Алкиндер тақырыбы бойынша сабақ конспектісі

Алкиндер, гомологтық қатары, құрылысы

Қанықпаған көмірсутектердің тағы бір түрімен танысайық. Олар құрамында үш еселі байланысы бар көмірсутектер — алкиндер.

Алкиндер

Алкиндер — құрамында, бір үш еселі байланысы бар жалпы формуласы С_nН_2n-2 болатын қанықпаған көмірсутектер.

Жалпы формуласы арқылы алкиндердің сәйкес алкендерден де қанықпағандығы басым екенін байқауға болады. Бұған көз жеткізу үшін көміртек сандары бірдей көмірсутектердегі сутектерді салыстырайық:

С₂Н₆ этан, С₂Н₄ этен, С₂Н₂ этин.

Алкиндердің жалпы формуласы алкадиен көмірсутектерімен бірдей: С_nН_2n-2. Бірақ молекула құрамындағы байланыстары өзгеше. Анықтамаларына қарап, алкадиендер мен алкиндерді салыстырып, қандай айырмашылықтары бар екендігін өздерің табыңдар.

Құрамында үш байланысы бар ең қарапайым көмірсутек — этин (ацетилен) С₂Н₂. Бірінші мүшесі ацетиленнен С₂Н₂ басталатындықтан, алкиндер ацетилен көмірсутектері деп те аталады. Алкиндердің жалпы формуласы С_nН_2n-2 бойынша ацетиленнен кейінгі көмірсутектердің молекулалық формулаларын өздерің жазуларыңа болады.

Алкиндердің құрылысы

Ацетилен молекуласындағы әр көміртек атомы бір сутек атомымен байланысады және өзара үш еселі байланыс арқылы жалғасады.

Алкиндерде үш байланыс жанындағы көміртек атомы sp- гибридтенген күйде болады. Көміртектің екі гибридтенген орбитальдарының біреуі сутек атомының s-орбиталімен, келесісі екінші көміртек атомының sp-гибридтенген орбиталімен σ-байланыстар түзуге жұмсалады да, ацетилен молекуласындағы атомдардың бәрі 180°бұрыш жасап, бір түзудің бойында орналасады. Гибридтенуге қатыспаған екі р-орбитальдары өзара перпендикуляр жазықтықтарда орналасып, екінші көміртек атомының осындай орбитальдарымен арасында екі π-байланые түзіледі. Яғни, ацетилен молекуласындағы екі кеміртек атомының арасындағы үш байланыстың біреуі σ-,екеуі π-байланыстан тұрады. Үш байланыстың (С = С) ұзындығы 0,120 нм (қос байланыстан да қысқарақ екеніне көңіл аударыңдар), байланыс энергиясы 830 кДж/моль.

Алкиндердің атаулары мен изомерлері

Алкиндердің аталуы алкендердің аталуына ұксас. Халықаралық номенклатура бойынша алкиндерді атағанда, алкандардың -ан жұрнағын -ин жұрнағына алмастырады. Үш байланыс негізгі тізбекке кіруі керек. Көміртектерді еселі байланыс жакын орналасқан шеттен бастап нөмірлейді. Молекулада қос және үш байланыстар болса, немірлегенде қос байланыс шешуші рөл атқарады.

Алкиндерге де алкендер тәрізді көміртек қаңқасына, еселі байланыс орнына сәйкес изомерлер тән. Сонымен қатар алкиндердің де көмірсутектердің басқа кластарынан изомері болады. Алкиндер мен жалпы формулалары бірдей (С_nН_2n-2) алкадиендер арасында класаралық изомерлер бар.

Алкиндердің алынуы Өнеркәсіпте ацетиленді көп кездесетін химиялық шикізат — табиғи газдан алады. Метанды пиролиздесе (жоғары температурада қыздырса), ол көміртек пен сутекке айырылатынын білесіңдер. Реакцияны жүргізу жағдайына байланысты метанды айырғанда, ацетилен аралық өнім ретінде түзіледі:

2СН₄ → С₂Н₂ + ЗН₂

Егер түзілген ацетиленді реакция жүретін ортадан тез алып кетіп салқындатпаса, ол әрі қарай көміртек пен сутекке айырылып кетеді.

2. Алкиндерді сәйкес алкандарды дегидрлеп алуға болады. Мысалы, этанды 1200°С-қа дейін қыздырғанда, ацетилен мен сутекке айырылады:

С₂Н₆ → С₂Н₂ + 2Н₂

3. Лабораторияда және күнделікті тұрмыста ацетиленді кальций карбидін сумен әрекеттестіріп алады. Ал кальций карбидін электрпеште сөндірілмеген әк пен коксті жоғары температурада (2000°С) әрекеттестіру арқылы алады:

СаО + ЗС → СаС₂ + CO

СаС₂ + 2Н₂О → Са(ОН)₂ + С₂Н₂