Что представляют собой качественные реакции на алкены? Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо сначала понять, в чем особенность представителей данного класса.
Характеристика класса
Для начала проанализируем строение алкенов. Непредельными углеводородами называют соединения, имеющие общую формулу CnH2n. Строение алкенов линейное, но в их структуре помимо одинарной (простой) связи, присутствует и сложная (двойная связь).
Номенклатура
Прежде чем характеризовать качественные реакции на алкены, остановимся на вопросе, касающемся их названия. Последовательность действий имеет сходство с классом алканов, но есть и некоторые отличительные параметры, на которых следует остановиться отдельно. Для начала необходимо в предложенной структуре найти самую длинную углеродную цепь, которая включает двойную связь.
Далее атомы С нумеруются с той стороны, с которой располагается двойная связь ближе к началу цепи. Если в молекуле присутствуют углеводородные радикалы (иные варианты заместителей), в таком случае обязательно указывают цифрами их положение. При наличии нескольких одинаковых радикалов используют уточняющие приставки. Далее называют саму главную цепь, применяя суффикс –ен. Обязательным условием (кроме этилена и пропена) является указание цифрой положения кратной связи.
Варианты изомерии
Качественные реакции на алкены связаны с расположением в молекулах двойной связи. Подобная зависимость предполагает более детальное изучение вопроса, касающегося изомерии непредельных углеводородов. Как и у других представителей углеводородов, в молекулах алкенов есть структурная изомерия. Например, для вещества состава С4Н8 можно изобразить бутены и 2-метилпропен.
Кроме того, у представителей данного класса непредельных углеводородов есть и изомерия положения двойной связи. Именно от ее расположения зависят некоторые химические свойства данного класса.
Среди отличительных видов изомерии, которыми не обладают другие представители СхНу, отметим геометрические (пространственные структуры). В зависимости от вращения по двойной связи фрагментов молекулы алкена, можно получить цис- и транс- изомеры. Межклассовая изомерия связывает алкены с циклоалканами. Такое многообразие структур, присущее представителям гомологического ряда этилена, предопределяет их основные химические свойства.
Химические свойства
Качественные реакции на алкены - это их взаимодействие с водными растворами галогенов. К ним относят бром, йод, хлор. В результате подобной химической реакции происходит расщепление двойной связи, присоединение атомов галогенов. В качестве признака данного взаимодействия рассматривается обесцвечивание йодной (бромной) воды. Качественные реакции на двойную связь алкенов - это их взаимодействие с водным раствором перманганата калия в подкисленной среде.
В качестве продуктов данной реакции выступают сульфаты, а также органический продукт. Именно реакция с окислителем и раствором галогенов - это качественные реакции на алкены. Гидрирование к таковым не относится, его результатом будет получение соответствующего предельного углеводорода (алкана). В качестве обязательных условий их протекания выступает повышенная температура, а также применение катализатора.
Активность алкенов гораздо больше, чем у парафинов. Причина заключается в наличии между атомами углерода при двойной связи не слишком прочных связей.
При горении любого углеводорода состава CnH2n в кислороде воздуха наблюдается выделение паров воды, углекислого газа, а также образование достаточного количества теплоты. Качественные реакции на алкены можно использовать для выделения данных соединений среди других веществ.
Реакция гидратации (присоединения воды) происходит для несимметричных алкенов по правилу Марковникова. Согласно ему происходит присоединение атома водорода к тому углероду, при котором содержится большее число водорода. Гидроксид-ион при этом будет прикрепляться к углероду при двойной связи, при котором меньше Н.
По аналогичному механизму и правилу алкены вступают в химическую реакцию с молекулами галогеноводородов.
Интерес представляет и реакция полимеризация, в результате которой образуются высокомолекулярные соединения. Так, при выборе в качестве исходного мономера этилена при каталитической полимеризации образуется полиэтилен, являющийся ценным сырьем для химической промышленности.
Физические свойства
Первые представители гомологического ряда этилена являются газообразными веществами, практически не имеющими запаха. Они плохо растворимы в воде, растворяются в органических соединениях. Существует прямая зависимость между увеличением относительной молекулярной массы и температурами кипения (плавления), перехода от газообразного состояния к жидкому, твердому агрегатному состоянию.
Заключение
Где используются представители непредельных углеводородов ряда этилена? Этилен является ценным сырьем для химического производства. Из него можно получить стирол, винилхлорид, этанол, уксусный альдегид, кислоту, а также дихлорэтан. При полимеризации алкенов образуется поливинилацетат, смазочные масла, каучуки. В среднем мировое производство полиэтилена составляет 100 миллионов тонн в год. В промышленных объемах пропилен нужен для синтеза полимера. Кроме того, пропен является исходным сырьем для изготовления оксида, изопропанола, кумола, масляного альдегида, глицерина.
Бутины в основном необходимы для создания полиизобутилена, метилэтилкетона, бутилкаучука, изопрена. Изобутилен является отличным химическим сырьем при изготовлении третичного бутанола, бутилкаучука, а также изопрена. Именно изобутилен необходим для алкилирования фенолов при изготовлении поверхностно-активных веществ. Сополимеры с бутенами используют в качестве герметика и присадок к маслам. Высшие непредельные углеводороды ряда этилена используют не только при производстве полимерных материалов, но и в производстве высших органических спиртов.
