Способы их получения алкенов.

1. крекинг алканов:

__________________________________________________________________

2. дегидрирование алканов:

__________________________________________________________________

3. В лабораторных условиях алкены получают по реакциям _____________________:

1) Дегидратация спиртов:

____________________________________________________________________________________________________________________________________2) Отщепление галогеноводородов проводят при действии спиртовых растворов щелочей на моноалкилгалогениды:

________________________________________________________________________________________________________________________________При отщеплении Н2O от спиртов, НВr и HCl от алкилгалогенидов атом водорода преимущественно отщепляется _______________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3) Дегалогенирование:

__________________________________________________________________

 

Химические свойства алкенов определяются наличием в их молекулах ______________. Электронная плотность p-связи достаточно подвижна и легко вступает в реакции с электрофильными частицами. Поэтому многие реакции алкенов протекают по механизму _____________________________, обозначаемому символом AE.

Правило Марковникова №2: ______________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

I. Рассмотрим конкретные примеры реакций присоединения.

1) Гидрогалогенирование.

__________________________________________________________________Продукты реакции определяются правилом Марковникова.

Следует, однако, подчеркнуть, что в присутствии какого-либо органического пероксида полярные молекулы НХ реагируют с алкенами не по правилу Марковникова:

____________________________________________________________________________________________________________________________________Это связано с тем, что присутствие перекиси обусловливает радикальный, а не ионный механизм реакции.

 

2) Гидратация. Присоединение воды также идет по правилу Марковникова:

__________________________________________________________________3) Галогенирование. Алкены обесцвечивают бромную воду:

__________________________________________________________________ Эта реакция является качественной на двойную связь.

4) Гидрирование.

____________________________________________________________________________________________________________________________________5) Полимеризация алкенов и их производных в присутствии кислот протекает по механизму АE:

__________________________________________________________________

где R = Н, СН3, Cl, С6Н5 и т.д. Молекула CH2=CHR называется ____________, полученное соединение — _____________, число n-________
____________________.

Полимеризация различных производных алкенов дает ценные промышленные продукты: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и другие.

II. Pеакции окисления.

При мягком окислении алкенов водным раствором перманганата калия образуются двухатомные спирты:

__________________________________________________________________

При жестком окислении алкенов кипящим раствором перманганата калия в кислой среде происходит полный разрыв двойной связи с образованием кетонов, карбоновых кислот или СО2, например:

__________________________________________________________________

III. Реакции горения.

_______________________________________________________________

_ 2. Общая характеристика диеновых угдеводородов. Номенклатура и изомерия. Строение. Получение и свойства.

Алкадиены —__________________________________________________
___________связи. Общая формула алкадиенов _______________.

Типы связей в алкадиенах

Изолированные связи - ____________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

Например:

____________________________________________________________________________________________________________________________________ Сопряженные связи - ____________________________________________

______________________________________________________________

Важнейшие представители сопряженных диенов:

____________________________________________________________________________________________________________________________________ Кумулированные связи- _________________________________. Например:

_________________________________________________________________________________________________________________________________

Рассмотрим только сопряженные диены, имеющие большое практическое значение.

В сопряженных диенах p-электронные облака двойных связей перекрываются ___________________________________________________
______________________________. В сопряженной системе p-электроны уже не принадлежат определенным связям, они ________________________
____________________, поэтому структуру диенов можно изобразить следующим образом (на примере бутадиена):

__________________________________________________________________

Пунктирные линии показывают область __________________ электронов и обозначают промежуточный порядок связи между С-С и С = С. Цепь сопряжения может включать большое число двойных связей. Чем она длиннее, тем больше ___________________ p-электронов и тем ____________ молекула.

Для алкадиенов характерны те же виды изомерии, что и для алкенов:

1) ________________________________________________________________

2) ________________________________________________________________

3) ________________________________________________________________

Номенклатура. Главную цепь в диенах выбирают так, чтобы она содержала ______________, и нумеруют с того конца, при котором__________________
____________________________. В названии соответствующего алкана окончание ________________________________.

Физические свойства. Бутадиен-1,3 — ______________________________
______________________. Изопрен —_________________________________.

Получение.

1. дегидрирование алканов.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________2. Бутадиен-1,3 можно также получать по реакции Лебедева путем одновременного дегидрирования и дегидратации этанола:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Химические свойства. Для алкадиенов характерны обычные реакции_____________________________________, свойственные алкенам. Особенность сопряженных диенов состоит в том, что__________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Так, присоединение брома к бутадиену может привести к двум продуктам:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Важнейшее свойство диенов — их способность к полимеризации, которая используется для получения _______________________. При полимеризации бутадиена-1,3, которая протекает как 1,4-присоединение, получают бутадиеновый каучук:

__________________________________________________________________ Применение. Основная область применения алкадиенов - ________________.

 

3. Общая характеристика алкинов. Номенклатура и изомерия. Строение. Получение и свойства.

Алкинами называются _____________________________________
____________________________________.

Первый представитель этого класса — ________________.

Ближайшие гомологи ацетилена:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Общая формула гомологического ряда алкинов ___________. Она совпадает с общей формулой алкадиенов, поэтому алкины и алкадиены являются ______________________________________________________________.

Строение. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии ______________________. Две s-связи, образованные гибридными орбиталями, располагаются________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________.

Структурная изомерия алкинов обусловлена изомерией ________________________ (например, 3-метилбутин-1 и пентин-1) и изомерией _______________________(бутин-1 и бутин-2). Пространственная изомерия для алкинов ______________________.

Номенклатура. В алкинах с неразветвленной углеродной цепью нумерацию начинают с того конца, ближе к которому находится __________________. В названии соответствующего алкана окончание __________________________.В разветвленных алкинах выбирают главную цепь так, чтобы она содержала _______________, даже если она при этом и не будет самой длинной. Перед названием главной цепи указывают _____________________, при котором находится заместитель, и название этого заместителя. Номер после названия главной цепи указывает положение тройной связи, например:

4-метилбутин-2

Физические свойства алкинов_________ на свойства алканов и алкенов. При обычных условиях (С2 – С4) — _________, (C5 – C16) — ______________, начиная с C17 — __________________. Температуры кипения алкинов _________, чем у соответствующих алкенов. Растворимость низших алкинов в воде несколько _________, чем алкенов и алканов, однако она все же очень мала. Алкины хорошо растворимы в неполярных органических растворителях.

Получение.

1. отщепление двух молекул галогеноводорода от дигалогеналканов:

____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Гомологи ацетилена можно также получать, действуя галогеналканами на соли ацетиленовых углеводородов:

__________________________________________________________________

3. Высокотемпературного крекинг метана:

__________________________________________________________________

В лабораторных условиях ацетилен получают гидролизом карбида кальция:

______________________________________________________________ Химические свойства алкинов

Обусловлены наличием в их молекулах _______________. Типичными реакциями для ацетилена и его гомологов являются реакции ___________________________. Отличие алкинов от алкенов заключается в том, что реакции присоединения могут протекать в ______________. На первой стадии идет присоединение к тройной связи с образованием двойной связи, а на второй стадии — присоединение к двойной связи. Реакции присоединения для алкинов протекают ______________, чем для алкенов.

1. Галогенирование.

Вr2 Вr2

СН ≡ СН → СНВr = СНВr → СНВr 2- СНВr2

Алкины, так же, как и алкены, __________________ бромную виду.

2. Гидрогалогенирование. Галогеноводороды присоединяются к тройной связи ______________, чем к двойной. Для активации галогеноводорода используют АlСl3 — сильную кислоту Льюиса.

____________________________________________________________________________________________________________________________________В случае избытка галогеноводорода происходит полное гидрогалогенирование:

____________________________________________________________________________________________________________________________________3. Гидратация. Присоединение воды к алкинам катализируется солями ртути (II) - ____________________

________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Кислотные свойства. Особенностью алкинов, имеющих концевую тройную связь, является их способность отщеплять протон под действием сильных оснований, т.е. проявлять слабые кислотные свойства. Поэтому алкины, в отличие от алкенов и алканов, способны образовывать соли, называемые ацетиленидами:

__________________________________________________________________

5. Полимеризация. При пропускании ацетилена над активированным углем при 600 °С происходит тримеризация ацетилена с образованием бензола:

__________________________________________________________________

В аналогичные реакции тримеризации могут вступать также и ближайшие гомологи ацетилена, например:

 

 

Лекция №4

«Бензол и его гомологи. Галогенпроизводные углеводородов»

1. Общая характеристика ароматических углеводородов. Применение.

2. Физические и химические свойства ароматических углеводородов. Способы получения.

3.Взаимное влияние атомов в бензольном кольце.

4. Галогенпроизводные углеводородов.

1. Общая характеристика ароматических углеводородов. Применение.

Ароматические углеводороды - важнейшее сырье для синтеза ценных веществ. Из простейшего представителя ароматических УВ бензола получают _____________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________ В физическом весе пластмасс около ____, в каучуках и резинах – _____, в синтетических волокнах – ________ приходится на ароматические углеводороды, родоначальником которых является бензол.

Бензол применяется как компонент ______________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Ароматическими называются соединения, _________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Международное название ароматических углеводородов - ____________

Простейшим представителем аренов является ____________. Формула, отражающая строение молекулы бензола, была впервые предложена немецким химиком ____________ (1865):

Атомы углерода в молекуле бензола образуют __________________________

__________________________________________________________________

хотя обычно его рисуют вытянутым. Окончательно строение молекулы бензола подтверждено _____________________________________________. В структурной формуле изображается ________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________. Но такое изображение не передает истинного строения молекулы. В действительности углерод-углеродные связи в бензоле ____________, и они обладают свойствами, не похожими на свойства ни одинарных, ни двойных связей. Эти особенности объясняются электронным строением молекулы бензола.

Строение бензола.

Каждый атом углерода в молекуле бензола находится в состоянии ____________________. Он связан с двумя соседними атомами углерода и атомом водорода ________________. В результате образуется плоский шестиугольник: ____________________________________________________

__________________________________________________________________. Электронное облако четвертого электрона (р-электрона), не участвующего в гибридизации, имеет форму гантели и _________________________________

__________________________________________________________________. Такие р-электронные облака соседних атомов углерода перекрываются над и под плоскостью кольца. В результате шесть р-электронов образуют ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Две области большой электронной плоскости расположены по обе стороны плоскости σ-связей. p-электронное облако обусловливает сокращение расстояния между атомами углерода. В молекуле бензола они одинаковы и равны 0,14 нм.

Молекула бензола _____________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Наиболее точно это отражает _________________________________ в виде правильного шестиугольника с окружностью внутри (I). (Окружность символизирует равноценность связей между атомами углерода.) Однако часто пользуются _________________________ с указанием двойных связей (II):

Гомологический ряд бензола имеет общую формулу __________ Гомологи можно рассматривать как __________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________. Например, С6Н5-СН3 - метилбензол или толуол,

С6Н4(СН3)2 - диметилбензол или ксилол,

С6Н5—С2Н5 – этилбензол.

Так как в бензоле все углеродные атомы равноценны, то у первого его гомолога - толуола - ____________________________. У второго гомолога - диметилбензола - _____________________, отличающиеся взаимным расположением метильных групп (заместителей). Это орто- (сокращенно о-), или 1,2-изомер, __________________________________________________________________. __________________________________________________________________, то это мета- (сокращенно м-) или 1,3-изомер, а если они разделены ______________________, то это пара- (сокращенно п-) или 1,4-изомер. В названиях заместители обозначаются буквами (о-, м-, п-) или цифрами.

 

СТИРОЛ

При замещении в молекуле бензола одного атома водорода на радикал винил образуется ______________________________________________. Стирол - __________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Сохраняет свойства непредельных углеводородов: ___________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Стирол очень легко ___________, образуя ____________. Особенно ценна его способность к совместной полимеризации с бутадиеном, в результате которой получают различные сорта бутадиенстирольных каучуков (жаро- и морозоустойчивые, прочные на износ, высокоэластичные, устойчивые к маслам). ____________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Физические и химические свойства ароматических углеводородов. Способы получения.

Физические свойства

Бензол - ______________________________________________________
__________________________________________________________________. В воде практически _______________. Горит сильно ____________________. Пары бензола с воздухом образуют взрывчатую смесь. Жидкий бензол и пары бензола _______________. При обычных условиях большинство ароматических углеводородов также представляют собой бесцветные жидкости, нерастворимые в воде, обладающие характерным запахом.

 

Химические свойства

По химическим свойствам бензол и другие ароматические углеводороды отличаются от предельных и непредельных углеводородов. Наиболее характерны для них _________________________________________________

__________________________________________________________________

Они протекают _________, чем у предельных углеводородов.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

В молекуле бензола можно заместить атом водорода на алкильный радикал действием галогенопроизводных углеводородов в присутствии хлорида алюминия:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Реакции присоединения к бензолу протекают__________________. Для их протекания необходимы особые условия: ________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

При ультрафиолетовом облучении бензол присоединяет хлор:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Бензол __________________ галогеноводороды и воду. Он очень ________________ к окислителям. В обычных условиях бензольное кольцо ____________________ и при действии многих других окислителей. Однако гомологи бензола подвергаются окислению ___________ предельных углеводородов. При этом окислению подвергаются лишь ____________________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Способы получения

Бензол и его гомологи в больших количествах получают ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1. дегидрирование циклоалканов.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Из ацетилена (способ Н.Д. Зелинского и Б.А. Казанского)

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Взаимное влияние атомов в бензольном кольце.

Важнейшим фактором, определяющим химические свойства молекулы, является __________________________________________________________

__________________________________________________________________

Характер распределения зависит _________________________________.

В молекуле бензола p-электронное облако распределено ______________ по всем атомам углерода ______________________. Если же в бензольное кольцо ввести какой-нибудь заместитель, это равномерное распределение ______________, и происходит ___________________________

____________________. Место вступления второго заместителя в бензольное кольцо определяется ________________________________________________.

Мезомерный эффект –___________________________________
__________________________________________________________________Бывает + М (____________________________________________________) и –М (____________________________________________________________).

Индукционный эффект - ___________________________________
__________________________________________________________________. Бывает + I (_____________________________________________________) и -I (______________________________________________________________).

Электродонорные заместители проявляют +М и +I-эффект и __________________________________ в сопряженной системе. К ним относятся ___________________________. Неподеленная пара электронов в этих группах вступает _______________________________________________

____________________. В результате электронная плотность сосредотачивается в _______________________.

Алкильные группы не могут участвовать в общем сопряжении, но они проявляют +I-эффект, под действием которого происходит аналогичное перераспределение p-электронной плотности.

Электроакцепторные заместители проявляют -М-эффект и ______________________________ в сопряженной системе. К ним относятся __________________________________________________________________ Эти заместители образуют с бензольным кольцом общую сопряженную систему, но общее электронное облако ___________________________. Таким образом, общая электронная плотность в кольце __________________________________________________________________

Заместители, обладающие +I-эффектом или +M-эффектом, способствуют __________________________________________
__________________________________________________________________ Заместители, обладающие -I-эффектом или - M-эффектом, направляют ____________________________________________________________________________________________________________________________________

Например, толуол, содержащий заместитель первого рода, нитруется и бромируется в пара- и ортоположения:

Нитробензол, содержащий заместитель второго рода, нитруется и бромируется в мета-положение:

Помимо ориентирующего действия, заместители оказывают влияние и на реакционную способность бензольного кольца: заместители 1-го рода (кроме галогенов) _______________________________________ заместители 2-го рода __________________________.

4. Галогенпроизводные углеводородов.

Галогеналканы

К гомологическому ряду галогеналканов принадлежат соединения группы C-Х,__________________. Ниже перечислены некоторые члены этого ряда:

Галогеналканы используются:

1) ________________________________________________________________

2) ________________________________________________________________