ALKÉNEK: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, REAKCIÓKÉPESSÉG, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

Az alkének vagy olefinek telítetlen szénhidrogének, amelyek szerkezetében legalább egy kettős kötéssel rendelkeznek. Olefinek nevezték őket, mert az etén vagy az etilén halogénekkel reagálva képes olajat vagy olajat előállítani. Jelenleg ezt a kifejezést már nem használják, és ezeket a vegyületeket általában alkének nevezik.

Az alkének fizikai tulajdonságait befolyásolja molekulatömegük, valamint szénvázuk. Például a 2–4 ​​szénatomos alkének (etén-butén) gázok. A hosszú láncban 5-18 szénatommal folyékonyak. Eközben a több mint 18 szénatomot tartalmazó alkének szilárd anyagok.

etén Felhasználó: Bryan Derksen, a Wikimedia Commonsból

A kettős kötés jelenléte nagy reakcióképességet biztosít számukra, így sok kémiai reakción megy keresztül, például addícióval, eltávolítással, hidrogénezéssel, hidratálással és polimerizációval, amelyek lehetővé teszik számtalan felhasználás és alkalmazás előállítását.

Az alkéneket iparilag állítják elő nagy molekulatömegű alkánok (paraffinviaszok) termikus krakkolásával; katalitikus dehidrogénezés és klórozás-dehidroklórozás.

Kémiai szerkezet

Saját forrás

Az alkéneket egy vagy több kettős kötés jellemzi. Ez képviseli, mint a C = C, egyaránt szénatom, amelynek SP ² hibridizációs.

Ezért a lánc azon része, ahol a kettős kötés vagy telítetlen, sík. Érdemes megjegyezni, hogy a két szénatom másik két szubsztituenssel (vagy csoporttal) kapcsolódhat.

Milyen szubsztituensek? Bárki, aki az összes legegyszerűbb alkénhidrogén helyettesíti: etilént (vagy etilént). Innentől (A, felső kép) R, amely alkil-szubsztituens, a négy hidrogén közül az egyik helyére lép, és így egyszeresen szubsztituált alként (B) képez.

Mindeddig, függetlenül attól, hogy melyik hidrogénatom helyettesített, a B. azonossága nem változik, vagyis nem sztereoizomereket, más kémiai képletű vegyületeket, atomjai eltérő térbeli elrendezését mutatják.

sztereoizomerek

Amikor egy második hidrogént egy másik R-vel helyettesítünk, amint a C-ben előfordul, akkor a C, D és E sztereoizomerek felmerülnek, mert az R mindkét téren a térbeli orientáció eltérő lehet, és megkülönböztetni lehet egymástól cis-trans vagy EZ feladatok.

A C, di-szubsztituált alkénben a két R lehet bármilyen hosszúságú lánc vagy heteroatom. Az egyik a másikhoz képest frontális helyzetben van. Ha a két R jelentése azonos szubsztituenst tartalmaz, például F, akkor C jelentése a cisz-sztereoizomer.

A D csoportban mindkét R csoport még közelebb áll egymáshoz, mivel ugyanahhoz a szénatomhoz kapcsolódnak. Ez a geminális sztereoizomer, bár több, mint sztereoizomer, ez valójában egy terminális kettős kötés, vagyis a lánc végén vagy elején van (ezért a másik szén két hidrogénatomot tartalmaz).

És az E sztereoizomerek közül (vagy geometriai izomerek közül) a legstabilabb a két R csoportot nagyobb távolság választja el, amely keresztezi a kettős kötés átlóját. Miért a legstabilabb? Ennek oka az, hogy mivel a térbeli távolság nagyobb, köztük nincs szterikus feszültség.

Másrészt F és G jelentése tri- és tetra-szubsztituált alkének. Ismét nem képesek sztereoizomerek előállítására.

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Oldhatóság

Kis polaritásuk miatt nem elegyednek a vízzel. De oldódnak szerves oldószerekben.

Olvadáspont ºC-ban

Etilén -169, propén -185, 1-pentén -165, 1-heptén -119, 3-oktén

-101,9, 3-nonán -81,4 és 5-decén -66,3.

Forráspont ° C-ban

Etilén -104, propén -47, transz-2-butén 0,9, cisz-butén 3,7, 1-penten 30, 1-heptén 115, 3-oktén 122, 3-nonén 147 és 5-decén 170.

A forráspont közvetlenül az alkén szénatomszámához viszonyítva növekszik. Másrészt, minél elágazóbb a szerkezete, annál gyengébb az intermolekuláris kölcsönhatása, ami tükröződik a forráspont vagy az olvadáspont csökkenésében.

Sűrűség

Etilén 0,6128 mg / ml, propen 0,6142 mg / ml és 1-butén 0,6356 mg / ml, 1-pentén 0,64 mg / ml és 1-hexén 0,673.

Alkénben a maximális sűrűség 0,80 mg / ml. Vagyis kevésbé sűrűek, mint a víz.

Polaritás

Ez a kémiai szerkezetétől, a szubsztitúcióktól és más funkcionális csoportok jelenlététől függ. Az alkének alacsony dipólmomentummal rendelkeznek, így a 2-butén cisz-izomerének dipólmomentuma 0,33, míg a transz-izomer dipólmomentje nulla.

Reakcióképesség

Az alkének nagy reagálási képességgel rendelkeznek a kettős kötések miatt. Azon reakciók között, amelyekben részt vesznek: addíció, eltávolítás, helyettesítés, hidrogénezés, hidratálás és polimerizáció.

Kiegészítés reakciója

H ₂ C = CH ₂ + Cl ₂ => CiCH ₂ -CClH ₂ (etilén-diklorid)

Hidrogénezési reakció

Emelkedett hőmérsékleten és megfelelő katalizátorok (finoman eloszlatott Pt, Pd, Ni) jelenlétében fordul elő.

CH ₂ = CH ₂ + H ₂ => CH ₃ -CH ₃ (etán)

Hidratációs reakció

Az a reakció, amely az alkoholok kőolajszármazékokból történő előállításának forrása:

H ₂ C = CH ₂ + H ₂ O => H ₃ C-CH _2- OH (etil-alkohol)

Polimerizációs reakciók

Az etilén katalizátorok, például alumínium-trialkil és titán-tetraklorid jelenlétében polimerizálódik polietilénben, amely körülbelül 800 szénatomot tartalmaz. Ezt a polimert addíciós polimernek nevezzük.

Felhasználások és alkalmazások

polimerek

- Az alacsony sűrűségű polietilént zsákok, üvegházhatású műanyagok, tartályok, tányérok, poharak stb. Gyártásához használják. Míg a nagy sűrűség merevebb és mechanikusan ellenálló, dobozok, bútorok, védőeszközök, például sisakok és térdpárnák, játékok és raklapok gyártásához használják.

-A polipropilént, a propilénpolimert konténerek, lapok, laboratóriumi felszerelések, játékok, csomagolófóliák, kötelek-szál, kárpitozás és szőnyegek gyártására használják.

-A poli (vinil-klorid) (PVC) egy vinil-klorid polimer, amelyet csövek, padlólapok, csatornák stb. Gyártásához használnak.

-Polibutadién, 1,3-butadién polimer járművek futófelületeinek, tömlőinek és hevedereinek gyártására, valamint fémdobozok bevonására szolgál.

- Az etilén-propilén-kopolimereket tömlők, személygépkocsi-karosszériák és alváz-alkatrészek gyártásához, textil bevonathoz stb. Használják.

alkének

- Ezek felhasználhatók oldószerek, például etilénglikol és dioxán előállításához. Az etilénglikolt fagyállóként használják az autós radiátorokban.

- Az etilén növényi hormon, amely szabályozza a növekedést, a magok csírázását és a gyümölcs fejlődését. Ezért arra használják fel, hogy a banán érését a rendeltetési helyükhöz érintsék.

- Ezeket nyersanyagként használják számos vegyület, például alkil-halogenidek, etilén-oxid és különösen az etanol előállításához. Használják őket az iparban, a személyi ápolásban és az orvostudományban is.

-Eket lakkok, tisztítószerek, aldehidek és üzemanyagok előállítására és előállítására használják. Az 1,3-butadiént nyersanyagként használják a szintetikus gumik gyártásában.

Irodalom

1. Kémiai feladat. Az alkének fizikai tulajdonságai. Forrás: chemistry-assignment.com
2. Wikipedia. (2018). Alkéncsoport. Forrás: en.wikipedia.org
3. Kémia LibreTexts. Az alkének fizikai tulajdonságai. Forrás: chem.libretexts.org
4. Whitten, Davis, Peck és Stanley. Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
5. Francis A. Carey. Szerves kémia. (Hatodik kiadás, 194. o.). Mc Graw Hill.
6. Houghton Mifflin Harcourt. (2016). Alkének: molekuláris és szerkezeti képletek. Forrás: cliffsnotes.com
7. Chipera, Angie. (2017. április 25.). Mi az olefin a kémiában? Sciencing. Forrás: sciencing.com