ucsasbrezniakovou

Alkény

• uhľovodíky, s jednou dvojitou kovalentnou väzbou ( 1σ, 1 π)- pevnejšia a kratšia
• olefíny- fr.(gas olefiant- olejotvorný)
• Nenasýtené uhľovodíky
• sp² hybridizácia, uhol 120°

Názvoslovie

• Názov: grécka číselná prepona podľa počtu atómov uhlíka + číslo atómu uhlíka na ktorom je dvojitá väzba +  prípona –én

CH₂=CH-CH₂

                                                 prop-1- én( propén)

• Vzorec

všeobecný molekulový C_nH_2n                  napr. etén  n=2     C₂H_2.2                           C₂H₄

Príprava alkénov

1. Dehydrohalogenácia
60. →CH₃-CH=CH-CH₃  + HX ( alkohol/KOH)- zajcevovo pravidlo- vodík sa odštepuje s C, s menším počtom atómov vodíka
2. Z dihalogénuhľovodíkov
60. → CH₃-CH=CH-CH₃ + X₂ ( kat.Zn)
3. Dehydratáciou alkoholov
60. → CH₃-CH=CH-CH₃ + H₂O ( kat. H₂SO₄) - zajcev
4. Dehydrogenáciou alkánov
60. → CH₃-CH=CH-CH₃ +H₂ ( kat. Pt)

Vlastnosti

1. Fyzikálne

• Podobné ako alkány
• TT a TV nižšie ako zodpovedajúce alkány, väčšie hustoty
• Dvojitá väzba neumožňuje rotáciu ( prekrytie je nad a pod spojnicou jadier), je kratšia, no pevnejšia
• Tvoria geometrické izoméry ( cis (Z) a trans (E))

• Rozdielne vlastnosti
• Trans- vyššie TT, nižšie TV, hustoty, termodynamicky sú stabilnejšie

• konštitučná izoméria na uhlíkovom reťazci od C4

2. Chemické

• Ovplyvnené dvojitou väzbou, je reakčným centrom
• Sú reaktívnejšie ako alkány

Typy reakcií alkénov

1. Elektrofilné a radikálové adície

• Zánik násobnej  πväzby

Rýchlosť reakcie:

•  určuje elektrónová hustota na π väzbe( vplyv skupín na C=C)
• stúpa:  CH₂=CH₂<  CH₂=CH-R <  R-CH=CH-R  < CH₂=C-(R)₂ < R-CH=C- (R )₂
• ovplyvňuje tiež kyslosť činidla- čím kyslejšie, tým ľahší priebeh( HI najviac)

 všeobecný zápis:

• Pri elektrofilných adíciách nesymetrických alkénov sa uplatňuje markovnikovo pravidlo- elektrofil sa naviaže na atóm uhlíka z dvojitej väzby, ktorý má väčší počet atómov vodíka

• Elektrofilnou časticou je napr. H⁺

CH₂=CH₂ + HCl → CH₃-CH₂Cl

CH₂=CH₂ + H₂O→ CH₃-CH₂-OH  (katalýza H₂SO₄ - ako elektrofil poskytuje H⁺)

CH₂=CH-CH₃ + HCl →CH₃-CHCl-CH₃

CH₃-CH=CH₂ + H-O-SO₃H →CH₃-CHOSO₃H- CH₃

• Hydrogenácia alkénov

• reakcia vodíka s alkénmi
• pri vysokej teplote a za prítomnosti katalyzátora
• radikálová adícia
• vznik alkánov

CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃- CH₃ ( t, katalyzátor Ni)

Využitie- stužovanie tukov, premena olejov na tuky, nenasýtených mastných kyselín na nasýtené

Cis adície

• Prebiehajú súčasne na oboch atómoch uhlíka
• Obe skupiny sa naväzujú z jednej strany

1.Hydrogenácia

CH₃-CH₂=CH₃ + H₂ → CH₃-CH₂-CH₃ ( kat. Ni)

2. Oxidácia KMnO₄ ( dôkaz násobnej väzby)

1. V zásaditom prostredí/ zriedený KMnO₄

CH₃-CH=CH₂ → CH₃-CHOH-CH₂OH + MnO₂ + KOH ( nad šípkou KMnO₄/OH^-)

2. V kyslom prostredí/ konc. KMnO4

R₁-CH=CH-R₂ +3O₂ → R₁-COOH + R₂-COOH

Adícia alkadiénov

CH₂=CH-CH=CH₂ + Br₂→

1. Pri nižšej teplote

CH₂Br-CHBr-CH=CH₂

2. Pri vyššej teplote

CH₂Br-CH=CH-CH₂Br

 Polymerizácia

• spájaním zlúčenín s násobnou väzbou (monomérov)  do veľkých makromolekúl (polymérov)
• znižuje sa násobná väzba
• radikálovým alebo iónovým spôsobom
• výroba plastov

             n CH₂=CH₂→ -[-CH₂-CH₂-]-n

Etén( etylén)

• Bezfarebný, plynný, horľavý, so sladkastou vôňou
• so vzduchom tvorí výbušnú zmes
• je to rastlinný hormón- urýchľuje dozrievanie plodov, spôsobuje opadávanie listov, kvetov, plodov
• Má narkotické účinky
•  využitie: výroba etanolu, polyetylénu , yperit, pesticídy, dozrievanie banánov

Polyetylén

• Zohrievaním mäkne
• Odolný voči mrazu a chemikáliám, úderu
• Elektroizolačné vlastnosti
• Použitie: výroba fólii, tašiek, nádob, potrubia, hadíc, obaly na tovar....

Propylén

• Bezfarebný plyn
• dezinfekčné prostriedky, polypropylén

Butadién

• Syntetický kaučuk
• Zdraviu škodlivý
• Prispieva k tvorbe smogu ( uniká zo spaľovacích motorov)

Izoprén( 2- metylbuta-1,3-dién)

• kaučuk ( rukavice, kondómy, tesnenie, hadice), cholesterol, testosterón, latex, lykopén

• Uhľovodíky s dvoma dvojitými väzbami sa nazývajú alkadiény

Dôkaz násobnej väzby

1. KMnO₄- fialová na hnedastú CH₂=CH₂ → MnO₂ + CH₂OH-CH₂OH+ KOH ( za KMnO₄/OH-)
2. Br₂- žltohnedá sa odfarbí CH₂=CH₂ + Br₂ →CHBr- CHBr

Biologický význam alkénov

• Produkty biosyntézy v živej hmote
• Rastlinný hormón( dozrievanie plodov)
• Feromóny, vitamíny, lykopén( červená farba paradajok)
• Farmácia ( etén inhalačné anestetikum)

Alkíny

•     uhľovodíky, aspoň s jednou trojitou kovalentnou väzbu ( 1σ a 2π)

• Nenasýtené uhľovodíky
• sp hybridizácia, uhol 180°
• Trojitá kratšia ako dvojitá, pevnejšia

Vlastnosti

• Podobné alkénom
• TV a hustota vyššia ako u alkénov
• Menej reaktívne ako alkény ( Ae ťažšie ako u alkénov)
• C≡C- uhlíky na trojitej väzbe priťahujú e- rastie acidita H( umožnenie prístupu nukleofilného činidla)

Príprava:

1. Dehydrogenáciou alkánov a alkénov
18. → R₁-C≡C-R₂ ( nad šípkou vodík)
2. Z halogénderivátov
18. → R₁-C≡C-R₂ + 2HBr ( nad šípkou KOH)
3. Acetylén z karbidu
4. → HC≡CH + Ca(OH)₂

Typy reakcií:

1. Elektrofilné, radikálové a neutrofilné adície

• Môžu mať viacstupňový charakter
• Prebiehajú ťažšie ako u alkénov
• Rovnaké pravidlá ako u alkénov
  •  

HC≡ CH + HCl → CH₂= CHCl

CH≡CH +H₂O→CH₂=CH-OH ↔CH ₃-CH=O ( v 1.stupni katalýza H₂SO_4, enol forma nestabilná, prešmyk na keto formu)- tautoméria

Vznik acetylidov

HC≡CH + NaNH₂ → HC≡CNa + NH₃

2HC≡CH + 2Na→ 2HC≡CNa + H₂

HC≡CH +Cu₂SO₄ → CuC≡CCu + H₂SO₄

Názvoslovie

• Názov: grécka číselná prepona podľa počtu atómov uhlíka + číslo atómu uhlíka na ktorom je dvojitá väzba+  prípona –ín

                                                 prop-1-ín( propín)

• Vzorec

všeobecný molekulový C_nH_2n-2                  napr. etín  n=2     C₂H_2.2-2                           C₂H₂

Etín( acetylén)

• Bezfarebný horľavý plyn bez zápachu
• So vzduchom tvorí výbušnú zmes
• Použitie- plasty, autogénové zváranie a rezanie kovov ( zmes kyslíka a acetylénu, 3000°C), acetaldehyd, technická octová kyselina, lepidlá
• V prírode sa nevyskytuje

Príprava acetylénu

• Reakciou acetylidu vápenatého s vodou

CaC₂ + 2 H₂O  → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Polyvinylchlorid

• Jeden z najznámejších plastov, predmety každodennej potreby( hračky, riady, podlahové krytiny....)

Biologické účinky alkínov

• Narkotické účinky- plynné
• Antibiotikum v nízkych koncentráciách u vyšších rastlín a metabolitoch mikroorganizmov

Alkény. Alkíny- seminár.pdf

Alkény. Alkíny-seminár-preze.pdf