8. Алкины. Строение. Способы получения. Химические свойства.
Алкины (ацетиленовые у/в) – непредельные алифатические у/в, молекулы которых содержат тройную связь. Общая формула CnH2n-2. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации. Сигма-связи, образуемые sp-гибридными атомами углерода, расположены под углом 180о друг к другу.
Тройная связь короче и прочнее двойной связи. Она образована тремя парами электронов и включает одну σ- и две π-связи. Две π-связи лежат во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Полшучение.
1. Пиролиз метана
2. Дегидрогалогенирование дигалогеналканов
3. Дегалогенирование
4. Гидролиз карбидов металлов
Химические свойства
1. Гидрирование
2. Гидрогалогенирование (по правилу Морковникова, ступенчато)
3. Галогенирование
4. Гидратация (реакция Кучерова, правило Морковникова)
9. Арены. Общая характеристика. Строение молекулы бензола. Правило Хюккеля. Номенклатура. Изомерия. Методы получения. Химические свойства. Реакции замещения в ароматическом ряду. Классификация заместителей. Бензол. Ксилол. Толуол.
Арены – циклические соединения, содержащие замкнутую сопряженную П-систему. Общая формула - CnH2n-6. Sp2 гибридизация.
Образование П-связей в молекуле бензола
Четвертый негибридизованный р-электрон каждого атома C расположен перпендикулярно плоскости сигма-связей и перекрываясь друг с другом над и под плоскостью образуют единую сопряженную П-систему, состоящую из 6р-электронов.
Правило Хюккеля (1831): циклические соединения, имеющие сопряженную систему, могут быть ароматическими, если число п-электронов=4n+2n (т.е. может содержать 6, 10, 14 П-элеткронов.
Номенклатура
Бензол, фенил, нитробензол, бромбензол
Метилбензол (толуол), винилбензол (стирол), изопропилбензол (кумол), ксилол
Если в молекуле бензола присутствуют два заместителя, то также используют систему специальных приставок:
орто— (о-) если заместители расположены у соседних атомов углерода в бензольном кольце (1,2-положения);
мета— (м-) заместители расположены через один атом углерода (1,3-положения);
пара— (п-) заместители расположены на противоположных сторонах кольца (1,4-положения).
Многоядерные арены
Изомерия
Изомерия углеродного скелета в боковой цепи характерна для ароматических углеводородов, которые содержат три и более атомов углерода в боковой цепи.
Получение
1. Дегидроциклизация алканов
2. Дегидрирование циклоалканов
3. Дегидрогалогенирование
4. Алкилирование бензола
5. Реакция Вюрца-Фиттига
Химические свойства
Реакции замещения
1. Галогенирование (AlCl3, FeBr3) образуются орто-, пара- изомеры
2. Нитрование
3. Алкилирование галогеналканами (реакция Фриделя-Крафтса) и алкенами
4. Присоединение хлора к бензолу
10. Диеновые углеводороды. Особенности строения. Классификация. Природный и синтетический каучук. Состав, строение.
Алкадиены – непредельные алифатические у/в, молекулы которых сожержат две двойные связи. Общая формула – CnH2n-2. Sp2 – гибридизация.
Свойства диенов зависят от взаимного расположения = связей в их молекулах. 3 типа = связей в диенах.
1. Изолирование:
двойные связи разделены несколькими
простыми связями (свойства алкенов)
2. Кумулированные:
двойные связи расположены рядом (свойства
алкинов)
в
3. С сопряженной
связью: двойные связи разделены одной
простой (по механизму 1,2 и 1,4)
Каучуки – натуральные или синтетические полимерные материалы, полученные мономеров-диенов, характеризующиеся высокой молекулярной массой, эластичностью, водонепроницаемостью и электроизоляционными свойствами.
Натуральный каучук – это полимер 2-метилбутадиена-1,3 (изопрена), это цис-изомер.
Его получают из латекса, млечного сока каучукового дерева гевеи.
Вулканизация – превращение каучука в резину.
Синтетический каучук
1. Хлоропрен
2. Стирол
3. Дивинил
n H2C=CH-CH=CH2→(-CH2-CH=CH-CH2-)n
Разновидности синтет каучуков |
Свойства |
Бутадиеновый |
Высокая износостойкость, устойчивость к многократным деформациям |
Хлоропреновый |
Высокая устойчивость к органическим растворителям, кислотам, щелочам, нефтепродуктам |
Изопреновый |
Синтетический аналог натурального каучука |
Бутадиен-стирольный |
Высокая прочность |
11. Спирты. Классификация. Изомерия. Способы получения. Химические свойства. Значение и применение. Спирты высшей атомности: этиленгликоль, глицерин. Непредельные спирты, получение, химические свойства.
Спирты (алкоголи) – производные у/в, в которых один или несколько атомов водорода замещены на гидроксильную группу.
R-OH, CnH2n+1OH. Sp3 – гибридизация.
Классификация
1. По характеру углеродного радикала
- Алифатические: предельные (алканолы), непредельные (алкенолы)
- Алициклические (н-р, циклогексанол)
- Ароматические (-ОН группа не связана с бензольным кольцом)
2. По числу гидроксильных групп CxHy(OH)n
- Одноатомные алкоголи
- Двухатомные гликоли
- Трехатомные глицерины
- Многоатомные спирты (полиолы)
3. По характеру углерода, с которым связана гидроксильная группа
- Первичный спирт
- Вторичный спирт
- Третичный спирт
4. По количеству углеродов в молекуле
- Низшие спирты С1-С10
- Высшие спирты >С10
Изомерия
Структурная изомерия
- изомерия положения –ОН группы (с С3)
- изомерия углеродного скелета (с С4)
- межклассовая изомерия с простыми эфирами (с С2)
Пространственная изомерия
- оптическую изомерию проявляют спирты, в молекулах которых имеется ассиметрический углеродный атом (атом С, связанный с 4мя разными заместителями)
Получение
1. Гидратация алкенов
2. Гидрирование альдегидов и кетонов
Альдегид + Н2 → первичный спирт
Кетон + Н2→ вторичный спирт
3. Гидролиз галогенводородов (вода или водный раствор щелочи)
4. Расщепление моносахаридов (спиртовое брожение под влиянием ферментов)
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2
Химические свойства
1. Образование алкоголятов: взаимодействие с щелочными металлами
этилат
натрия
2. Образование простых эфиров (ан на окси)
А) алкоголята + галогеналканы R-O-R
Б) межмолекулярная дегидратация спиртов
3. Образование алкенов: внутримолекулярная дегидратация
4. Образование галогенпроизводных
5. Образование сложных эфиров – реакция этерификации: взаимодействие с кислотами и их производными
6. Окисление
Первичный спирт → альдегид
Вторичный спирт → кетон
Третичный спирт → смесь альдегидов, кетонов и кислот.
Этиленгликоль, глицерин
Непредельные спирты
- бифункциональные производные, содержащие =Н-ОН
