3.2.Реакции замещения

Изменение характера гибридизации атома углерода в ряду этан, этилен, ацетилен приводит к изменению его электроотрицательности. Электроотрицательность углерода в ряду этан (sp³), этилен (sp²), ацетилен (sp) увеличивается и в состоянии sp-гибридизации становится наибольшей. Вследствие этого электроны связи С-Н в молекуле ацетилена смещаются к атому углерода больше, чем в молекулах этана и этилена, что обуславливает увеличение полярности этой связи.

В результате повышения полярности связи между атомами углерода с тройной связью и водорода ацетилен и алкины-1 R-ССН обладают кислотными свойствами и относительно высокой равновесной кислотностью:

R-ССН ------ R-СС^- + Н⁺

Поэтому атомы водорода в молекулах ацетилена и алкинах-1 легко замещаются на атомы металла. В результате образуются солеобразные металлические производные, которые называют ацетиленидами. Ацетилен и алкины-1 образуют ацетилениды с K, Na, NaNH₂.Ацетилениды щелочных металлов используются для синтеза гомологов ацетилена:

Н-СС-Н + 2K ---------- K-СС-K +Н₂

ацетиленид

калия

Ацетилениды щелочных и щелочноземельных металлов – устойчивые вещества, не взрываются. Устойчивым является также ацетиленид кальция CaC₂, который называют карбидом кальция. Вода, которая является более сильной кислотой, чем ацетилен, мгновенно разлагает ацетилениды этих металлов на ацетилен и гидроксид соответствующего металла:

Na-CC-Na +2H-OH ---- H-CC-H + 2NaOH

ацетиленид

натрия

Ацетилен и алкины-1 образуют с растворами меди (I) или серебра нерастворимые в воде ацетилениды меди красно-коричневого цвета и ацетилениды серебра белого цвета (образование ацетиленидов Ag и Cu – качественная реакция на тройную связь):

H-CC-H + 2Cu(NH₃)₂OH ------- Cu-CC-Cu +4NH₃ +2H₂O

ацетиленид

меди

H-CC-H + 2Ag(NH₃)₂OH ------- Ag-CC-Ag +4NH₃ +2H₂O

ацетиленид

серебра

Ацетилениды серебра и меди и других тяжелых металлов в сухом состоянии неустойчивы и разлагаются со взрывом.

Атом водорода ацетилена и алкинов-1 имеет достаточную кислотность и в реакцию с алкилмагнийгалогенидами (реактивами Гриньяра). При этом выделяются алканы и ацетиленовые магнийорганические соединения, которые называют реактивами Иоцича, которые далее при взаимодействии с галогеналканами образуют гомологи ацетиленов:

H-CC-H + CH₃-MgI -------- H-CC-MgI + CH₄

метилмагний ацетиленид

иодид магнийиодид

H-CC-MgI + CH₃-CH₂-I -------- H-CC-CH₂-CH₃ + MgI₂

иодистый бутин-1

этил