Алкадиены - это типичные представители непредельных углеводородов

Алканы, алкены, алкины, алкадиены, формулы которых отличаются количеством атомов водорода, относятся к углеводородам. Рассмотрим отличительные особенности каждого класса, тип гибридизации, характерные свойства.

Парафины

Предельные углеводороды имеют общую формулу С_пН_2п+2. В них все связи между атомами водорода и углерода одинарные. Если в реакции отрывается один водород, алкан превращается в активную частицу – радикал. Первые представители данного ряда являются газообразными веществами, которые малорастворимы в воде.

С увеличением числа углеродов в главной цепи снижается растворимость, а углеводороды переходят в твердое агрегатное состояние при нормальных условиях.

Среди основных химических свойств, присущих представителям данного класса, выделим замещение. В связи с тем, что все связи насыщенные, присоединение для алканов нехарактерно. Как и все иные органические вещества, алканы вступают в реакцию с кислородом (горение), в результате которой выделяется энергия. Данный процесс является эндотермическим, применяется в производстве для обогрева жилых и производственных помещений.

Циклоалканы

Особенность данного класса заключается в наличии замкнутого строения молекул. Общая формула таких углеводородов имеет вид С_пН_2п. Учитывая особенности структуры данного класса, для них характерны реакции замещения в боковой цепи, а также присоединение водорода, которое сопровождается разрушением цикла.

Алкены

У гомологического ряда этилена общая формула имеет вид С_пН_2п+2. Среди отличительных особенностей углеводородов (нафтенов) выделим наличие двойной связи между атомами углерода. Образуется пи-связь за счет перекрывания двух негибридных р-орбиталей у соседних атомов углерода.

Ее присутствие определяет не только тип гибридизации углерода в алкенах, но и характерные химические свойства всех представителей данного класса органических соединений. Качественной реакцией на непредельную (двойную) связь будет обесцвечивание бромной воды.

В результате взаимодействия происходит расщепление двойной связи, присоединение к алкену молекулы галогена. Кроме того, к специфическим реакциям, характерным для данного гомологического ряда, также относится и обесцвечивание перманганата калия.

Среди свойств этилена и его гомологов необходимо выделить и другие виды реакций присоединения. При гидрировании (взаимодействии с водородом), происходит образование соответствующего алкана. Гидратация (с водой) и гидрогалогенирование (с молекулой галогеноводорода) протекают у непредельных алкенов по правилу Марковникова.

Суть его заключается в том, что при присоединении к несимметричнмоу алкену (положение связи 1) молекул воды или галогеноводорода происходит расщепление двойной связи. Водород присоединяется при взаимодействии к более гидрированному (насыщенному водородом) атому углерода, а гидроксогруппа или галоген прикрепляется к менее гидрированному Н.

Помимо присоединения, для этилена и его гомологов характерны реакции полимеризации. Из небольшого исходного мономера образуется крупная молекула полимера, состоящего из одинаковых структурных звеньев. Полимеризация широко используется в химической промышленности для создания современных пластмасс.

Алкадиены

Для начала отметим, что алкадиены - это ненасыщенные углеводороды, имеющие общую формулу С_пН_2н+2. Существует определенное сходство представителей данного гомологического ряда с алкенами. Так как алкадиены - это непредельные углеводороды, для них также характерны реакции присоединения.

Разница заключается в том, что в диенах находится две ненасыщенные двойные связи, поэтому для полного присоединения потребуется избыток бромной воды, водорода, воды, галогеноводорода.

Представители ряда пропадиена вступают и в реакции полимеризации. Продукты, получаемые в ходе этой реакции, применяют для производства синтетических каучуков, изготовления резины. Так как алкадиены - это непредельные вещества, качественной реакцией для их определения будет обесцвечивание перманганата калия и бромной воды. Алкадиены, гомологический ряд которых начинается с пропадиена, являются жидкостями либо твердыми веществами.

Среди сфер применения представителей данного класса выделим производство полимерных материалов.

Алкины

У гомологического ряда ацетилена общая формула имеет вид С_пН_2п-2. Если алкадиены - это вещества, в составе которых есть две двойных связи, то для алкинов характерна одна тройная связь. Качественной реакцией на тройную связь для несимметричных алкинов называют взаимодействие представителей данного класса с комплексным соединением – гидроксидом диамин серебра (1). В результате взаимодействия образуется соль – ацетиленид серебра.

Представители этого гомологического ряда являются межклассовыми изомерами для алкадиенов. Аналогично алкенам, алкадиенам, все алкины вступают в реакции присоединения с галогенами, водородом, галогеноводородом, водой. При присоединении к молекуле ацетилена недостаточного количества водорода образуется этилен. В случае взаимодействия с избытком водорода из ацетилена образуется этан (предельный углеводород).

Заключение

Алкины, алкены, алкадиены, алкадиены, химические свойства которых были рассмотрены выше, наглядно демонстрируют основные сходства и отличия между разными классами веществ. Все углеводороды в своем составе имеют атомы углерода и водорода, поэтому являются отличным видом топлива.