አልካንስ፡ halogenation። በአልካን ሞለኪውል ውስጥ አንድ ወይም ከዚያ በላይ የሃይድሮጂን አቶሞችን ለ halogen የመተካት ምላሽ

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-02 17:40

ምንም እንኳን አልካኖች እንቅስቃሴ-አልባ ባይሆኑም ከ halogens ወይም ከሌሎች ነፃ radicals ጋር በሚገናኙበት ጊዜ ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይል ሊለቁ ይችላሉ። አልካኖች እና ከእነሱ ጋር ያሉ ግብረመልሶች በብዙ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ በቋሚነት ጥቅም ላይ ይውላሉ።

የአልካንስ እውነታዎች

አልካን በኦርጋኒክ ኬሚስትሪ ውስጥ ጠቃሚ ቦታን ይይዛል። በኬሚስትሪ ውስጥ የአልካኖች ቀመር C H_{2n+2 ነው። የቤንዚን ቀለበት ካላቸው አሮማቲክስ በተቃራኒ አልካኖች እንደ አልፋቲክ (አሲክሊክ) ይቆጠራሉ።}

በማንኛውም አልካኔ ሞለኪውል ውስጥ ሁሉም ንጥረ ነገሮች በአንድ ቦንድ የተገናኙ ናቸው። ስለዚህ, የዚህ ንጥረ ነገር ቡድን መጨረሻው "-an" አለው. በዚህ መሠረት, alkenes አንድ ድርብ ቦንድ አላቸው, እና alkynes አንድ triple bond አላቸው. ለምሳሌ አልኮዲየንስ ሁለት ድርብ ቦንዶች አሉት።

አልካንስ የሳቹሬትድ ሃይድሮካርቦኖች ናቸው። ማለትም, ከፍተኛውን የኤች (ሃይድሮጂን) አተሞች ይይዛሉ. በአልካን ውስጥ ያሉ ሁሉም የካርበን አተሞች sp³ - ማዳቀል ላይ ናቸው። ይህ ማለት የአልካን ሞለኪውል የተገነባው በ tetrahedral ደንብ መሰረት ነው. የሚቴን ሞለኪውል (CH_{4) ቴትራሄድሮን ይመስላል።እና የተቀሩት አልካኖች የዚግዛግ መዋቅር አላቸው።}

በአልካኖች ውስጥ ያሉ ሁሉም ሲ አተሞች የተገናኙት ơ - ቦንዶች (ሲግማ - ቦንዶች) በመጠቀም ነው። የC–C ቦንዶች ፖላር ያልሆኑ፣ የC–H ቦንዶች ደካማ የዋልታ ናቸው።

የአልካኖች ንብረቶች

ከላይ እንደተገለፀው የአልካኔ ቡድን ትንሽ እንቅስቃሴ የለውም። በሁለት ሲ አተሞች እና በ C እና H አቶሞች መካከል ያለው ትስስር ጠንካራ ስለሆነ በውጫዊ ተጽእኖዎች ለማጥፋት አስቸጋሪ ነው. በአልካኖች ውስጥ ያሉት ሁሉም ቦንዶች ơ ቦንድ ናቸው፣ስለዚህ ከተሰበሩ ብዙውን ጊዜ አክራሪነትን ያስከትላል።

የአልካንስ ሃሎጅን

በአተሞች ቦንዶች ልዩ ባህሪያት ምክንያት አልካኖች በመተካት እና በመበስበስ ላይ ያሉ ምላሾች ናቸው። በአልካኖች ውስጥ በሚደረጉ ምላሾች ምትክ የሃይድሮጂን አተሞች ሌሎች አተሞችን ወይም ሞለኪውሎችን ይተካሉ። አልካንስ ከ halogens ጋር ጥሩ ምላሽ ይሰጣል - በሜንዴሌቭ ወቅታዊ ሰንጠረዥ ቡድን 17 ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች። ሃሎጅንስ ፍሎራይን (ኤፍ)፣ ብሮሚን (Br)፣ ክሎሪን (Cl)፣ አዮዲን (I)፣ አስስታቲን (አት) እና ቴኒስቲን (ቲስ) ናቸው። Halogens በጣም ኃይለኛ ኦክሳይድ ወኪሎች ናቸው. ከ D. I. Mendeleev ሰንጠረዥ ውስጥ ከሚገኙ ሁሉም ንጥረ ነገሮች ማለት ይቻላል ምላሽ ይሰጣሉ።

የአልካኖች የክሎሪን ምላሽ

በተግባር ብሮሚን እና ክሎሪን አብዛኛውን ጊዜ የአልካንስን halogenation ውስጥ ይሳተፋሉ። ፍሎራይን በጣም ንቁ ንጥረ ነገር ነው - ከእሱ ጋር ምላሹ ፈንጂ ይሆናል። አዮዲን ደካማ ነው, ስለዚህ የመተካት ምላሽ ከእሱ ጋር አይሄድም. እና አስታቲን በተፈጥሮ ውስጥ በጣም አልፎ አልፎ ነው, ስለዚህ ለሙከራዎች በቂ መጠን ለመሰብሰብ አስቸጋሪ ነው.

የሃሎጅን ደረጃዎች

ሁሉም አልካኒዎች በሦስት የ halogenation ደረጃዎች ውስጥ ያልፋሉ፡

1. የሰንሰለቱ አመጣጥ ወይም አጀማመር። ተጽዕኖ ስርየፀሐይ ብርሃን፣ ሙቀት፣ ወይም አልትራቫዮሌት ጨረሮች፣ የክሎሪን ሞለኪውል Cl_{2 ወደ ሁለት ነፃ radicals ይከፈላል። እያንዳንዳቸው አንድ ያልተጣመረ ኤሌክትሮን በውጫዊ ንብርብር ውስጥ አላቸው።}
2. የሰንሰለቱ እድገት ወይም እድገት። ራዲካልስ ከሚቴን ሞለኪውሎች ጋር መስተጋብር ይፈጥራል።
3. ሰንሰለት መቋረጥ የአልካኔ ሃሎሎጂ የመጨረሻ ክፍል ነው። ሁሉም አክራሪዎች እርስ በርስ መቀላቀል ይጀምራሉ እና በመጨረሻም ሙሉ በሙሉ ይጠፋሉ.

የአልካንስ ብሮሚኔሽን

ከኤታነን በኋላ ከፍ ያለ አልካኖችን አንድ ጊዜ ሲያደርግ፣ አስቸጋሪው የኢሶመሮች መፈጠር ነው። በፀሐይ ብርሃን አሠራር ውስጥ ከአንድ ንጥረ ነገር ውስጥ የተለያዩ ኢሶመሮች ሊፈጠሩ ይችላሉ. ይህ የሚከሰተው በመተካት ምላሽ ምክንያት ነው። ይህ በአልካን ውስጥ ያለ ማንኛውም H አቶም በ halogenation ጊዜ በነጻ ራዲካል ሊተካ እንደሚችል ማረጋገጫ ነው። ውስብስብ የሆነ አልካን ወደ ሁለት ንጥረ ነገሮች ይከፋፈላል, መቶኛ እንደ ምላሽ ሁኔታዎች በጣም ሊለያይ ይችላል.

ፕሮፔን ብሮሚኔሽን (2-bromopropane)። በከፍተኛ ሙቀት እና በፀሀይ ብርሀን ተጽእኖ ስር ያለው የፕሮፔን halogenation ከ Br2 ሞለኪውል ጋር በተደረገው ምላሽ 1-bromopropane - 3% እና 2-bromopropane - 97% ይለቀቃሉ።

የቡታን መፍረስ። ቡቴን በብርሃን እና በከፍተኛ ሙቀቶች አማካኝነት ብሮይድ ሲደረግ 2% 1-bromobutane እና 98% 2-bromobutane ይወጣሉ።

በክሎሪን እና በአልካንስ መመረዝ መካከል ያለው ልዩነት

በኢንዱስትሪ ውስጥ ክሎሪን በብዛት ጥቅም ላይ ይውላል። ለምሳሌ, የ isomers ድብልቅ የያዙ ፈሳሾችን ለማምረት. ሃሎልካን ከተቀበለ በኋላእርስ በርስ ለመለያየት አስቸጋሪ ነው, ነገር ግን በገበያ ላይ ድብልቅው ከንጹህ ምርት ርካሽ ነው. በቤተ ሙከራ ውስጥ, ብሮንሮን በብዛት ይከሰታል. ብሮሚን ከክሎሪን የበለጠ ደካማ ነው. ዝቅተኛ ምላሽ አለው, ስለዚህ የብሮሚን አተሞች ከፍተኛ ምርጫ አላቸው. ይህ ማለት በምላሹ ወቅት አተሞች የትኛውን ሃይድሮጂን አቶም ለመተካት "ይምረጣሉ"።

የክሎሪን ምላሽ ተፈጥሮ

አልካኖችን ክሎሪን በሚጠቀሙበት ጊዜ ኢሶመሮች የሚፈጠሩት በግምት በእኩል መጠን በጅምላ ክፍልፋይ ነው። ለምሳሌ የፕሮፔን ክሎሪን መጨመር የሙቀት መጠን ወደ 454 ዲግሪ መጨመር በ 25% እና በ 75% ሬሾ ውስጥ 2-chloropropane እና 1-chloropropane ይሰጠናል ። የ halogenation ምላሽ የሚከሰተው በአልትራቫዮሌት ጨረር እርዳታ ብቻ ከሆነ, 43% 1-chlororopane, እና 57% 2-chlororopane. እንደ ምላሽ ሁኔታዎች፣ የተገኙት isomers ሬሾ ሊለያይ ይችላል።

የመበላሸት ምላሽ ተፈጥሮ

በአልካኔስ ብሮቢኔሽን ምላሾች የተነሳ ንፁህ የሆነ ንጥረ ነገር በቀላሉ ይለቀቃል። ለምሳሌ, 1-bromopropane - 3%, 2-bromopropane - 97% የ n-propane ሞለኪውል. ስለዚህ ብሮሚኔሽን አንድን የተወሰነ ንጥረ ነገር ለማዋሃድ ብዙ ጊዜ በቤተ ሙከራ ውስጥ ያገለግላል።

የአልካኔስ ሱልፌሽን

አልካኔስ እንዲሁ በአክራሪ የመተካት ዘዴ ተሸፍኗል። ምላሹ እንዲከሰት ኦክሲጅን እና ሰልፈር ኦክሳይድ SO_{2 (ሰልፈር አንሃይድሮይድ) በአንድ ጊዜ በአልካን ላይ ይሠራሉ። በምላሹ ምክንያት, አልካን ወደ አልኪል ሰልፎኒክ አሲድነት ይለወጣል. የቡቴን ሰልፎኔሽን ምሳሌ፡}

CH₃CH₂CH₂CH₃3_{+ ኦ}2 _+SO2 _{→ CH}3_CH2_CH2_CH 2_SO2OH

የአልካንስ ሰልፎክሳይድሽን አጠቃላይ ቀመር፡

R―H + O₂ + SO₂ → R―SO_2OH

የአልካኔስ ሱልፎክሎሪኔሽን

በሰልፎክሎራይኔሽን ጉዳይ ከኦክስጂን ይልቅ ክሎሪን እንደ ኦክሳይድ ወኪል ያገለግላል። አልካኔሰልፎኒክ ክሎራይድ በዚህ መንገድ ይገኛሉ. የሰልፎክሎሪኔሽን ምላሽ ለሁሉም ሃይድሮካርቦኖች የተለመደ ነው። በክፍል ሙቀት እና የፀሐይ ብርሃን ላይ ይከሰታል. ኦርጋኒክ ፐርኦክሳይድ እንዲሁ እንደ ማነቃቂያ ጥቅም ላይ ይውላል። እንዲህ ዓይነቱ ምላሽ ከካርቦን እና ሃይድሮጂን አተሞች ጋር የተያያዙ ሁለተኛ እና የመጀመሪያ ደረጃ ግንኙነቶችን ብቻ ይነካል። የምላሽ ሰንሰለቱ ስለሚሰበር ጉዳዩ ወደ ሶስተኛ ደረጃ አቶሞች አይደርስም።

የኮኖቫሎቭ ምላሽ

የናይትሬሽን ምላሽ ልክ እንደ አልካኖች ሃሎሎጂን ምላሽ፣ በነጻ ራዲካል ዘዴው ይቀጥላል። ምላሹ የሚከናወነው በከፍተኛ መጠን (10 - 20%) ናይትሪክ አሲድ (HNO3) በመጠቀም ነው. የምላሽ ዘዴ-በምላሹ ምክንያት, አልካኖች ድብልቅ ድብልቅ ይፈጥራሉ. ምላሹን ለማስታገስ እስከ 140⁰ የሙቀት መጠን መጨመር እና መደበኛ ወይም ከፍ ያለ የአከባቢ ግፊት ጥቅም ላይ ይውላል። በናይትሬሽን ጊዜ፣ የC–C ቦንዶች ወድመዋል፣ እና C–H ብቻ ሳይሆን፣ ከቀደምት የመተካት ምላሾች በተቃራኒ። ይህ ማለት መሰንጠቅ እየተካሄደ ነው. ይህ መለያየት ምላሽ ነው።

የኦክሳይድ እና የቃጠሎ ምላሾች

አልካኖች እንዲሁ እንደ ነፃ ራዲካል ዓይነት ኦክሲዳይድ ናቸው። ለፓራፊኖች፣ ኦክሳይድ ምላሽን በመጠቀም ሶስት አይነት ማቀነባበሪያዎች አሉ።

1. በጋዝ ደረጃ ላይ። ስለዚህአልዲኢይድ እና ዝቅተኛ አልኮሆል ያግኙ።
2. በፈሳሽ ደረጃ። ከቦሪ አሲድ በተጨማሪ የሙቀት ኦክሳይድን ይጠቀሙ. በዚህ ዘዴ ከፍተኛ አልኮሆል ከС₁₀ እስከ С_{20. ይገኛሉ።}
3. በፈሳሽ ደረጃ። አልካኖች ካርቦቢይሊክ አሲዶችን ለማዋሃድ ኦክሳይድ ይደረግባቸዋል።

በኦክሳይድ ሂደት ውስጥ ነፃ ራዲካል O_{2 የሃይድሮጅንን ክፍል ሙሉ በሙሉ ወይም በከፊል ይተካዋል። የተሟላ ኦክሳይድ ማቃጠል ነው።}

ጥሩ የሚቃጠሉ አልካኖች ለሙቀት ኃይል ማመንጫዎች እና ለውስጣዊ ማቃጠያ ሞተሮች እንደ ማገዶ ያገለግላሉ። የሚቃጠሉ አልካኖች ብዙ የሙቀት ኃይል ይፈጥራሉ. ውስብስብ አልካኖች በውስጣዊ ማቃጠያ ሞተሮች ውስጥ ይቀመጣሉ. በቀላል አልካኖች ውስጥ ከኦክስጅን ጋር መስተጋብር ወደ ፍንዳታ ሊመራ ይችላል. አስፋልት ፣ ፓራፊን እና የተለያዩ ቅባቶች ለኢንዱስትሪ የሚዘጋጁት ከአልካኖች ጋር በሚደረግ ምላሽ ከቆሻሻ ምርቶች ነው።