Ненасичені ациклічні вуглеводні Алкени

Загальна формула. Гомологічний ряд алкенів і його генетичний зв’язок

з гомологічним рядом алканів. Номенклатура алкенів: тривіальна, раціональна, систематична (IUPAC). Ізомерія алкенів: структурна (розгалуження карбонового скелету і положення подвійного зв’язку), просторова (цис- і транс- та Z-, E-). Принцип старшинства (Кана–Інгольда– Прелога). Способи добування алкенів: реакції відщеплення, гідрування, виділення з продуктів крекінгу нафти та природного газу. Фізичні властивості алкенів.

Електронна будова алкенів. Тригональна sр²-гібридизація атома Карбону. Схема ζ- і π-зв’язків. Розподіл електронної густини та здатність до поляризації π-зв’язків. Енергія і довжина подвійного зв’язку в етені. Електронегативність атома Карбону в стані sр²-гібридизації. Хімічні

властивості алкенів. Реакції приєднання. Електрофільне приєднання до алкенів, двостадійний механізм реакцій A_Е (будова π- і ζ-комплексів), статичний та динамічний підходи. Гідрування, галогенування, гідрогалогену- вання алкенів. Правило Марковникова для несиметрично побудованих алкенів. Правило Вагнера – Зайцева. Приєднання галогеноводнів до пропену у присутності пероксидів (пероксидний ефект Караша, механізм А_R) і до

3,3,3-трифлуоропропену. Гідратація, каталітичне алкілювання алкенів. Оксосинтез і його каталіз. Реакції заміщення. Хлорування алкенів при

високій температурі, S_R-механізм. Добування алілхлориду. Реакції полімеризації. Ланцюгова полімеризація: радикальна, катіонна та аніонна. Стереоспецифічні каталізатори Циглера – Натта. Поліпропілен (ізотак- тичний, синдіотактичний, атактичний). Приклади полімерів та їх засто- сування. Добування високооктанового палива. Окиснення алкенів без розриву та з розривом С–С зв’язків. Реакції ізомеризації. Якісні реакції на подвійний зв’язок. Окремі представники алкенів, їх добування та практичне застосування для промислового синтезу органічних речовин. Забруднення навколишнього середовища алкенами.

Алкадієни. Каучуки

Загальна формула, класифікація, номенклатура, ізомерія. Дієни з

кон’югованою системою подвійних зв’язків Добування бута-1,3-дієну із бутану, бутан-бутенової фракції крекінг-газів та з етилового спирту (метод

Лебєдєва). Добування ізопрену (2-метилбута-1,3-дієну) із 2-метилбутану (з

пентанової фракції нафти). Фізичні властивості кон’югованих дієнів.

Електронна будова кон’югованого бута-1,3-дієну. Схема ζ- і π- зв’язків, перерозподіл електронної густини в системі π-зв’язків, неполярний мезомер- ний (М) ефект (π,π-кон’югація), мезомерні структури, мезоформула. Заміс- ники, що спричиняють позитивний (+М) мезомерний ефект. Хімічні властивості кон’югованих дієнів. Реакції приєднання (A_E) в 1,2- та 1,4- положення. Поняття про інтермедіат алільної природи – алільний карбо- катіон. Гідрування, галогенування, гідрогалогенування бута-1,3-дієну. Кінетичний і термодинамічний контроль. Дієновий синтез Дільса–Альдера. Полімеризація та кополімеризація кон’югованих дієнів. Натуральний каучук (НК), його добування, будова. Синтетичні каучуки: СКБ, СКД, СКІ, СКН, СКС, хлоропреновий. Застосування натурального і синтетичних каучуків. Вулканізація каучуків. Гума. Ебоніт. Ізопренова ланка в природних сполуках: терпенах, вітамінах, стероїдах. Дієнові вуглеводні та охорона навколишнього середовища.

Алкіни

Загальна формула. Гомологічний ряд ацетиленових вуглеводнів і його

генетичний зв’язок з гомологічними рядами алканів і алкенів. Номенклатура та ізомерія алкінів. Поняття про термінальні алкіни. Способи добування алкінів: промислові, лабораторні. Фізичні властивості ацетиленових вуглеводнів. Електронна будова ацетиленових вуглеводнів. Діагональна sр- гібридизація атома Карбону. Схема ζ- і π-зв’язків, розподіл електронної густини π-зв’язків та їх здатність до поляризації, енергія та довжина потрій- ного зв’язку, електронегативність Карбону в sр-гібридизованому стані. Порівняння енергії, довжини і полярності зв’язків С–Н в етані, етені і ацетилені.

Хімічні властивості алкінів. Кислотні властивості алкінів: добування ацетиленідів металів, реактиву Іоцича. Порівняня кислотних властивостей ацетилену, етену і етану. Реакції приєднання до алкінів. Порівняння

реакційної здатності в реакціях електрофільного приєднання ацетиленових і етиленових вуглеводнів. Реакції А_Е: гідрування, галогенування та гідрогалогенування алкінів. Реакції А_N: гідратація алкінів (реакція Кучерова), її механізм. Правило Ельтекова. Приєднання спиртів (добування вінілових етерів), карбонових кислот (синтез вінілацетату), синильної кислоти (добу- вання акрилонітрилу). Взаємодія термінальних алкінів з карбонільними сполуками. Реакції окиснення. Олігомеризація алкінів: димеризація ацетилену (вінілацетилен і синтез хлоропрену на його основі), циклотримеризація (бензен). Взаємодія ацетилену з оксосполуками. Полімер ацетилену – карбін. Ацетилен як сировина в промисловості органічного син- тезу: добування оцтового альдегіду, тетрахлороетану, вінілхлориду, акрилонітрилу, вінілацетату, вінілових етерів та інших мономерів для синтезу полімерів і каучуків. Використання ацетилену в автогенному зва- рюванні і різанні металів.