Ən sadə üzvi birləşmələr doymuş və doymamış karbohidrogenlərdir. Bunlara alkanlar, alkinlər, alkenlər sinfinin maddələri daxildir.
Onların düsturlarına müəyyən ardıcıllıqla və miqdarda hidrogen və karbon atomları daxildir. Onlara çox vaxt təbiətdə rast gəlinir.
Alkenlərin təyini
Onların digər adı olefinlər və ya etilen karbohidrogenləridir. Bu birləşmələr sinfi 18-ci əsrdə yağlı bir maye, etilen xlorid kəşf edildikdə belə adlanırdı.
Alkenlər hidrogen və karbon elementlərindən ibarət maddələrdir. Onlar asiklik karbohidrogenlərə aiddir. Onların molekulunda iki karbon atomunu bir-birinə bağlayan tək qoşa (doymamış) bağ var.
Alken düsturları
Hər bir birləşmə sinfinin öz kimyəvi təyinatı var. Onlarda dövri sistemin elementlərinin simvolları hər bir maddənin bağlarının tərkibini və quruluşunu göstərir.
Alkenlərin ümumi düsturu aşağıdakı kimi göstərilmişdir: CH2n, burada n rəqəmi 2-dən böyük və ya ona bərabərdir. Onu deşifrə edərkən, hər bir karbon atomu üçün iki hidrogen atomunun olduğunu görmək olar.
Homoloji sıradan alkenlərin molekulyar düsturları aşağıdakı strukturlarla təmsil olunur: C2H4, C3 H6, C4H8, C 5H10, C6H12, C 7H14, C8H16, C 9 H18, C10H20. Görünür ki, hər bir sonrakı karbohidrogen daha bir karbon və daha 2 hidrogen ehtiva edir.
Molekulda atomlar arasında kimyəvi birləşmələrin yerləşməsinin və sırasının qrafik təyinatı var və bu, alkenlərin struktur düsturunu göstərir. Valentlik xətlərinin köməyi ilə karbonların hidrogenlərlə əlaqəsi göstərilir.
Bütün kimyəvi elementlər və bağlar göstərildikdə alkenlərin struktur düsturu genişləndirilmiş formada göstərilə bilər. Olefinlərin daha qısa ifadəsi ilə karbon və hidrogenin valent tirelərin köməyi ilə birləşməsi göstərilmir.
Skelet düsturu ən sadə quruluşu bildirir. Qırık xətt molekulun əsasını təsvir edir, burada karbon atomları yuxarı və ucları ilə, hidrogen isə keçidlərlə göstərilir.
Olefin adları necə əmələ gəlir
Sistemli nomenklaturaya əsasən alkenlərin düsturları və onların adları doymuş karbohidrogenlərə aid olan alkanların strukturundan ibarətdir. Bunun üçün sonuncunun adında -an şəkilçisi -ilen və ya -en ilə əvəz olunur. Buna misal olaraq bütilenin əmələ gəlməsini göstərmək olarbutan və pentandan penten.
İkili bağın karbon atomlarına nisbətən mövqeyini göstərmək üçün adın sonunda ərəb rəqəmini göstərin.
Alkenlər ikiqat bağı olan ən uzun zəncirli karbohidrogenin adını daşıyır. Zəncirin nömrələnməsinin başlanğıcı üçün adətən karbon atomlarının doymamış birləşməsinə ən yaxın olan son seçilir.
Əgər alkenlərin struktur düsturunun budaqları varsa, o zaman radikalların adlarını və onların sayını göstərin və onlardan əvvəl karbon zəncirindəki yerə uyğun rəqəmlər qoyulur. Sonra karbohidrogenin özünün adını izləyir. Rəqəmlərdən sonra adətən defis qoyulur.
Limitsiz radikal qollar var. Onların adları qeyri-ciddi ola bilər və ya sistemli nomenklatura qaydalarına uyğun formalaşdırıla bilər.
Məsələn, HHC=CH- etenil və ya vinil adlanır.
İzomerlər
Alkenlərin molekulyar düsturları izomerliyi göstərə bilməz. Bununla belə, etilen molekulu istisna olmaqla, bu sinif maddələr üçün məkan modifikasiyası xasdır.
Etilen karbohidrogenlərinin izomerləri karbon skeletinə, doymamış bağın mövqeyinə, siniflərarası və ya məkana görə ola bilər.
Alkenlərin ümumi düsturu zəncirdəki karbon və hidrogen atomlarının sayını təyin edir, lakin ikiqat bağın mövcudluğunu və yerini göstərmir. Nümunə C3H6 (propilen) siniflərarası izomeri kimi siklopropandır. Digər izomerizm növləri C4H8 və yabuten.
Buten-1 və ya buten-2-də doymamış bağın müxtəlif mövqeləri müşahidə olunur, birinci halda qoşa birləşmə birinci karbon atomunun yaxınlığında, ikincidə isə zəncirin ortasında yerləşir. Karbon skeletindəki izomerizmi metilpropen) və izobutilen ((CH3)2C=CH2 nümunəsi ilə nəzərdən keçirmək olar.
Məkan modifikasiyası trans- və cis-mövqeyində buten-2-yə xasdır. Birinci halda, yan radikallar ikiqat bağ ilə əsas karbon zəncirinin üstündə və altında yerləşir, ikinci izomerdə əvəzedicilər eyni tərəfdədir.
Olefin xarakteristikası
Alkenlərin ümumi düsturu bu sinfin bütün nümayəndələrinin fiziki vəziyyətini müəyyən edir. Etilendən başlayaraq butilenlə bitən (C2-dan C4-a qədər) maddələr qaz halında mövcuddur. Belə ki, rəngsiz etenin şirin qoxusu var, suda aşağı həll olur, molekulyar çəkisi havadan daha azdır.
Maye formada C5 ilə C17 arasında homoloji diapazonda olan karbohidrogenlər təqdim olunur. Əsas zəncirində 18 karbon atomu olan alkendən başlayaraq, fiziki vəziyyətin bərk formaya keçidi baş verir.
Bütün olefinlərin sulu mühitdə zəif, lakin benzol və ya benzin kimi üzvi həlledicilərdə yaxşı həll olunduğu hesab edilir. Onların molekulyar çəkisi sudan daha azdır. Karbon zəncirinin artması bu birləşmələrin əriməsi və qaynadılması zamanı temperatur göstəricilərinin artmasına səbəb olur.
Olefinlərin xüsusiyyətləri
Alkenlərin struktur düsturuskeletdə iki karbon atomunun π- və σ-mürəkkəbinin qoşa bağının mövcudluğunu göstərir. Molekulun bu quruluşu onun kimyəvi xassələrini müəyyən edir. π-bağ çox güclü hesab edilmir, bu, bir cüt atomun əlavə edilməsi nəticəsində əldə edilən iki yeni σ-bağ meydana gəlməsi ilə onu məhv etməyə imkan verir. Doymamış karbohidrogenlər elektron donorlardır. Onlar elektrofilik əlavə proseslərində iştirak edirlər.
Bütün alkenlərin mühüm kimyəvi xüsusiyyəti dihalogen törəmələrinə bənzər birləşmələrin ayrılması ilə halogenləşmə prosesidir. Halojen atomları karbonlara ikiqat bağ vasitəsilə bağlana bilir. Məsələn, propilenin 1, 2-dibromopropanın əmələ gəlməsi ilə bromlaşdırılmasıdır:
H2C=CH–CH3 + Br2 → BrCH 2–CHBr–CH3.
Bromlu suda alkenlərlə rəngin neytrallaşdırılması prosesi ikiqat bağın mövcudluğunun keyfiyyət sübutu hesab olunur.
Mühüm reaksiyalara platin, palladium və ya nikel kimi katalitik metalların təsiri altında hidrogen molekulunun əlavə edilməsi ilə olifinlərin hidrogenləşməsi daxildir. Nəticə doymuş bağı olan karbohidrogenlərdir. Buten hidrogenləşmə reaksiyasında alkanların, alkenlərin düsturları aşağıda verilmişdir:
CH3–CH2–CH=CH2 + H 2 Ni→ CH3–CH2–CH 2–CH3.
Olefinlərə hidrogen halid molekulunun əlavə edilməsi prosesi
hidrohalogenləşmə adlanır və Markovnikovun kəşf etdiyi qaydaya uyğun olaraq gedir. Məsələn, 2-bromopropan əmələ gətirmək üçün propilenin hidrobrominasiyasıdır. Burada hidrogen ən çox hidrogenləşdirilmiş hesab edilən karbonla ikiqat bağda birləşir:
CH3–CH=CH2 + HBr → CH3–BrCH– CH3.
Turşuların təsiri altında alkenlərin suyun əlavə edilməsi reaksiyasına hidratlaşma deyilir. Nəticə spirt propanol-2 molekuludur:
CH3–HC=CH2 + H2O → CH 3–OHCH–CH3.
Sülfat turşusu ilə alkenlərə məruz qaldıqda sulfonlaşma prosesi baş verir:
CH3–HC=CH2 + HO−OSO−OH → CH3 –CH3CH–O−SO2−OH.
Reaksiya asidik efirlərin, məsələn, izopropilsulfat turşusunun əmələ gəlməsi ilə davam edir.
Alkenlər su və karbon qazı əmələ gətirmək üçün oksigenin təsiri altında yanma zamanı oksidləşməyə həssasdırlar:
2CH3–HC=CH2 + 9O2 → 6CO 2 + 6H2O.
Olefin birləşmələri ilə durulaşdırılmış kalium permanqanatın məhlul şəklində qarşılıqlı təsiri qlikolların və ya iki atomlu spirtlərin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bu reaksiya həm də oksidləşdiricidir, etilen qlikol əmələ gətirir və məhlulun rəngini dəyişir:
3H2C=CH2 + 4H2O+ 2KMnO 4 → 3OHCH–CHOH+ 2MnO2 +2KOH.
Alken molekulları sərbəst radikalla polimerləşmə prosesində iştirak edə bilərvə ya kation-anion mexanizmi. Birinci halda, peroksidlərin təsiri altında polietilen kimi bir polimer əldə edilir.
İkinci mexanizmə görə, turşular kation katalizatorları, orqanometal maddələr isə stereoselektiv polimerin ayrılması ilə anion katalizatorlar kimi çıxış edir.
Alkanlar nədir
Onlara parafinlər və ya doymuş asiklik karbohidrogenlər də deyilir. Onlar yalnız doymuş sadə bağları ehtiva edən xətti və ya budaqlı bir quruluşa malikdirlər. Bu sinfin homoloji seriyasının bütün nümayəndələri C H2n+2 ümumi düsturuna malikdirlər.
Onların tərkibində yalnız karbon və hidrogen atomları var. Alkenlər üçün ümumi düstur doymuş karbohidrogenlərin təyin edilməsindən əmələ gəlir.
Alkanların adları və onların xüsusiyyətləri
Bu sinfin ən sadə nümayəndəsi metandır. Ondan sonra etan, propan və butan kimi maddələr gəlir. Onların adı yunan dilindəki rəqəmin kökünə əsaslanır və ona -an şəkilçisi əlavə olunur. Alkanların adları IUPAC nomenklaturasında verilmişdir.
Alkenlərin, alkinlərin, alkanların ümumi formuluna yalnız iki növ atom daxildir. Bunlara karbon və hidrogen elementləri daxildir. Hər üç sinifdə karbon atomlarının sayı eynidir, fərq yalnız parçalana və ya əlavə edilə bilən hidrogenin sayında müşahidə olunur. Doymamış birləşmələr doymuş karbohidrogenlərdən alınır. Molekulda parafinlərin nümayəndələri olefinlərdən 2 daha çox hidrogen atomunu ehtiva edir ki, bu daalkanların, alkenlərin ümumi düsturu. Alken strukturu ikiqat bağın mövcudluğuna görə doymamış hesab olunur.
Əgər alkanlarda hidrogen və karbon atomlarının sayını korrelyasiya etsək, o zaman digər karbohidrogen sinifləri ilə müqayisədə dəyər maksimum olacaq.
Metandan butana qədər (C1-dan C4-ə qədər), maddələr qaz halında mövcuddur.
Maye formada C5 ilə C16 arasında homoloji diapazonda olan karbohidrogenlər təqdim olunur. Əsas zəncirində 17 karbon atomu olan alkandan başlayaraq, fiziki vəziyyətin bərk formaya keçidi baş verir.
Onlar karbon skeletində izomerizm və molekulun optik modifikasiyası ilə xarakterizə olunur.
Parafinlərdə karbon valentliklərinin σ tipli bağın əmələ gəlməsi ilə tamamilə qonşu karbonlar və ya hidrogenlər tərəfindən tutulduğu hesab edilir. Kimyəvi nöqteyi-nəzərdən bu onların zəif xassələrinə səbəb olur, buna görə də alkanlar yaxınlıqdan məhrum doymuş və ya doymuş karbohidrogenlər adlanır.
Onlar molekulun radikal halogenləşməsi, sulfoxlorlaşması və ya nitrasiyası ilə əlaqəli əvəzetmə reaksiyalarına daxil olurlar.
Parafinlər yüksək temperaturda oksidləşmə, yanma və ya parçalanma prosesindən keçir. Reaksiya sürətləndiricilərinin təsiri altında hidrogen atomlarının ləğvi və ya alkanların dehidrogenləşməsi baş verir.
Alkinlər nədir
Onlara karbon zəncirində üçlü bağa malik olan asetilen karbohidrogenləri də deyilir. Alkinlərin quruluşu general tərəfindən təsvir edilmişdirdüstur C H2n–2. Bu göstərir ki, alkanlardan fərqli olaraq, asetilen karbohidrogenlərində dörd hidrogen atomu yoxdur. Onlar iki π-birləşməsi ilə əmələ gələn üçlü rabitə ilə əvəz olunur.
Belə struktur bu sinfin kimyəvi xassələrini müəyyən edir. Alkenlərin və alkinlərin struktur düsturu onların molekullarının doymamışlığını, həmçinin ikiqat (H2C꞊CH2 varlığını açıq şəkildə göstərir.) və üçlü (HC≡CH) bağlar.
Alkinlərin adı və xüsusiyyətləri
Ən sadə nümayəndə asetilen və ya HC≡CH-dir. Buna etin də deyilir. Bu, doymuş karbohidrogenin adından gəlir, burada -an şəkilçisi çıxarılır və -in əlavə olunur. Uzun alkinlərin adlarında rəqəm üçlü bağın yerini göstərir.
Doymuş və doymamış karbohidrogenlərin quruluşunu bilməklə alkinlərin ümumi düsturunun hansı hərf altında göstərildiyini müəyyən etmək olar: a) CnH2n; c) CnH2n+2; c) CnH2n-2; d) CnH2n-6. Düzgün cavab üçüncü variantdır.
Asetilendən butana qədər (C2-dan C4-ə qədər), maddələr təbiətdə qazdır.
Maye formada C5 ilə C17 arasında homoloji intervalın karbohidrogenləri var. Əsas zəncirində 18 karbon atomu olan alkindən başlayaraq, fiziki vəziyyətin bərk formaya keçidi baş verir.
Onlar karbon skeletində, üçlü bağ mövqeyində izomerizm, həmçinin molekulun siniflərarası modifikasiyası ilə xarakterizə olunur.
Poasetilen karbohidrogenlərinin kimyəvi xüsusiyyətləri alkenlərə bənzəyir.
Əgər alkinlərin son üçlü bağı varsa, o zaman onlar alkinid duzlarının əmələ gəlməsi ilə turşu rolunu oynayır, məsələn, NaC≡CNa. İki π-bağlarının olması natrium asetiledin molekulunu əvəzetmə reaksiyalarına girən güclü nukleofil edir.
Asetilen mis xloridin iştirakı ilə dikloroasetilen əldə etmək üçün xlorlamaya məruz qalır, diasetilen molekullarının buraxılması ilə haloalkinlərin təsiri altında kondensasiya olur.
Alkinlər elektrofilik əlavə reaksiyalarında iştirak edir, onların prinsipi halogenləşmə, hidrohalogenləşmə, hidratasiya və karbonilləşmənin əsasını təşkil edir. Bununla belə, bu cür proseslər ikiqat rabitəli alkenlərə nisbətən daha zəif gedir.
Asetilen karbohidrogenləri üçün spirt, ilkin amin və ya hidrogen sulfid molekulunun nukleofil tipli əlavə reaksiyaları mümkündür.
