ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Непредельные этиленовые углеводороды (алкены) из "Органическая химия Издание 2" Номенклатура В соответствии с юпаковской номенклатурой название углеводородов, содержащих двойную связь, оканчивается на -ей. Таким образом, непредельные углеводороды в отличие от предельных — алканов — получили название алкенов. За ними сохранилось также историческое название — олефины (от лат. oleum — растительное, масло). [c.47] Простейший алкен — углеводород этилен состава С2Н4, содержащий две метиленовые группы СН , связанные двойной связью СНа == СН,. Поэтому непредельные углеводороды с одной двойной связью называются также этиленовыми углеводородами, состав алкенов выражается общей формулой С Н.г . [c.47] Исторические названия алкенов образуются заменой в названии соответствующего предельного углеводорода суффикса -ан суффиксом -илен этан — этилен, пропан — пропилен, бутан — бутилен, пентан — пентилен, или а.милен (стр. 49). [c.47] Чтобы дать рациональные названия отдельным изомерам, их рассматривают как производные этилена, образовавшиеся замещением атомов водорода различными углеводородными радикалами. [c.47] Способы получения. Исходя из классических структурных соображений, нетрудно представить, что двойная связь может образовываться в результате отщепления от каждого из двух соседних атомов углерода каких-либо атомов или групп. [c.48] При увеличении длины цепи понижается температура расщепления, образуются преимущественно смеси низших предельных и непредельных углеводородов. [c.48] Описанные продукты образуются с различными выходами в результате термического и каталитического крекинга. При высокотемпературном крекинге (без катализаторов) углеводороды расщепляются с образованием свободных радикалов — промежуточных продуктов гомолитических (радикальных) реакций, превращающихся далее в непредельные углеводороды. [c.50] Далее наступает центральная стадия реакции — изомеризация углеродной цени карбокатиона (а), заключающаяся в перемещении метильного аниона и образовании карбокатиона изостроения (б). Миграция метильной группы может быть объяснена образованием свернутой конфигурации углеродной цепи, в которой метильная группа сближена с катионоидным атомом углерода. Далее карбокатион изостроения (б) с положительным зарядом первичного атома углерода изомеризуется в третичный карбокатион изостроения (в). [c.51] Направление процесса оправдано термодинамически свободная энергия катиона нормального строения (а) больше, чем у катиона изостроения (в), который, следовательно, стабильнее первого. Последний этап сводится к стабилизации одноплоскостного карбокатиона в тетраэдрический углеводород изостроения с одновременным образованием карбокатиона нормального строения, который продолжает реакцию. Реакция может оборваться в результате превращения карбокатиона в алкен. [c.51] Важной проблемой является разделение смесей продуктов крекинга. По одному из способов используют различие их температур кипения. Смесь алкенов сжижается под давлением при охлаждении. Затем при понижении давления из жидкой смеси фракционно испаряются индивидуальные углеводороды по возрастанию температур кипения. Этим способом получают алкены высокой степени чистоты. [c.52] Серная кислота играет каталитическую роль, однако дегидратирующее действие ее уменьшается по мере разбавления водой, выделяющейся при реакции. [c.53] Дегидратация спиртов — удобный лабораторный способ получения этиленовых углеводородов. [c.53] Алкены кипят примерно при той же температуре, что и алканы. У изомерных алкенов температура кипения тем ниже, чем больше разветвлений в углеродной цепи. Плотность алкенов выше, чем у соответствующих алканов. Молекулярная теплота образования этиленовых углеводородов примерно на 168 кдж моль меньше, чем у соответствующих предельных углеводородов. Физические свойства алкенов приведены в таблице 8. [c.54] Поведение алкенов истолковывалось таким образом,что валентности атомов углерода не полностью расходуются на образование двойной связи у каждого атома углерода сохраняются остаточные валентности, к которым и присоединяются реагенты. Эти представления, не объясняющие физической природы двойной связи, получили название теории парциальных или остаточных валентностей (от лат. pars — часть) и были развиты немецким исследователем И. Тиле (1902 г.), а значительно раньше, в 1897 г., в более общей форме М. А. Ильинским. [c.55] Структурная модель молекулы этилена. [c.55] Квантовомеханические представления создали фундаментальные предпосылки для установления природы двойной связи. [c.55] В этилене из четырех валентных электронов атома углерода гиб-ридизован один з-электрон и два р-электрона, поэтому углерод при двойной связи находится в состоянии 5р -гибридизации. Оси трех эквивалентных гибридных орбиталей расположены в одной плоскости под углом 120°. В соответствии с принципом максимального перекрывания все атомы в этилене располагаются в одной плоскости и валентный угол должен также составлять 120°, что согласуется с экспериментальными данными. Таким образом, каждый этиленовый атом углерода образует Зз-связи за счет гибридных зр -орбнталей (рис. 30). [c.55] По своей природе связь, образованная взаимодействием двух электронов, остающихся у каждого из атомов углерода, не может быть тождественна а-свя-зн, так как в этом случае у угле родных атомов оказались бы два электрона с четырьмя одинаковыми квантовыми числами, что привело бы к нарушению принципа Паули. [c.56] Вернуться к основной статье