Хімічні та фізичні властивості алкінів

Хімічні та фізичні властивості алкінів

Алкіни - це вуглеводні з потрійним ковалентним зв 'язком між атомами вуглецю, які утворюють гомологічний ряд, з формулою CnH2n-2. Самі частинки за таких умов перебувають у стані sp-гібридизації. Так називається процес змішування різних орбіталів (одноелектронна хвильова функція) з подальшим виникненням однакових, еквівалентних за своїми характеристиками.

Фізичні властивості алкінів нечисленні, а ось хімічних - цілий ряд. Втім, як одні, так і інші заслуговують на увагу.

Схожість з алкенами

Воно дійсно є. Фізичні властивості алкінів схожі на ті, які характерні для алкенів - ациклічних непредельних вуглеводнів подвійного зв 'язку. Формула - CnH2n.

Нижчі алкіни - це C2 - C4, вони являють собою гази. У них трохи вищі температури кипіння, ніж у аналогічних алкенів.

Оскільки і ті, і інші сполуки є вуглеводнями, то у воді вони розчиняються погано. Бо їхні молекули гідрофобні. В органічних розчинниках, таких як бутанол, ксилол, бензол, сероуглець, і в багатьох інших розчиняються краще.

Також слід зазначити, що алкени та алкіни мають меншу щільність, ніж вода. Алкани, насичені вуглеводні з максимально можливим числом атомів водню, теж входять до цього переліку.

Хімічні властивості

Їх дуже багато. І їх теж важливо відзначити увагою, якщо мова йде про фізичні та хімічні властивості алкінів. Якщо коротко, то перелік виглядає так:

  • Алкіни з кінцевим потрійним зв 'язком - це С-Н кислоти. Вони з сильними підставами утворюють солі, що називаються алкінідами.
  • Якщо вони вступають у зв 'язок з аміакатами одновалентної міді або срібла, то утворюють якісну реакцію з кінцевим потрійним зв' язком.
  • Додавши в алкінід срібла ціанід натрію, можна отримати алкін.
  • Алкініди - сильні нуклеофіли. Вони можуть вступати в різні реакції нуклеофільного заміщення. Що, до речі, нерідко стосується для синтезу гомологів ацетилену - алкіна, фізичні властивості якого будуть розглянуті трохи пізніше.
  • Хлоруванням ацетилену хлоридом міді видобувають дихлорацетилен. Але тільки у водних розчинах CuCl.
  • Якщо впливати на монозаміщені ацетилени галогеном (енергійним окислювачем), то вдасться отримати галогеналкіни.

Також дані з 'єднання можуть брати участь у реакціях карбонування, етинування, електрофільного, радикального і нуклеофільного приєднання, гідроборування, окислення, ізомеризації, олігомеризації, полімеризації, циклоутворення тощо.

Етін

Фізичні властивості алкінів найкраще продемонструвати на конкретних прикладах, звернувшись до характеристик представників даної групи з 'єднань.

Етін - це безбарвний газ, також іменований ацетиленом. Формула - С2Н2. У воді, як і будь-який інший алкін, не розчинимо. Легше повітря. Закипає при температурі - 83,8 ° C. Розкладається при стисненні з вибухом. Етин зберігають у балонах, заповнених або просоченим ацетоном активованим вугіллям, або кізельгуром (гірська порода, що складається з останків діатомових водоростей). У таких умовах етин розчиняється у великих кількостях під тиском.

Цей газ не можна випускати на відкрите повітря. Він вибухонебезпечний. Цікаво, що частинки даного з 'єднання були виявлені на Нептуні і Урані.

Пропін

Легко займистий безбарвний газ з формулою CH3-C≡CH. Має дуже неприємний і різкий запах. Хімічні та фізичні властивості алкіна дозволяють використовувати його в якості ракетного палива.

Цю речовину отримують за допомогою гідролізу карбіду магнію. Також пропин є побічним продуктом при виробництві ацетилену. Ось ще деякі фізичні та термічні властивості даної речовини:

  • Молярна маса - 40.06 к/моль.
  • Щільність - 0.70 г/см3.
  • Температура плавлення - мінус 102.7 ° C.
  • Температура кипіння - мінус 23.21 ° C.
  • Ентальпія освіти - 185.4 кДж/моль.

Якщо говорити про хімічні властивості, то варто зазначити, що пропин здатний ізомеризуватися в присутності силікатів або інших каталізаторів в ален - найпростіший представник класу гомокумуленів, ненасичених органічних сполук з кумульованими подвійними зв 'язками вуглецю.

Бутін

Перш ніж розповісти про фізичні властивості алкіна, відомого під цією назвою, важливо зазначити: йому властива структурна ізомерія. У нього два ізомери:

  • Бутін-1. Температура плавлення - мінус 125.9 ° C. Закипає при + 8.1 ° C. Щільність - 0.678 г/см.
  • Бутін-2. Температура плавлення - мінус 32.3 ° C. Закипає при 27 ° C. Щільність - 0.694 г/см.

Молярна маса у них однакова - 54,09 г/моль. Але є у бутина-2 властивість, яка не характерна іншому ізомеру. Він спалахує. І для цього потрібна температура - 49. За таких умов пари над поверхнею цієї речовини спалахують у повітрі під впливом джерела запалювання. Але стійкого горіння немає.

Пентін

У даного з 'єднання також два ізомери:

  • Пентін-1. Формула: СН = -C-CH2-CH2-CH3. Температура плавлення - мінус 90 ° C. Кипить при + 39.3 ° C. Щільність дорівнює 0.695 d204.
  • Пентін-2. Формула: СН3-С- = С-СН2-СН3. Температура плавлення - мінус 101 ° C. Кипить при + 55 ° C. Щільність дорівнює 0.714 d204.

В іншому властивості обох ізомерів ідентичні всьому, що було перераховано раніше. У них немає кольору і запаху, вони горять, вступають в реакції приєднання, можуть взаємодіяти з воднем, легше повітря.

До речі, якщо мова йде про фізичні властивості алкенів і алкінів, слід зазначити, що є ще таке з 'єднання - пентен. Це непредельний вуглеводень з шістьма ізомерами. Пентени - низькокиплячі рідини, які розчиняються лише в органічних розчинниках. Їх температура плавлення знаходиться в діапазоні від -168,5 ° C і до -137,56 ° C. Щоб пентен закипів, необхідно від + 20,06 ° C до + 38,57 ° C.

Алкани

Про ці з 'єднання - наостанок. Розглядаючи фізичні властивості алкінів і алкенів, алкани теж не можна залишити без уваги. Це ациклічні вуглеводні, що мають розгалужену або лінійну будову з простими зв 'язками. Формула - CnH2n + 2.

Найпростіший представник цього класу - метан. Безбарвний газ з формулою CH4, нетоксичний і безпечний для здоров 'я. Але він стає вибухонебезпечним, якщо накопичується в закритому приміщенні. Особливо коли концентрація знаходиться в проміжку між 4.4% і 17%.

Що стосується фізичних властивостей? Молярна маса - 16.05 г/моль. Щільність - 0,7168 кг/м в газовому стані. Плавиться при -182,49 ° C, а закипає при -161,58 ° C. Може самозаймати, якщо температура досягне показника в 537,8 ° C.