Mövzu 3: doymamiş K/h-ləR, alkenlər və alkadienləR

Alkenlərin alınma üsulları

Molekulda karbon atomları arasında bir ikiqat rabitəsi (C=C) olan doymamış k/h-lər alkenlər və ya etilen sırası k/h-r deyilir. C_nH ümumi formuluna malikdirlər. Açıq zəncirli k/h-lər ikiqat rabitə olan karbonlar sp² hibridləşmə vəziyyətindədir. Adlanmada sonluqları “en” şəkilçiləri ilə bitir. Bir hidrogen atomu qopardıqda radikalları alınır ki, sonluqları “il” şəkilçiləri ilə bitir. (C_nH_2n-1)

CH₂=CH₂ –eten, etilen

CH₂ = CH – CH₃ – propen, propilen

CH₂ = CH – CH₂ – CH₃ – buten, butilen

CH₂ = CH – (CH₂)₂ - CH₃ - penten, pentilen

CH₂ = CH – (CH₂)₃ - CH₃- heksen, heksilen

CH₂ = CH – (CH₂)₄ - CH₃ – hepten, heptilen

Radikalları
CH₂ = CH – vinil, etenil

CH₂ = CH – CH₂ allil, propen 2-il

CH₂ = C – CH₃ izopropenil, 1-metil etenin



Alkenlərin adlandırılması. Tarixi (trivial və ya təsadüfi ) Adlandırılma: Eyni sayda karbon atomu olan alkanın adının sonuna “ilen” şəkilçisi əlavə edilir. C₅H₁₀ amil spirtindən (C₅H₁₁OH) alındığı üçün amilen adlanır.


CH₃ – CH = CH – CH₃

Alimetil etilen simmetrik dimetiletilen

CH₃ – C = CH₂

|

CH₃

Qeyri simmetrik dimetiletilen


Səmərəli adlandırılma: (rasional) Bu üsulda ikiqat rabitəli karbonlar etilen kimi qəbul olunur. Ona birləşən radikallar oxunur və axırda etilen sözü əlavə edilir.


CH₃ – CH = CH₂

Metil etilen

CH₃ – C = CH – CH₃

|

CH₃

Trimetiletilen

CH₃ – C = C – CH₃

| |

CH₃ CH₃

Tetrametiletilen

CH₃ – CH = C – CH – CH₂ – CH₃

| |

CH₃ CH₃

3,4 dimetil heksen -2

H₂C = C – CH – CH₂ – CH₃

| |

CH₃ CH₃

2, 3 dimetil penten - 2

Radikal sayı (yunanca) ardıcıl olaraq böyük radikallar oxunur. Sonda uzun zəncir “en” şəkilçisi əlavə etməklə oxunur.


H₂C = C – CH – CH – CH – CH₃

| | | |

F Cl CH₃ Br

2-flüor 3-xlor 5-brom 4-metil heksen-1

HC = C – CH₃

| |

Cl Cl

1,2 dixlor propen

Əgər alken molekulunda halogen atomu olarsa, ilk növbədə hallogen atomunun birləşdiyi karbonun nömrəsi və hallogenin adı deyilir. (F, Cl, Br, J ardıcıllığı ilə)

H H

C = C CH₃

H | | |

0,134nm 0,154 nm

H

C C

π

120⁰
Alkenlərin quruluşu və izomerliyi: Alkenlərdə ikiqat rabitə rabitənin biri siqma σ (mərkəzlərini birləşdirən düz xətt boyunca əmələ gələn rabitə), o biri isə pi π (kənardan perpendikulyar istiqamətdə örtən rabitə) rabitə adlanır. Sp² hibrid orbitalları 120⁰ bucaq altında bir-birini örtür . C = C – rabitəsinin uzunluğu 0, 134 nm C – C – isə 154 nm-dır.


σ

σ

H

H

H

π

σ

σ

Mr (alken) = 14 n . İki qonşu alkenin molyar kütləsinin cəmi 28n+14 ilə, orbitalların ümumi sayı 6n, rabitələrin ümumi sayı 3n düsturları ilə ifadə olunur.

CH₃ – C = CH – CH – CH₃

| |

CH₃ CH₃

σ = 20 π = 1 cəmi =21 3n

sp² – sp² = 1 sp² – s = 1 n=7

sp³ – 3 = 13 p – p =1 3·7=21

sp³ – sp³ = 2

sp³ – sp² = 3



21

Aşağıdakı izomerlik növləri vardır:

1. 
   Zəncir izomerliyi – alkenlərdə zəncirin quruluşunun dəyişməsi ilə müəyyən olunur.
   

CH₂ = CH – CH₂ – CH – CH₃

|

CH₃

4-metil penten 1

CH₂ – CH₂ – CH – CH₂ – CH₃

|

CH₃

3-metil penten-1

CH₂ = CH – CH₂ – CH₃

buten

CH₃ – CH = CH – CH₃

2 - buten

2. 
   Vəziyyət izomerliyi – ikiqat rabitənin zəncirdə yerini dəyişməsilə müəyyən olunur.
   

Cl CH₃

C = C
H₃C Cl

Trans (müxtəlif) 2, 3 dixlorbuten

2,3dixlorbuten -2

Cl Cl

C = C
H₃C CH₃

Sis (eyni) 2,3 dixlorbuten

3. 
   Həndəsi izomerlik (fəza izomerliyi) ikiqat rabitəyə nəzərən radikalların və ya atomların (atom qruplarının) yerini dəyişməsilə müəyyən olunur.
   

Alınma üsulları:

1. 
   
   

   C_nH_{2n + 2}

   
   
   Bu reaksiyalar 470-48⁰ S-də

   Piroliz isə 600-800⁰ S-da əsasən olefinlər arom. alınır.

   
   
   CH₂ = CH₂
   
   CH₂ = CH – CH₃
   
   C₃H₈
   Termiki krekinqi və pirolizdən (neft fraksiyl.) alırlar.
   

2. 
   Alkanların dehidrogenləşdirilməsindən
   

500⁰ S

CH₃ – CH = CH – CH₃

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₃ + H₂

CH₂ = CH –CH₂ – CH₃

Al₂O₃ , Cr₂O₃

b) Laboratoriyada:

80%

CH₃ – CH = CH – CH₃

CH₃ – CH₂ – CH – CH₃ + H₂O

CH₃ – CH₂ – CH = CH₂

20%

- KCl

+ KOH (sp)

1. 
   Birhallogenli törəmələrə KOH (sp) təsir etməklə
   
2. 
   
   
3. 
   
   

CH₃ – CH – CH₂ + Zn, Mg CH₃ – CH = CH₂

| |

Cl Cl

- ZnCl₂

2. 
   Dihalogenli alkanlara (qonşu) Zn, Mg-la təsir etməklə.
   
3. 
   
   
4. 
   
   
   
   C_nH_2n-2 + H₂→ C_nH_2n

   C₂H₂ + H₂ → C₂H₄

   
   
   3. 
      Alkinlərin hidrogenləşməsi ilə
      

Fiziki xassələri: Alkenlər suda pis həll olur. C₂ – C₄ – qaz, C₅ – C₁₇ –maye, C₁₈-də yuxarı bərk halda olurlar. Eyni karbonu olan doymuş k/h-lər nisbətən sıxlıqları çoxdur. İkiqat rabitəsi zəncirin kənarında olan alkenlərin bir sıra xassələrinin onların molyar kütləsindən asılılıq qrafiki aşağıda verilir.


Mr

ρ

Mr

ẁ(C, H)

Mr

N (izom.)

Mr

t qay.- t ər.⁰S

Kimyəvi xassələri: Birləşmə, oksidləşmə, yanma, izomerləşmə, polimerləşmə reaksiyaları xarakterikdir.

1. 
   CH₂ = CH – CH₃ + HOH CH₃ – CH – CH₃(Markovnikov qaydası)
   

| 2-propanol

CH₂ = CH – CH₂ + HBr CH₂ – CH₂ – CH₃

|

2 brom propan

2. 
   Xorroş effekti
   

CH₂ = CH – CH₂Cl + HCl → CH₂ – CH₂ – CH₂

| |

Cl Cl 1, 3 dixlor propan

OH

a) Birləşmə reaksiyaları – H₂O, Hhal, hal. birləşirlər.

3. 
   
   Br

   Formaldehidin birləşmələri ( Prins reaksiyası)

   
   

CH₃

|

CH₃ - C = CH₂ + 2H₂C = O→ CH₃ – C – CH₂ – CH₂

|

O – CH₂ – O

4,4 dimetil 1, 3 deksan

CH₂ = CH₂ + HCN → CH₃ – CH₂ – C ≡N → CH₃ – CH₂ – COOH

-NH₃

+2HOH

H⁺

O

O

CH₃



H₃C

3. 
   
   

   CH₂ = CH₂ → ( - CH₂ – CH₂ -)_{n n}CH₂ = CH → ( - CH₂ – CH -)_n

   | |

   CH₃ CH₃

   
   
   _nCH₂ = CH → ( - CH₂ – CH -)_n

   | |
   

   
   Cl Cl
   
   p, t
   Polimerləşmə reaksiyası
   

3. 
   Oksidləşmə reaksiyası
   

CH₂ = CH₂ + KMnO₄ + H₂O → CH₂ – CH₂ + KOH + MnO₂

2CH₂ = CH₂ → 2 CH₂ – CH₂ etilen oksidi

O

O₂ A_g

6. 
   

   R R R R O

   C = C + O₃ → C – O – C → 2R – C + H₂O₂

   H H H H H

   O O

   İzo ozonid aldeh.

   
   
   
   
   +H₂O
   Ozonlaşma – bu reak-a görə alkenlərin quruluşu bilinir
   

+H₂O

CH₃ CH₃ CH₃

| | |

CH₃ – C = CH₂ + O₃ → CH₃ – C – O – CH₂ → H₃C – C = O + CH₂ + H₂O₂

| ║

O O O

7. 
   
   

   CH₂ = CH – CH₃ → CH₂ = CH – CH₂ Cl 3 xlor propen -1

   
   
   - HCl
   
   500⁰ S + Cl₂
   Əvəzetmə reaksiyaları
   

8. 
   
   

   H₃C – CH – CH = CH₂ → H₃C – C = CH – CH₃

   
   
   | |

   CH₃ CH₃

   
   
   550⁰ S Al₂O₃
   İzomerləşmə
   

Tətbiq sahələri: Alkenlərin tətbiq sahələri çox genişdir. Belə ki, onlardan bir çox üzvi birləşmələrin sintezində istifadə olunur. Spirtlərin aldehidlərin, turşuların, xlorlu törəmələrinin (hansı ki, aqrar sahədə geniş istifadə olunur) və s. alınmasında geniş istifadə edilir. Onlardan alınan polietilen, polipropilen, xlorpren və s. polimerlərindən aqrar sahədə, istixanalarda, fermalarda geniş istifadə edilir. Etilendən aqrar sahədə meyvələrin tez yetişdirilməsində istifadə edilir. Bu xassə etilenin fermentlərin fəallığının artırılması ilə izah olunur. Dünyada ildə 100 min ton etilen, 50 min ton propilen istehsal edilir ki, onlardan müxtəlif əhəmiyyətli birləşmələr alınır.