Алкадієни — це типові представники непредельних вуглеводнів

Алкани, алкени, алкіни, алкадієни, формули яких відрізняються кількістю атомів водню, належать до вуглеводнів. Розгляньмо відмінні особливості кожного класу, тип гібридизації, характерні властивості.

Парафіни

Граничні вуглеводні мають спільну формулу С_пН_{2п +} 2. У них всі зв’язки між атомами водню і вуглецю одинарні. Якщо в реакції відривається один водень, алкан перетворюється на активну частинку — радикал. Перші представники даного ряду є газоподібними речовинами, які малорозчинні у воді.

Зі збільшенням кількості вуглеців у головному ланцюгу знижується розчинність, а вуглеводні переходять у твердий агрегатний стан за нормальних умов.

Серед основних хімічних властивостей, властивих представникам даного класу, виділимо заміщення. У зв’язку з тим, що всі зв’язки насичені, приєднання для алканів нехарактерне. Як і всі інші органічні речовини, алкани вступають в реакцію з киснем (горіння), в результаті якої виділяється енергія. Даний процес є ендотермічним, застосовується у виробництві для обігріву житлових і виробничих приміщень.

Циклоалкани

Особливість цього класу полягає в наявності замкнутої будови молекул. Загальна формула таких вуглеводнів має вигляд С_пН_2п. Враховуючи особливості структури даного класу, для них характерні реакції заміщення в бічному ланцюгу, а також приєднання водню, яке супроводжується руйнуванням циклу.

Абревіатури

У гомологічного ряду етилену загальна формула має вигляд С_пН_{2п + 2}. Серед відмінних особливостей вуглеводнів (нафтенів) виділимо наявність подвійного зв’язку між атомами вуглецю. Утворюється пі-зв’язок за рахунок перекривання двох негібридних р-орбіталів у сусідніх атомів вуглецю.

Її присутність визначає не тільки тип гібридизації вуглецю в алкенах, а й характерні хімічні властивості всіх представників даного класу органічних сполук. Якісною реакцією на неподільний (подвійний) зв’язок буде знецінення бромної води.

У результаті взаємодії відбувається розщеплення подвійного зв’язку, приєднання до алкену молекули галогена. Крім того, до специфічних реакцій, характерних для даного гомологічного ряду, також відноситься і знецінення перманганату калію.

Серед властивостей етилену і його гомологів необхідно виділити й інші види реакцій приєднання. При гідруванні (взаємодії з воднем), відбувається утворення відповідного алкану. Гідратація (з водою) і гідрогалогенування (з молекулою галогеноводню) протікають біля непредельних алкенів за правилом Марковникова.

Суть його полягає в тому, що при приєднанні до несиметричнмоу алкену (положення зв’язку 1) молекул води або галогеноводню відбувається розщеплення подвійного зв’язку. Водень приєднується при взаємодії до більш гідрованого (насиченого воднем) атому вуглецю, а гідроксогруппа або галоген прикріплюється до менш гідрованого Н.

Крім приєднання, для етилену і його гомологів характерні реакції полімеризації. З невеликого вихідного мономера утворюється велика молекула полімеру, що складається з однакових структурних ланок. Полімерізація широко використовується в хімічній промисловості для створення сучасних пластмас.

Алкадієни

Для початку зазначимо, що алкадієни — це ненасичені вуглеводні, що мають загальну формулу С_пН_{2н + 2}. Існує певна схожість представників даного гомологічного ряду з алкенами. Оскільки алкадієни — це непредельні вуглеводні, для них також характерні реакції приєднання.

Різниця полягає в тому, що в дієнах знаходиться дві ненасичені подвійні зв’язки, тому для повного приєднання потрібно надлишок бромної води, водню, води, галогеноводню.

Представники ряду пропадієна вступають і в реакції полімеризації. Продукти, одержувані в ході цієї реакції, застосовують для виробництва синтетичних каучуків, виготовлення гуми. Оскільки алкадієни — це неподільні речовини, якісною реакцією для їх визначення буде знецінення перманганату калію і бромної води. Алкадієни, гомологічний ряд яких починається з пропадієна, є рідинами або твердими речовинами.

Серед сфер застосування представників даного класу виділимо виробництво полімерних матеріалів.

Алкіни

У гомологічного ряду ацетилену загальна формула має вигляд С_пН_2п-2. Якщо алкадієни — це речовини, у складі яких є два подвійних зв’язки, то для алкінів характерний один потрійний зв’язок. Якісною реакцією на потрійний зв’язок для несиметричних алкінів називають взаємодію представників даного класу з комплексним з’єднанням — гідроксидом діамін срібла (1). У результаті взаємодії утворюється сіль — ацетиленід срібла.

Представники цього гомологічного ряду є міжкласовими ізомерами для алкадієнів. Аналогічно алкенам, алкадієнам, всі алкіни вступають в реакції приєднання з галогенами, воднем, галогеноводнем, водою. При приєднанні до молекули ацетилену недостатньої кількості водню утворюється етилен. У разі взаємодії з надлишком водню з ацетилену утворюється етан (граничний вуглеводень).

Ув’язнення

Алкіни, алкени, алкадієни, алкадієни, хімічні властивості яких були розглянуті вище, наочно демонструють основні схожості і відмінності між різними класами речовин. Всі вуглеводні у своєму складі мають атоми вуглецю і водню, тому є відмінним видом палива.