Alkenler değerli "geçiş" maddeleridir. Onların yardımıyla alkanlar, alkinler, halojen türevleri, alkoller, polimerler ve diğerleri elde edebilirsiniz. Doymamış hidrokarbonların ana sorunu, doğada neredeyse tamamen yok olmalarıdır; çoğunlukla, bu özel serinin maddeleri laboratuvarda kimyasal sentezle çıkarılır. Alken elde etme reaksiyonlarının özelliklerini anlamak için yapılarını anlamanız gerekir.
Alkenler nedir?
Alkenler, karbon ve hidrojen atomlarından oluşan organik maddelerdir. Bu serinin bir özelliği çift kovalent bağlardır: sigma ve pi. Maddelerin kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirlerler. Erime noktaları, karşılık gelen alkanlardan daha düşüktür. Ayrıca, alkenler, bu "temel" hidrokarbon serisinden, pi bağının kırılmasıyla meydana gelen bir ekleme reaksiyonunun mevcudiyeti ile farklılık gösterir. Dört tür izomerizm ile karakterize edilirler:
- çift bağın konumuna göre;
- karbon iskeletindeki değişiklikler için;
- interclass (sikloalkanlarla);
- geometrik (cis- ve trans-).
Bunun başka bir adıbir dizi madde - olefinler. Bunun nedeni, bileşimlerinde çift bağ bulunan polihidrik karboksilik asitlerle benzerlikleridir. Alkenlerin isimlendirilmesi, karbon zincirindeki ilk atomun, konumu maddenin adında da belirtilen çoklu bir bağın yerleştirilmesiyle belirlenmesi bakımından farklılık gösterir.
Çatlama, alkenleri çıkarmanın ana yoludur
Çatlama, yüksek sıcaklıklarda bir tür yağ rafine etme işlemidir. Bu işlemin temel amacı, daha düşük moleküler ağırlığa sahip maddelerin ekstraksiyonudur. Alken üretmek için çatlama, petrol ürünlerinin bir parçası olan alkanların parçalanması sırasında meydana gelir. Bu, 400 ila 700 °C arasındaki sıcaklıklarda meydana gelir. Alken elde etmek için bu reaksiyon sırasında, uygulanmasının amacı olan maddeye ek olarak bir alkan oluşur. Reaksiyon öncesi ve sonrası toplam karbon atomu sayısı aynıdır.
Alken elde etmek için diğer endüstriyel yöntemler
Dehidrojenasyon reaksiyonundan bahsetmeden alkenler hakkında konuşmaya devam edemezsiniz. Uygulanması için, iki hidrojen atomunun ortadan kaldırılmasından sonra bir çift bağın oluşabileceği bir alkan alınır. Yani metan bu reaksiyona girmeyecektir. Bu nedenle, bir dizi alken etilenden başlar. Reaksiyon için özel koşullar, yüksek sıcaklık ve bir katalizördür. Nikel veya krom (III) oksit, ikincisi olarak işlev görebilir. Reaksiyonun sonucu, uygun sayıda karbon atomuna sahip bir alken ve renksiz bir gaz (hidrojen) olacaktır.
Bu serideki maddeleri elde etmenin bir başka endüstriyel yöntemi de alkinlerin hidrojenasyonudur. Alkenlerin elde edilmesi için bu reaksiyon, yüksek sıcaklıklarda ve bir katalizörün (nikel veya platin) katılımıyla gerçekleşir. Hidrojenasyon mekanizması, sağlanan alkinin iki pi bağından birinin kırılmasına dayanır, ardından yıkım bölgelerine hidrojen atomları eklenir.
Alkol kullanarak laboratuvar yöntemi
En basit ve en ucuz yollardan biri molekül içi dehidrasyon, yani suyun ortadan kaldırılmasıdır. Reaksiyon denklemini yazarken, bunun Zaitsev kuralına göre gerçekleştirileceğini hatırlamakta fayda var: hidrojen, en az hidrojenlenmiş karbon atomundan ayrılacaktır. Sıcaklık 150°C'nin üzerinde olmalıdır. Bir katalizör olarak, örneğin sülfürik asit gibi higroskopik özelliklere sahip (nemi çekebilen) maddeler kullanmanız gerekir. Hidroksil grubu ve hidrojenin ayrıldığı yerde bir çift bağ oluşacaktır. Reaksiyonun sonucu, karşılık gelen alken ve bir su molekülü olacaktır.
Laboratuvar tabanlı halo türevleri
İki laboratuvar yöntemi daha var. Birincisi, bileşimlerinde bir halojen atomu bulunan alkan türevleri üzerinde bir alkali çözeltinin etkisidir. Bu yönteme dehidrohalojenasyon denir, yani yedinci grubun metalik olmayan elementleri (flor, brom, klor, iyot) ile hidrojen bileşiklerinin ortadan kaldırılması. Reaksiyon mekanizmasının uygulanması, önceki durumda olduğu gibi, kurala göre ilerler. Zaitsev. Katalitik koşullar, alkollü bir çözelti ve yüksek bir sıcaklıktır. Reaksiyondan sonra bir alken, bir alkali metal elementin tuzu ve bir halojen, su oluşur.
İkinci yöntem öncekine çok benzer. Bileşiminde iki halojen bulunan bir alkan kullanılarak gerçekleştirilir. Böyle bir madde, bir alkol çözeltisinin ve yüksek sıcaklığın mevcudiyetinde aktif bir metalden (çinko veya magnezyum) etkilenir. Reaksiyon ancak hidrojenin iki komşu karbon atomunda bir halojen ile yer değiştirmesi durumunda gerçekleşir, koşul sağlanmazsa çift bağ oluşmaz.
Neden çinko ve magnezyum almalısınız? Reaksiyon sırasında metal, iki elektron bağışlayabilen oksitlenir ve iki halojen elimine edilir. Alkali elementler alırsanız, alkol çözeltisinin bir parçası olan su ile reaksiyona girerler. Beketov serisinde magnezyum ve çinkodan sonra gelen metaller ise çok zayıf olacak.
