қаныққан көмірсутектердің тығыздығы алғашқыда жылдам, содан кейін баяулап 0,78 шамасына дейін артады.
Қаныққан көмірсутектер – полюстенбеген және қиын полюстенетін заттар. Олардың судағы ерігіштігі өте аз.
Қаныққан көмірсутектердің гомологтық қатары сандық өзгерістердің түпкілікті түрде сапалық өзгерістерге айналу заңын жақсы дәлелдейді. Шынында да бірдей атомдар топтарының жиналуы гомологтық айырым СН2
СОДЕРЖАНИЕ
Қаныққан көмірсутектер (Алкандар,парафиндер). 1
Қанықпаған көмірсутектер (Алкендер, олефиндер). 4
Қаныққан көмірсутектер (Алкандар,парафиндер).
Қаныққан көмірсутектер деп молекулаларындағы әрбір көміртек атомдары
өзімен көршілес көміртек атомымен байланысуға бір ғана валенттігін жұмсап,
қалған бос валенттіктері (көміртектермен байланысуға жұмсалмаған) сутекпен
қаныққан көміртек пен сутектің қосылыстарын атайды.Барлық көмірсутек
атомдары sp3- күйінде болады.
Қаныққан көмірсутектер жалпы фолмуласы CnH2n+2. Бұл қатардың негізі –
метан.
Тарихи Рационалды Систематикалық
CnH2n атауы атауы атауы
СН4 Метан Метан Метан
СН3-СН3 Этан Метил метан Этан
СН3-СН2-СН3 Пропан Диметил метан Пропан
СН3-СН-СН3 Изобутан Триметилметан 2-метил пропан
СН3
Триметилизопропил 2,2,3-метил бутан
СН3 метан
СН3-СН-С-СН3
СН3СН3
Номенклатурасы.
Алу тәсілдері.
Қаныққан көмірсутектерді табиғи газдардан фракциялы айдау арқылы немесе
мұнайдың бензиндік фракциясынан бөліп алуға болады немесе көмірді
сутектендіргенде алынатын көмірсутектері қоспасынан, сонымен қатар көміртек
тотығынан және көміртек қос тотығынан да алуға болады.
Лабораторияда алу жолдары.
1.Қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу арқылы:
+H2(Ni)
СН2=CH2 → CH3-CH3
2. Галоген алкиндерді тотықсыздандыру арқылы:
+H2
СН3-СН2I → CH3-CH3
HI
3.Көміртек атомдар саны аз қаныққан көмірсутектер алудың ең маңызды
синтетикалық реакциясы натрийді галоген туындыларымен әрекеттестіру болып
табылады. Ол Вюрц реакциясы деп аталады:
C2H5I+2Na+IC2H5 → C2H5-C2H5
NaI
4.Метал натрийді галоген туындылармен әрекеттестіргенде натрийалкилдер
оңай түзіледі, олар одан әрі галогеналкилдермен әрекеттеседі. Шорыгин
реакциясы:
C2H5I+2Na → C2H5Na+NaI
C2H5Na+C2H5I
5.Электролиз арқылы анодта аниондар бос радикалдар түзе отырып,
ыдырағанда, олар өзара бірігіп, күрделірек қаныққан көмірсутектер
молекуларына бірігеді.Ол Кольбе синтезі:
CH3-COONa → CH3-COO-+Na+
декорбоксилдеу
CH3-COO- → CH3
-е,-СО2
CH3+CH3 \ → C2
H6
6. Көміртек қаңқасын қысқарту арқылы Дюмо реакциясы:
СH3COONa+NaOH → CH4
-Na2CO3
Физикалық қасиеттері.
Қаныққан көмірсутектердің физикалық қасиеттері, басқа органикалық
қосылыстар сияқты, олардың құрамы және құрылысымен ажыратылады.
Нормаль тізбекті көмірсутектердің гомолгтық қатарында бастапқы төрт
мүшелері қалыпты температурада - газдар одан кейін сұйықтықтар келеді,
С16Н34 бастап қатты заттар болып келеді.
Гомологтық қатарда қайнау температурасы өсіп отырады, солай болған
жағдайда жақын гомологтардың қайнау температурасының айырымы үнемі кемиді.
Нормаль тізбекті көміртек атомдарының изомерлері тармақталған тізбекті
изомерлерге қарағанда жоғары температурада қайнайды. Бұл молекулардың сұйық
күйінде өз ара шамалы әрекеттесумен сипатталады: негізгі тізбектен шыққан
тарамдар молекулардың жақындауына кеңістіктік бөгет жасайды. Тармақталған
тізбекті көмірсутектері комплексті қосылыстар түзуге, мысалы мочевинамен
бейімділігі аз екеніне көңіл бөлу керек.Сондықтан нормаль изомерлерді
тармақталған құрылысты изомерлерден мочевинамен комплекстер түрінде бөліп
алуға болады.
Қаныққан көмірсутектер гомологтары қатарында балқу температурасы баяу
артады. Бұл кезде қаныққан көмірсутектер жұп және тақ гомологтардың екі
қатарын түзеді. Жұп гомологтардың балқу температурасын әдетте тақ
гомологтардан болады.
Қаныққан көмірсутектердің тығыздығы алғашқыда жылдам, содан кейін
баяулап 0,78 шамасына дейін артады.
Қаныққан көмірсутектер – полюстенбеген және қиын полюстенетін заттар.
Олардың судағы ерігіштігі өте аз.
Қаныққан көмірсутектердің гомологтық қатары сандық өзгерістердің
түпкілікті түрде сапалық өзгерістерге айналу заңын жақсы дәлелдейді.
Шынында да бірдей атомдар топтарының жиналуы гомологтық айырым СН2 –
қосылуы әр уақытта жаңа көмірсутектің пайда болуына әкеп соқтырады.
Химияны заттардың сандық құрамдары өзгерту әсерінен туып отыратынын
сапалық өзгерістер тұрғысындағы ғылым деп атауға болады – дейді Энгельс
Химиялық қасиеттері.
С-С байланысының ажырау энергиясы көмірсутектердің байланысынан аз
бола тұрса да көбінесе қаныққан көмірсутектерге орын басу реакциясы тән.
Себебі СН байланыста реагент әсеріне оңай түседі және де радикалдық
механизм бойынша жүреді.
1. Гологендеу реакциясы. Сутек атомдарының орнын галогендердің басуы
қаныққан көмірсутектерге тән реакциялардың бірі.
hυ
СН4+CL2 → CH3CL+HCL
2. Нитрлеу реакциясы. Көмірсутектердегі сутек атомдарының орнын нитро
топ баса алады. Парафиндерді концентрациялы азот қышқылы немесе азот
қышқылы мен күкірт қышқылының қоспасы тотықтырады.Бұлар сұйытылған азот
қышқылымен ғана қыздыру кезінде нитрленеді Ол Коновалов реакциясы деп
аталады:
1400
CH4+HONO2 → CH3-NO2
-HOH
3.Сульфирлеу реакциясы. Парафиндер коцентрациялы күкірт қышқылымен қиын
реакцияласады. Қалыпты температурада күкірт қышқылы оларға әсер етпейді.
Қыздырғанда тотықтырғыш ретінде әсер етеді. Дегенмен, түтіндейтін күкірт
қышқылы жоғарғы парафиндермен реакцияласып сульфоқышқылдар береді:
СН4+HOSO3H → CH3SO3H
-HOH
4.Изомерлену реакциясы:
AL2O3
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH-CH3
CH3
5. Жану реакциясы:
CH4+2O2 → CO2+2H2O
Қолданылуы.
Қаныққан көмірсутектердің бірінші қатары – метан – табиғи газдың және
мұнайдың қосалқы газының негізгі құрм бөлігі болады. Метан өнеркәсіп және
тұрмыстық газ ретінде кеңінен пайдаланылады.Негізінен химиялық жолмен
ацитиленге газ күйесіне фтор және хлор туындыларға қайта өңделеді.
Этан этиленге қайта өңделеді. Пропанмен бутанның қоспасы отын ретінде
пайдаланылады.Соңғы кездерде бұл көмірсутектер және де изопентан өздеріне
сәйкес пропилен, дивинил және изопрен алуға да пайдалынатын болды.
Жоғары сұйықтық және қатты парафиндер отын, майлауға арналған материал
ретінде, қатты парафин,озокерит және т.б. түрінде пайдаланылады.
Қанықпаған көмірсутектер (Алкендер, олефиндер).
Қанықпаған көмірсутектер деп молекулаларында өзімен жалғас көміртек
атомымен байланысуға екі валенттіктен жұмсаған көміртек атомдары бар
көміртексутектерді, яғни қос байланыс түзетін көмірсутектерді атайды.
Этилендік көмірсутектер гомологтық қатарының жалпы формуласы СnH2n,
бұлардың ең бастапқы негізі этилен, СН2=СН2 болады.
Изомерия. Номенклатура.
Осы қатардың структуралық изомериясы қаныққан көмірсутектер
катарындағыдай қатардың төртінші мүшесінен басталады, алайда изомерлердің
саны анағұрлым көп болады. Көміртек тізбегінің құрылысына байланысты
изомерлермен қатар, олефиндер қатарында тізбектегі қос байланыстың орнына
байланысты структура изомериясы да болады. Бұдан басқа, олефиндер қатарында
кеңістік (геометриялық) изомериясы цис-транс-изомерия деп аталатын изомерия
да болады. Цис-изомерлерде қос байланысты көміртектегі белгілі атомдар
(жеке жағдайда бір түрлі) немесе атомдар топтары осы қос байланыстың бір
жағында болады, ал транс-изомерлер әр жақта болады:
олефиндер қатарындағы геометриялық цис-транс-изомериясының болуы
екі көміртек атомдары арасындағы байланыс осі бойынша бос айналуға σ-
байланыстың мүмкіндік бермеуіне байланысты. Геометриялық изомердің бір
түрінің басқа түрге көшуі тек жоғары температурада, жылылық энергия σ-
байланысты нашарлатуға жеткілікті болғанда ғана мүмкін болады, жарық түсіп
сәуле энергиясын сіңіргенде немесе σ-байланыстары катализаторлардың
әсерінен нашарлағанда болады.
Алу тәсілдері.
Олефиндер кейбір мұнайларда кездеседі. Бұлар әсіресе Канада мұнайында
көп. Мұнайдан таза күйінде С6Н2-ден С3Н2 б-ға дейін көмірсутектер бөлініп
алынған.
1. Олефиндер қатарынық алғашқы төрт мүшелері таза күйінде техникада
мұнай дистилляттарының крекинг өнімдерінін, газ түріндегі бөліктерінен
қысыммен немесе төменгі температурада айдау арқылы және кокстау газдарынан
(этилен, пропилен) бөлініп алынады.
Кейбір олефиндер техникалық мақсат үшін крекинг газдары және басқа
өнеркәсіптік көздерден бөлініп алынарлық мөлшерден анағұрлым көп мөлшерде
керек, сондықтан бұларды техникада қаныққан көмірсутектерді сутексіздендіру
әдісімен алу кеңірек тарап келеді. Бұл процестің катализаторы ретінде
әдетте әдейі арналып дайындалған хром тотығы қолданылады:
2. Лабораториялық жағдайларда олефиндерді алудың ең көбірек
қолданылатын тәсілі спирттерді сусыздандыру (суды бөліп алу):
Осы сияқты үзіп алу реакциялары Еи Е2 символдарымен көрсетіледі
(бірінші немесе екінші реттік элиминирлеу реакциялары)
Сусыздандыру катализаторлары ретінде әр түрлі қышқылдар (күкірт, фосфор
қышқылдары), қышқыл тұздар (КНSО4) қышқылдар ангидридтері (Р2О5), алюминий
тотығы, алюминий тұздары және басқалар пайдаланылады.
Спирттің тегіне байланысты сусыздандырудың әр түрлі жағдайларын
қолдануды қажет етеді. Әсіресе үшіншілік спирттер онай сусызданады: олар
қайта айдау кезінде суды жиі үзіп алады.
Судың үзіліп алыну реті көпшілік жағдайда Зайцевтің қағидасы бойыңша
жүреді: су түзілгенде сутек жалғасып тұрған ең аз сутектенген
(гидрогенденген) көміртектің атомынан үзіліп алынады. Бұл сутек көбінесе
қозғалмалы келеді.
Сусыздандыру процесінде қос байланыстың орын ауыстыруы жиі болады және
алынған көмірсутектің құрылысы бұны алуға жұмсалған бастапқы спирттің
құрылысына сәйкес келмейді. Мысалы, изоамил спиртін сусыздандырғанда әдетте
үш көмірсутектер алынады:
Қышқылмен әсер еткенде судың үзіліп алыну реакциясының жүруін мынадай
түрде түсінуге болады. Қышқылдың протоны спиртпен әрекеттесіп оксондық
қосылыс береді, ол суды бөледі де, аралық карбоний ионын береді, ол
протонын жоғалта отырып, олефин түзіп барып тұрақтайды:
3. Олефиндерді галоген туындылардан галогенсутектерін немесе
галогендерді үзіп алу арқылы жиі алады.
Моногалоген туындылар сілтілермен әрекеттескенде (дегидрогалогенлеүі
олефиндер алынады.
Бұл мақсат үшін әдетте КОН немесе NaOH спирттік ерітіндісі қолданылады.
Алайда бұл жағдайда жанама реакция да жүре алады — жай эфир түзіледі:
Сондықтан кейде галогенсутекті үсақталған қатты сілті не-месе
органикалық негіздердің – диметиланилин немесе хинолиннің көмегімен үзіп
алады.
Бүл жағдайда дегидрогалогендеудің бағыты жоғарыда қаралған Зайцевтің
ережесіне сәйкес жүреді:
Сілтімен әрекеттескенде галогенсутектің (мысалы, НСІ) үзіліп алыну
механизмі мынадай деп болжалады: гидроксильдік иондардың әрекетінен протон
үзіліп алынады (р-орнынан галоген атомына). Түзілген карбанион анион
(галоген) үзіліп алынып олефиннің шығуымен тұрақталады:
Олефиндер алу үшін кейде вицинальдық1 дигалоген туындылардан галогендер
үзіп алу әдісінде пайдаланылады. Қөбінесе бұны мырыш тозаңының немесе
жаңқасының су-спирт ерітіндісінін көмегімен пайдаланып жүргізеді:
4. Кейбір жағдайларда белгілі құрылысты ацетилендік көмірсутектер
құрылысы осылармен сәйкес олефиндерден гөрі оңайырақ алынады. Осындай
жағдайларда олефиндерді ацетилендік көмірсутектерді жартылай селективті
сутектендіру арқылы алады, мысалы паллади катализаторы үстінде:
Германия Демократиялық Республикасында өнеркәсіпте этиленді ацетиленнен
алады.
5. Соңғы кездері шеткі қос байланысты олефиндерді синтездеу үшін Виттиг
реакциясы өте жиі қолданылып жүр:
Физикалық қасиеттері. Этилендік көмірсутектер гомологтар қатарының
алғашқы төрт мүшелері газдар. 5-тен 17-ге дейін көміртек атомдары бар
олефиндер – сұйықтықтар. Одан әрі қарай қатты заттар келеді.
Қөміртек атомдары нормальді тізбекті олефиндер өздерінің тармақталған
тізбекті изомерлерінен гөрі жоғарыраіқ температурада қайнайды. Қос
байланыстың молекуласы ортасына жылжуы қайнау температурасын жоғарылатады.
Цис-изомерлер әдетте трансизомерлерден гөрі жоғарырақ темпертурада
қайнайды.
Қос байланыстың молекуланың ортасына жылжуы балқу температурасын
жоғарылатады. Тракс-изомерлер цис-изомерлерден гөрі жоғарырақ температурада
балқиды.
Олефиндердің тығыздықтары бірден кем, бірақ сәйкес парафиндердікінен
артық. Гомологтық қатарда тығыздықтары артады.
Олефиндердің. суда ерігіштігі тіпті ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Қаныққан көмірсутектер (Алкандар,парафиндер). 1
Қанықпаған көмірсутектер (Алкендер, олефиндер). 4
Қаныққан көмірсутектер (Алкандар,парафиндер).
Қаныққан көмірсутектер деп молекулаларындағы әрбір көміртек атомдары
өзімен көршілес көміртек атомымен байланысуға бір ғана валенттігін жұмсап,
қалған бос валенттіктері (көміртектермен байланысуға жұмсалмаған) сутекпен
қаныққан көміртек пен сутектің қосылыстарын атайды.Барлық көмірсутек
атомдары sp3- күйінде болады.
Қаныққан көмірсутектер жалпы фолмуласы CnH2n+2. Бұл қатардың негізі –
метан.
Тарихи Рационалды Систематикалық
CnH2n атауы атауы атауы
СН4 Метан Метан Метан
СН3-СН3 Этан Метил метан Этан
СН3-СН2-СН3 Пропан Диметил метан Пропан
СН3-СН-СН3 Изобутан Триметилметан 2-метил пропан
СН3
Триметилизопропил 2,2,3-метил бутан
СН3 метан
СН3-СН-С-СН3
СН3СН3
Номенклатурасы.
Алу тәсілдері.
Қаныққан көмірсутектерді табиғи газдардан фракциялы айдау арқылы немесе
мұнайдың бензиндік фракциясынан бөліп алуға болады немесе көмірді
сутектендіргенде алынатын көмірсутектері қоспасынан, сонымен қатар көміртек
тотығынан және көміртек қос тотығынан да алуға болады.
Лабораторияда алу жолдары.
1.Қанықпаған көмірсутектерді гидрлеу арқылы:
+H2(Ni)
СН2=CH2 → CH3-CH3
2. Галоген алкиндерді тотықсыздандыру арқылы:
+H2
СН3-СН2I → CH3-CH3
HI
3.Көміртек атомдар саны аз қаныққан көмірсутектер алудың ең маңызды
синтетикалық реакциясы натрийді галоген туындыларымен әрекеттестіру болып
табылады. Ол Вюрц реакциясы деп аталады:
C2H5I+2Na+IC2H5 → C2H5-C2H5
NaI
4.Метал натрийді галоген туындылармен әрекеттестіргенде натрийалкилдер
оңай түзіледі, олар одан әрі галогеналкилдермен әрекеттеседі. Шорыгин
реакциясы:
C2H5I+2Na → C2H5Na+NaI
C2H5Na+C2H5I
5.Электролиз арқылы анодта аниондар бос радикалдар түзе отырып,
ыдырағанда, олар өзара бірігіп, күрделірек қаныққан көмірсутектер
молекуларына бірігеді.Ол Кольбе синтезі:
CH3-COONa → CH3-COO-+Na+
декорбоксилдеу
CH3-COO- → CH3
-е,-СО2
CH3+CH3 \ → C2
H6
6. Көміртек қаңқасын қысқарту арқылы Дюмо реакциясы:
СH3COONa+NaOH → CH4
-Na2CO3
Физикалық қасиеттері.
Қаныққан көмірсутектердің физикалық қасиеттері, басқа органикалық
қосылыстар сияқты, олардың құрамы және құрылысымен ажыратылады.
Нормаль тізбекті көмірсутектердің гомолгтық қатарында бастапқы төрт
мүшелері қалыпты температурада - газдар одан кейін сұйықтықтар келеді,
С16Н34 бастап қатты заттар болып келеді.
Гомологтық қатарда қайнау температурасы өсіп отырады, солай болған
жағдайда жақын гомологтардың қайнау температурасының айырымы үнемі кемиді.
Нормаль тізбекті көміртек атомдарының изомерлері тармақталған тізбекті
изомерлерге қарағанда жоғары температурада қайнайды. Бұл молекулардың сұйық
күйінде өз ара шамалы әрекеттесумен сипатталады: негізгі тізбектен шыққан
тарамдар молекулардың жақындауына кеңістіктік бөгет жасайды. Тармақталған
тізбекті көмірсутектері комплексті қосылыстар түзуге, мысалы мочевинамен
бейімділігі аз екеніне көңіл бөлу керек.Сондықтан нормаль изомерлерді
тармақталған құрылысты изомерлерден мочевинамен комплекстер түрінде бөліп
алуға болады.
Қаныққан көмірсутектер гомологтары қатарында балқу температурасы баяу
артады. Бұл кезде қаныққан көмірсутектер жұп және тақ гомологтардың екі
қатарын түзеді. Жұп гомологтардың балқу температурасын әдетте тақ
гомологтардан болады.
Қаныққан көмірсутектердің тығыздығы алғашқыда жылдам, содан кейін
баяулап 0,78 шамасына дейін артады.
Қаныққан көмірсутектер – полюстенбеген және қиын полюстенетін заттар.
Олардың судағы ерігіштігі өте аз.
Қаныққан көмірсутектердің гомологтық қатары сандық өзгерістердің
түпкілікті түрде сапалық өзгерістерге айналу заңын жақсы дәлелдейді.
Шынында да бірдей атомдар топтарының жиналуы гомологтық айырым СН2 –
қосылуы әр уақытта жаңа көмірсутектің пайда болуына әкеп соқтырады.
Химияны заттардың сандық құрамдары өзгерту әсерінен туып отыратынын
сапалық өзгерістер тұрғысындағы ғылым деп атауға болады – дейді Энгельс
Химиялық қасиеттері.
С-С байланысының ажырау энергиясы көмірсутектердің байланысынан аз
бола тұрса да көбінесе қаныққан көмірсутектерге орын басу реакциясы тән.
Себебі СН байланыста реагент әсеріне оңай түседі және де радикалдық
механизм бойынша жүреді.
1. Гологендеу реакциясы. Сутек атомдарының орнын галогендердің басуы
қаныққан көмірсутектерге тән реакциялардың бірі.
hυ
СН4+CL2 → CH3CL+HCL
2. Нитрлеу реакциясы. Көмірсутектердегі сутек атомдарының орнын нитро
топ баса алады. Парафиндерді концентрациялы азот қышқылы немесе азот
қышқылы мен күкірт қышқылының қоспасы тотықтырады.Бұлар сұйытылған азот
қышқылымен ғана қыздыру кезінде нитрленеді Ол Коновалов реакциясы деп
аталады:
1400
CH4+HONO2 → CH3-NO2
-HOH
3.Сульфирлеу реакциясы. Парафиндер коцентрациялы күкірт қышқылымен қиын
реакцияласады. Қалыпты температурада күкірт қышқылы оларға әсер етпейді.
Қыздырғанда тотықтырғыш ретінде әсер етеді. Дегенмен, түтіндейтін күкірт
қышқылы жоғарғы парафиндермен реакцияласып сульфоқышқылдар береді:
СН4+HOSO3H → CH3SO3H
-HOH
4.Изомерлену реакциясы:
AL2O3
CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH-CH3
CH3
5. Жану реакциясы:
CH4+2O2 → CO2+2H2O
Қолданылуы.
Қаныққан көмірсутектердің бірінші қатары – метан – табиғи газдың және
мұнайдың қосалқы газының негізгі құрм бөлігі болады. Метан өнеркәсіп және
тұрмыстық газ ретінде кеңінен пайдаланылады.Негізінен химиялық жолмен
ацитиленге газ күйесіне фтор және хлор туындыларға қайта өңделеді.
Этан этиленге қайта өңделеді. Пропанмен бутанның қоспасы отын ретінде
пайдаланылады.Соңғы кездерде бұл көмірсутектер және де изопентан өздеріне
сәйкес пропилен, дивинил және изопрен алуға да пайдалынатын болды.
Жоғары сұйықтық және қатты парафиндер отын, майлауға арналған материал
ретінде, қатты парафин,озокерит және т.б. түрінде пайдаланылады.
Қанықпаған көмірсутектер (Алкендер, олефиндер).
Қанықпаған көмірсутектер деп молекулаларында өзімен жалғас көміртек
атомымен байланысуға екі валенттіктен жұмсаған көміртек атомдары бар
көміртексутектерді, яғни қос байланыс түзетін көмірсутектерді атайды.
Этилендік көмірсутектер гомологтық қатарының жалпы формуласы СnH2n,
бұлардың ең бастапқы негізі этилен, СН2=СН2 болады.
Изомерия. Номенклатура.
Осы қатардың структуралық изомериясы қаныққан көмірсутектер
катарындағыдай қатардың төртінші мүшесінен басталады, алайда изомерлердің
саны анағұрлым көп болады. Көміртек тізбегінің құрылысына байланысты
изомерлермен қатар, олефиндер қатарында тізбектегі қос байланыстың орнына
байланысты структура изомериясы да болады. Бұдан басқа, олефиндер қатарында
кеңістік (геометриялық) изомериясы цис-транс-изомерия деп аталатын изомерия
да болады. Цис-изомерлерде қос байланысты көміртектегі белгілі атомдар
(жеке жағдайда бір түрлі) немесе атомдар топтары осы қос байланыстың бір
жағында болады, ал транс-изомерлер әр жақта болады:
олефиндер қатарындағы геометриялық цис-транс-изомериясының болуы
екі көміртек атомдары арасындағы байланыс осі бойынша бос айналуға σ-
байланыстың мүмкіндік бермеуіне байланысты. Геометриялық изомердің бір
түрінің басқа түрге көшуі тек жоғары температурада, жылылық энергия σ-
байланысты нашарлатуға жеткілікті болғанда ғана мүмкін болады, жарық түсіп
сәуле энергиясын сіңіргенде немесе σ-байланыстары катализаторлардың
әсерінен нашарлағанда болады.
Алу тәсілдері.
Олефиндер кейбір мұнайларда кездеседі. Бұлар әсіресе Канада мұнайында
көп. Мұнайдан таза күйінде С6Н2-ден С3Н2 б-ға дейін көмірсутектер бөлініп
алынған.
1. Олефиндер қатарынық алғашқы төрт мүшелері таза күйінде техникада
мұнай дистилляттарының крекинг өнімдерінін, газ түріндегі бөліктерінен
қысыммен немесе төменгі температурада айдау арқылы және кокстау газдарынан
(этилен, пропилен) бөлініп алынады.
Кейбір олефиндер техникалық мақсат үшін крекинг газдары және басқа
өнеркәсіптік көздерден бөлініп алынарлық мөлшерден анағұрлым көп мөлшерде
керек, сондықтан бұларды техникада қаныққан көмірсутектерді сутексіздендіру
әдісімен алу кеңірек тарап келеді. Бұл процестің катализаторы ретінде
әдетте әдейі арналып дайындалған хром тотығы қолданылады:
2. Лабораториялық жағдайларда олефиндерді алудың ең көбірек
қолданылатын тәсілі спирттерді сусыздандыру (суды бөліп алу):
Осы сияқты үзіп алу реакциялары Еи Е2 символдарымен көрсетіледі
(бірінші немесе екінші реттік элиминирлеу реакциялары)
Сусыздандыру катализаторлары ретінде әр түрлі қышқылдар (күкірт, фосфор
қышқылдары), қышқыл тұздар (КНSО4) қышқылдар ангидридтері (Р2О5), алюминий
тотығы, алюминий тұздары және басқалар пайдаланылады.
Спирттің тегіне байланысты сусыздандырудың әр түрлі жағдайларын
қолдануды қажет етеді. Әсіресе үшіншілік спирттер онай сусызданады: олар
қайта айдау кезінде суды жиі үзіп алады.
Судың үзіліп алыну реті көпшілік жағдайда Зайцевтің қағидасы бойыңша
жүреді: су түзілгенде сутек жалғасып тұрған ең аз сутектенген
(гидрогенденген) көміртектің атомынан үзіліп алынады. Бұл сутек көбінесе
қозғалмалы келеді.
Сусыздандыру процесінде қос байланыстың орын ауыстыруы жиі болады және
алынған көмірсутектің құрылысы бұны алуға жұмсалған бастапқы спирттің
құрылысына сәйкес келмейді. Мысалы, изоамил спиртін сусыздандырғанда әдетте
үш көмірсутектер алынады:
Қышқылмен әсер еткенде судың үзіліп алыну реакциясының жүруін мынадай
түрде түсінуге болады. Қышқылдың протоны спиртпен әрекеттесіп оксондық
қосылыс береді, ол суды бөледі де, аралық карбоний ионын береді, ол
протонын жоғалта отырып, олефин түзіп барып тұрақтайды:
3. Олефиндерді галоген туындылардан галогенсутектерін немесе
галогендерді үзіп алу арқылы жиі алады.
Моногалоген туындылар сілтілермен әрекеттескенде (дегидрогалогенлеүі
олефиндер алынады.
Бұл мақсат үшін әдетте КОН немесе NaOH спирттік ерітіндісі қолданылады.
Алайда бұл жағдайда жанама реакция да жүре алады — жай эфир түзіледі:
Сондықтан кейде галогенсутекті үсақталған қатты сілті не-месе
органикалық негіздердің – диметиланилин немесе хинолиннің көмегімен үзіп
алады.
Бүл жағдайда дегидрогалогендеудің бағыты жоғарыда қаралған Зайцевтің
ережесіне сәйкес жүреді:
Сілтімен әрекеттескенде галогенсутектің (мысалы, НСІ) үзіліп алыну
механизмі мынадай деп болжалады: гидроксильдік иондардың әрекетінен протон
үзіліп алынады (р-орнынан галоген атомына). Түзілген карбанион анион
(галоген) үзіліп алынып олефиннің шығуымен тұрақталады:
Олефиндер алу үшін кейде вицинальдық1 дигалоген туындылардан галогендер
үзіп алу әдісінде пайдаланылады. Қөбінесе бұны мырыш тозаңының немесе
жаңқасының су-спирт ерітіндісінін көмегімен пайдаланып жүргізеді:
4. Кейбір жағдайларда белгілі құрылысты ацетилендік көмірсутектер
құрылысы осылармен сәйкес олефиндерден гөрі оңайырақ алынады. Осындай
жағдайларда олефиндерді ацетилендік көмірсутектерді жартылай селективті
сутектендіру арқылы алады, мысалы паллади катализаторы үстінде:
Германия Демократиялық Республикасында өнеркәсіпте этиленді ацетиленнен
алады.
5. Соңғы кездері шеткі қос байланысты олефиндерді синтездеу үшін Виттиг
реакциясы өте жиі қолданылып жүр:
Физикалық қасиеттері. Этилендік көмірсутектер гомологтар қатарының
алғашқы төрт мүшелері газдар. 5-тен 17-ге дейін көміртек атомдары бар
олефиндер – сұйықтықтар. Одан әрі қарай қатты заттар келеді.
Қөміртек атомдары нормальді тізбекті олефиндер өздерінің тармақталған
тізбекті изомерлерінен гөрі жоғарыраіқ температурада қайнайды. Қос
байланыстың молекуласы ортасына жылжуы қайнау температурасын жоғарылатады.
Цис-изомерлер әдетте трансизомерлерден гөрі жоғарырақ темпертурада
қайнайды.
Қос байланыстың молекуланың ортасына жылжуы балқу температурасын
жоғарылатады. Тракс-изомерлер цис-изомерлерден гөрі жоғарырақ температурада
балқиды.
Олефиндердің тығыздықтары бірден кем, бірақ сәйкес парафиндердікінен
артық. Гомологтық қатарда тығыздықтары артады.
Олефиндердің. суда ерігіштігі тіпті ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz