ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Непредельные углеводороды ряда этилена (олефины, алкены) из "Курс органической химии" На рис. 14 представлена модель молекулы этилена. [c.63] Оба углерода и все водородные атомы в этилене равноценны. Поэтому этилену соответствует один одновалентный радикал СН2=СН—, называемый винилом. [c.63] Точно так же в результате замещения на метил водородных атомов пропилена можно получить следующий непредельный углеводород состава С4Н8. [c.64] Изомерия этиленовых углеводородов. Как и в предельном ряду, у непредельных углеводородов, начиная с гомологов, содержащих четыре углеродных атома, проявляется изомерия. Однако этиленовые углеводороды имеют больше изомеров, чем предельные с тем же числом углеродных атомов. Так, мы видели (стр. 41—42), что существует только два изомерных предельных углеводорода состава С4Ню- Непредельных же углеводородов состава С4Н8 существует три. Строение их может быть выведено исходя из пропилена путем последовательной замены в его молекуле атомов водорода прп различных углеродных атомах на метил (аналогично тому, как мы поступали, выводя изомерные бутаны из пропана, см. стр. 41). Но и в этом случае изомеры удобнее выводить по способу, описанному на стр. 44 и сл. [c.64] Очевидно, что при большем числе углеродных атомов непредельные углеводороды изостроения также могут иметь различное положение двойной связи. [c.65] Таким образом, усложнение изомерии непредельных углеводородов обусловлено тем, что, наряду с изомерией углеродной цепи, для них еще характерна изомерия положения двойной связи. Для высших гомологов этиленовых углеводородов различие в числе изомеров по сравнению с предельными углеводородами с тем же числом углеродных атомов еще больше. [c.65] Геометрическая изомерия. В ряду этиленовых углеводородов встречается еще один вид изомерии, который связан с различием в пространственном строении некоторых молекул, имеющих двойную связь. [c.65] Мы уже ознакомились с пространственными моделями предельЕ1ых углеводородов, в которых все углеродные атомы соединены простыми связями. Модели этана (рис. 11), пропана (рис. 12) и бутанов (рис. 13) показывают, что простые связи не препятствуют вращению соединенных ими углеродных атомов вокруг линий связи вместе с каждым из этих углеродных атомов могут поворачиваться в пространстве и другие связанные с ним атомы и группы. [c.65] Изображенные на рис. 8 модели показывают, что двойная связь препятствует вращению соединенных ею атомов вокруг линии связи. Поэтому строение молекул й и б в пространстве зафиксировано расстояние между метильными группами в каждой из них различно, и, следовательно, размеры этих молекул неодинаковы. Такое различие в пространственном строении приводит к различию в свойствах (см. данные, приведенные под формулами), т. е. соединения а и б являются изо-мерами. Изомерия, которая основана на различном пространственном расположении атомов или групп при атомах, соединенных двойной связью, называется геометрической изомерией, а соответствующие изомеры — геометрическими изомерами. Те из них, в которых группы расположены по одну сторону плоскости двойной связи, называются цис-изомерами, а те, в которых группы направлены в разные стороны,— тракс-изомерами. Геометрическую изомерию называют также Чис-транс-изомерией. [c.66] Однако нетрудно убедиться, что обе написанные формулы идентичны и изображают одну и ту же пространственную конфигурацию молекулы. Для этого лишь необходимо мысленно повернуть одну из формул вокруг линии двойной связи. [c.66] Номенклатура этиленовых углеводородов. Названия отдельных гомологов этиленовых углеводородов производят от названий предельных углеводородов с тем же числом углеродных атомов путем замены родового окончания -ан на окончание -плен. Например, этан—этилен, пропан — пропилен, изобутан — изобутилен и т, д. Только углеводороды С Ню, как исключение, называют амиленами. Чтобы различить изомеры, пользуются принципами рациональной, а в последнее время — преимущественно женевской номенклатуры. [c.66] Физические свойства. Углеводороды ряда этилена — бесцветные тела. Температуры кипения и температуры плавления гомологов этилена нормального строения возрастают по мере увеличения в их составе числа углеродных атомов. Первые три члена ряда — газы, начиная с амиленов и кончая углеводородами СюНз2 — жидкости, высшие этиленовые углеводороды — твердые тела. В табл. 7 приведены физические свойства гомологов этилена с нормальной цепью и с двойной связью при первом углеродном атоме. Изомерия положения двойной связи и изомерия цепи также 01ражаются на свойствах этиленовых углеводородов. [c.68] Химические свойства. В отличие от предельных углеводородов для углеводородов ряда этилена характерны разнообразные реакции присоединения по месту двойной связи при этом они значительно легче вступают во взаимодействие с различными реагентами. [c.68] Все специфические особенности этиленовых углеводородов определяются характером двойной связи. Казалось бы, что двойная связь должна быть прочнее простой на самом же деле она легко разрывается и превращается в простую (чем и обусловлены реакции присоединения) при определенных условиях молекулы непредельных соединений распадаются с разрывом углеродной цепи именно по месту двойной связи. В то же время двойная связь реально существует она препятствует, например, вращению соединенных ею углеродных атомов вокруг оси связи (этим обусловлена геометрическая изомерия этиленовых углеводородов стр. 65). [c.68] Легко присоединяется иодистый водород, труднее бромистый и наиболее трудно — хлористый водород. [c.70] При составлении реакций окисления органических соединений обычно не пишут общего баланса реакции и для простоты над стрелкой обозначают кислород (О), отдаваемый окислителем, а под стрелкой — применяемый окислитель (в данном случае КМпО ). [c.72] При энергичном действии окислителей молекулы этиленовых углеводородов распадаются с разрывом углеродной цепи в том месте, где была двойная связь. [c.73] Как видно из приведенных схей реакций, при окислительном распаде этиленовых углеводородов образуются осколки , в которых атомы углерода, соединенные в этиленовом углеводороде двойной связью, превращаются в кислородсодержащие функциональные группы. В зависимости от строения исходного оле-фина получаются кислоты (стр. 152) или кетоны (стр. 134), по составу и строению которых можно судить о строении исходного олефина и, в частности, о положении в нем двойной связи. [c.73] Большой практический интерес представляет прямое каталитическое окисление этилена кислородом воздуха, в результате которого образуется окись этилена — ценное исходное вещество во многих синтезах (стр. 130). [c.73] Полимеризация этиленовых углеводородов. Реакцией полимеризации называют процесс, при котором происходит взаимное соединение молекул вещества — мономера — с образованием более сложных веществ — полимеров. Полимеры имеют ту же эмпирическую формулу, что и мономер, но молекулярная масса их-в несколько, а очень часто в десятки, сотни и тысячи раз больше, чем молекулярная масса мономера. Полимеры при определенных условиях могут распадаться, образуя молекулы мономера этот процесс называется реакцией деполимеризации. [c.73] Вернуться к основной статье