Ալկենները արժեքավոր «անցումային» նյութեր են։ Նրանց օգնությամբ դուք կարող եք ձեռք բերել ալկաններ, ալկիններ, հալոգեն ածանցյալներ, սպիրտներ, պոլիմերներ և այլն: Չհագեցած ածխաջրածինների հիմնական խնդիրը բնության մեջ դրանց գրեթե լիակատար բացակայությունն է, մեծ մասամբ այս կոնկրետ շարքի նյութերը արդյունահանվում են լաբորատորիայում քիմիական սինթեզի միջոցով: Ալկենների ստացման ռեակցիաների առանձնահատկությունները հասկանալու համար անհրաժեշտ է հասկանալ դրանց կառուցվածքը։
Ի՞նչ են ալկենները:
Ալկենները օրգանական նյութեր են, որոնք բաղկացած են ածխածնի և ջրածնի ատոմներից։ Այս շարքի առանձնահատկությունը կրկնակի կովալենտային կապերն են՝ սիգմա և պի։ Նրանք որոշում են նյութերի քիմիական և ֆիզիկական հատկությունները: Նրանց հալման ջերմաստիճանը ցածր է համապատասխան ալկաններից։ Բացի այդ, ալկենները ածխաջրածինների այս «հիմնական» շարքից տարբերվում են հավելման ռեակցիայի առկայությամբ, որը տեղի է ունենում pi կապը կոտրելու միջոցով։ Դրանք բնութագրվում են չորս տեսակի իզոմերիզմով.
- ըստ կրկնակի կապի դիրքի;
- ածխածնի կմախքի փոփոխությունների համար;
- միջդասակարգային (ցիկլոալկաններով);
- երկրաչափական (cis- և trans-).
Սրա մեկ այլ անունմի շարք նյութեր՝ օլեֆիններ։ Դա պայմանավորված է նրանց նմանությամբ պոլիհիդրիկ կարբոքսիլաթթուների հետ, որոնք իրենց բաղադրության մեջ ունեն կրկնակի կապ։ Ալկենների անվանակարգը տարբերվում է նրանով, որ ածխածնային շղթայում առաջին ատոմը որոշվում է բազմակի կապի տեղադրմամբ, որի դիրքը նույնպես նշված է նյութի անվանման մեջ։
Cracking-ը ալկեններ հանելու հիմնական միջոցն է
Cracking-ը բարձր ջերմաստիճաններում նավթի վերամշակման տեսակ է: Այս գործընթացի հիմնական նպատակը ավելի ցածր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութերի արդյունահանումն է: Ալկեններ արտադրելու համար ճեղքումը տեղի է ունենում ալկանների քայքայման ժամանակ, որոնք նավթամթերքի մաս են կազմում: Դա տեղի է ունենում 400-ից 700 °C ջերմաստիճանում: Այս ռեակցիայի ընթացքում ալկեններ ստանալու համար, բացի այն նյութից, որը դրա իրականացման նպատակն էր, առաջանում է ալկան: Ածխածնի ատոմների ընդհանուր թիվը ռեակցիայից առաջ և հետո նույնն է։
Ալկեններ ստանալու այլ արդյունաբերական մեթոդներ
Դուք չեք կարող շարունակել խոսել ալկենների մասին՝ չհիշատակելով ջրազրկման ռեակցիան։ Դրա իրականացման համար վերցվում է ալկան, որի մեջ ջրածնի երկու ատոմների վերացումից հետո կարող է առաջանալ կրկնակի կապ։ Այսինքն՝ մեթանը այս ռեակցիայի մեջ չի մտնի։ Ուստի մի շարք ալկեններ սկսվում են էթիլենից։ Ռեակցիայի հատուկ պայմաններն են բարձր ջերմաստիճանը և կատալիզատորը: Նիկելը կամ քրոմի (III) օքսիդը կարող են հանդես գալ որպես վերջինս։ Ռեակցիայի արդյունքը կլինի համապատասխան թվով ածխածնի ատոմներով ալկեն և անգույն գազ (ջրածին):
Այս շարքի նյութերի ստացման մեկ այլ արդյունաբերական մեթոդ ալկինների հիդրոգենացումն է։ Ալկենների ստացման այս ռեակցիան տեղի է ունենում բարձր ջերմաստիճաններում և կատալիզատորի (նիկել կամ պլատին) մասնակցությամբ։ Հիդրոգենացման մեխանիզմը հիմնված է տրամադրված ալկինի երկու pi կապերից մեկի խզման վրա, որից հետո քայքայման վայրերում ավելացվում են ջրածնի ատոմներ։
Լաբորատոր մեթոդ ալկոհոլի օգտագործմամբ
Ամենապարզ և ամենաէժան միջոցներից մեկը ներմոլեկուլային ջրազրկումն է, այսինքն՝ ջրի վերացումը։ Ռեակցիայի հավասարումը գրելիս հարկ է հիշել, որ այն կիրականացվի Զայցևի կանոնի համաձայն. Ջերմաստիճանը պետք է լինի 150°C-ից բարձր։ Որպես կատալիզատոր՝ անհրաժեշտ է օգտագործել հիգրոսկոպիկ հատկություններով (խոնավությունը քաշելու ունակությամբ) նյութեր, օրինակ՝ ծծմբաթթու։ Հիդրօքսիլ խմբի և ջրածնի բաժանման վայրում կառաջանա կրկնակի կապ: Ռեակցիայի արդյունքը կլինի համապատասխան ալկենը և մեկ ջրի մոլեկուլը։
Լաբորատորիայի վրա հիմնված հալո ածանցյալներ
Կա ևս երկու լաբորատոր մեթոդ. Առաջինը ալկալային լուծույթի ազդեցությունն է ալկանների ածանցյալների վրա, որոնք իրենց բաղադրության մեջ ունեն մեկ հալոգենի ատոմ։ Այս մեթոդը կոչվում է ջրահալոգենացում, այսինքն՝ ջրածնի միացությունների վերացում յոթերորդ խմբի ոչ մետաղական տարրերով (ֆտոր, բրոմ, քլոր, յոդ)։ Ռեակցիայի մեխանիզմի իրականացումը, ինչպես նախորդ դեպքում, ընթանում է ըստ կանոնիԶայցև. Կատալիտիկ պայմաններն են ալկոհոլային լուծույթը և բարձր ջերմաստիճանը: Ռեակցիայից հետո առաջանում է ալկեն, ալկալիական մետաղի տարրի աղ և հալոգեն, ջուր։
Երկրորդ մեթոդը շատ նման է նախորդին։ Այն իրականացվում է ալկանի օգտագործմամբ, որն իր բաղադրության մեջ ունի երկու հալոգեն։ Նման նյութի վրա ազդում է ակտիվ մետաղը (ցինկ կամ մագնեզիում) ալկոհոլի լուծույթի և բարձր ջերմաստիճանի առկայության դեպքում: Ռեակցիան տեղի կունենա միայն այն դեպքում, եթե երկու հարևան ածխածնի ատոմներում ջրածինը փոխարինվի հալոգենով, եթե պայմանը չկատարվի, ապա կրկնակի կապը չի ձևավորվում։
Ինչու՞ ընդունել ցինկ և մագնեզիում: Ռեակցիայի ընթացքում մետաղը օքսիդանում է, որը կարող է նվիրաբերել երկու էլեկտրոն, և երկու հալոգեն վերացվում է։ Եթե դուք վերցնում եք ալկալային տարրեր, դրանք արձագանքելու են ջրի հետ, որը ալկոհոլի լուծույթի մի մասն է: Ինչ վերաբերում է Բեկետովի շարքի մագնեզիումից և ցինկի հետևից հայտնված մետաղներին, ապա դրանք չափազանց թույլ կլինեն։
