Характеристика алкадiСФнiв
Информация - Химия
Другие материалы по предмету Химия
АЛКАДРЖРДНИ
1. Номенклатура. Класифiкацiя
Назви алкадiСФнiв утворюються як похiднi вiд назв вiдповiдних алканiв при замiщеннi суфiкса -н закiнченням -дiСФн, пiсля якого через дефiс зазначаються локанти, тобто номери атомiв карбону, з яких починаються подвiйнi звязки. При цьому головний ланцюг нумерують таким чином, щоб до нього входили обидва подвiйних звязки, а атоми карбону, сполученi подвiйними звязками, одержали найменшi номери.
Для деяких алкадiСФнiв користуються тривiальною номенклатурою, наприклад:
CH3
CH2=CH-CH=CH2 CH2=C-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH=CH2
БутадiСФн-1,3 2-МетилбутадiСФн ПентадiСФн-1,3
(дивiнiл) (iзопрен) (пiперилен)
Залежно вiд взаСФмного розмiщення подвiйних звязкiв алкадiСФни подiляються на три групи:
-iзольованi, в яких подвiйнi звязки в ланцюгу роздiленi одним чи декiлькома sp3-гiбридизованими атомами карбону:
>C=CH-(CH2)n-CH=C<, де n = 1,2,3тАж;
РЖзольованi алкадiСФни виявляють хiмiчнi властивостi, подiбнi до звичайних алкенiв з тiСФю лише рiзницею, що у реакцiю може вступати не один, а два подвiйних звязки незалежно один вiд одного;
-кумульованi алкадiСФни, в яких обидва подвiйнi звязки знаходяться поруч i належать одному атому карбону, наприклад:
СН2=С=СН2
ПропадiСФн (ален)
Цю групу алкадiСФнiв часто називають аленовими вуглеводнями за першим членом гомологiчного ряду; аленовi вуглеводнi СФ нестiйкими сполуками, вони швидко iзомеризуються в алкiни, тому не мають самостiйного значення;
-спряженi алкадiСФни, в яких подвiйнi звязки роздiленi лише одним -звязком С-С:
>C=CH-CH=C<.
Саме спряженi алкадiСФни мають найважливiше значення в органiчному синтезi.
2. Електронна будова спряжених алкадiСФнiв
Спряженi сполуки з почерговим розмiщенням подвiйних i одинарних звязкiв мiж атомами карбону в ланцюгу вiдрiзняються за хiмiчними властивостями вiд iнших ненасичених вуглеводнiв, що зумовлюСФться наявнiстю електронного ефекту спряження.
Спряження це виникненя СФдиноi ?-електронноi хмари внаслiдок перекривання негiбридизованих рZ-орбiталей атомiв карбону, якi одночасно утворюють подвiйнi та одинарнi звязки С-С.
Найпростiшим спряженим алкадiСФном СФ бутадiСФн-1,3, в якому всi чотири атоми карбону перебувають у sp2-гiбридизованому станi i складають -скелет молекули (рис.1). Причому осi sp2-гiбридизованих орбiталей знаходяться на однiй площинi, а негiбридизованi рz-орбiталi кожного атома карбону перпендикулярнi до площини -скелета i паралельнi одна вiдносно одноi. Це створюСФ умови iх взаСФмного перекривання не тiльки мiж атомами С1-С2 i С3-С4, але й частково мiж С2-С3. Завдяки такому боковому перекриванню чотирьох рz-орбiталей утворюСФться СФдина -електронна хмара так зване ,-спряження звязкiв, при якому -електрони вже не належать окремим звязкам, а делокалiзуються по спряженiй системi в цiлому.
Делокалiзацiя електронноi густини це ii розподiлення по всiй спряженiй системi, по всiх звязках i атомах.
Рисунок 1 Утворення спряженоi системи в молекулi бутадiСФну-1,3: жирним пунктиром показане перекривання негiбридизованих рz-орбiталей над i пiд площиною -скелета
Делокалiзацiя -електронiв супроводжуСФться видiленням енергii. Оскiльки спряженi системи мають менший запас енергii, вони виявляють бiльшу стiйкiсть порiвняно з iзольованими алкадiСФнами. Енергiя, що вивiльняСФться за рахунок спряження, називаСФться енергiСФю делокалiзацii, або енергiСФю спряження; для бутадiну-1,3 вона складаСФ 15кДж/моль.
У результатi утворення спряженоi системи довжини звязкiв частково вирiвнюються i стають меншими, нiж довжина одинарнонм):
Н Н
Н 0,137 нм С 0,146 нм С
С С 0,137 нм Н
Н Н
Схематично ефект спряження та вирiвнювання довжин звязкiв зображують стрiлками чи крапками:
СН2===СН---СН===СН2
СН2 СН СН СН2
3. РЖзомерiя алкадiСФнiв
АлкадiСФни здатнi виявляти структурну i просторову (геометричну) iзомерiю. Наприклад, для складу С7Н12 iзомери можуть вiдрiзнятися рiзним положенням як подвiйного звязку i бокових радикалiв, так i рiзним просторовим розташуванням вуглецевого ланцюга.
Приклади структурних iзомерiв:
СН2=СН-СН-СН=СНСН3 СН3-С=СН-СН=СН-СН3
СН3 СН3
3-МетигексадiСФн-1,4 2-МетилгексадiСФн-2,4
Просторовi iзомери гептадiСФну2,4
4. Фiзичнi властивостi
За звичайних умов тiльки iзомери С4Н6 перебувають у газовому станi, iзопрен рiдина, решта дiСФнових вуглеводнiв СФ рiдинами чи твердими речовинами залежно вiд довжини i розгалуженостi вуглецевого ск