Alkinlar (asetilen uglevodorodlar)

Alkinlar (asetilen uglevodorodlar)

Molekulasida uchbo saqlagan uglevodorodlarga alkinlar deyiladi. Alkinlar

Ẽn H2n-2 umuiy formulaga ega bўlib, ularning birinchi vakili asetilin C2H2 dir. Alkinlarning vodorod atomlari tegishli alkanlardan tўrtta, alkenlardan ikkita vodorod atomi soni kam bўladi.

Asitellin molekulasi chiziqsimon tuzilishga ega bўlib, uglerod-uglerod masofasi 0,120nm ni, uglerod-vodorod masofasi 0,106nm ni tashkil etadi.

0,120 HM 0,106 HM

H − C = C − H

Asetilen molekulasi uchta oddiy δ va ikkita π-bolarga egadir.

Nomenklaturasi va izomeriyasi. Sistematik nomenklatura bўyicha alkinlar nomi tўyingan uglevodorodlar nomidagi “an” qўshimchasi ўrniga “in” qўshimchasi yozilib, uning tutgan joyini kўrsatish bilan ўqiladi. Asetilen uglevodorodlar uchboning ўrin almashish va zanjirining tarmoqlanish izomeriyasiga ega.
1 2 3 4 5 6

C H ≡C−C H2−C H2−C H2−C H3 1-geksin

C H3 − C≡C−C H2−C H2−C H3 2-geksin
C H3 − CH2−C≡ C −C H2−C H3 3-geksin

Olinishi. 1. XIX asrning boshida asetilen uglerodni volt yoyi orqali vodorod ўtkazib olingan.

2C+H2→CH ≡ CH

2.Metan yuqori temperaturada krekinglab olinadi.

1400° C

2CH4 CH≡CH+3H2

3.Tўyinmagan ikki asosli karbon kislota tuzlarini elektroliz qilib olinadi.

HC−COOK 2K +2HOH→2KOH+H2

║

HC−COOK HC−COO CH

║ 2CO2 + ║

HC−COO CH

4.Laboratoriya shroitida kalsiy karbiddan olinadi:
C C−H

Ca ║ +2HOH→Ca(OH)2+ ║

C C−H

Fizik xossalari. Alkinlarning birinchi uch vakili gaz, C5 dan C16 gacha suyuqlik, qolgan yuqori vakillari qattiq moddalardir.
Alkinlarning fizik xossalari

Nomi	Formulasi	Temperaturasi, °C		Zichligi
		Suyuqlanishi	Qaynashi
Etin	H−C≡C-H	-82	-81	0,6560 (-81°C da)
Propin	H−C≡C−CH3	-105	-23	0,6700 (-23°C da)
1-butin	H−C≡C−CH2−CH3	-137	9	0,6780 (0°C da)
2-butin	CH3−C≡C−CH3	-33	27	0,6880 (25°C da)
1-pentin	CH≡C−CH2−CH2−CH3	-98	40	0,695
2-pentin	CH3−C≡C−CH2− CH3	-101	55	0,714

Kimyoviy xossalari. Alkinlarning asosiy kimyoviy xossalaridan biri ular π-bolarini oson uzilishi hisobiga birikish reaksiyasiga kirishidir.

Oddiy σ-boning −C−C−energiyasi 81 kkal/molga teng, uchbo −C≡C niki esa 199 kkal/molga teng, u holda π-bo 199-81 ═59 kkal/mol enrgiyaga ega bўladi.

2

Asetilen molekulasidagi C―H gruppada juft elektronlar uglerod atomiga kўproq siljigani uchun undan vodorod atomi oson ajraladi. Bu esa molekulaga kislota xususiyatini beradi, natijada vodorod atomlari metallarga ўrnini bradi.

Vodorod va galoidlarning birikishi. Bu reaksiya ikki bosqichda ketadi, avval bir molekula birikib alkenlar, sўngra ikkinchi molekula birikib alkanlar hosil qiladi.

+H2 +H2
H―C ≡ C — H CH2= CH3—CH3

Ni

Etin Eten Etan

Br Br

+Br2 +Br2 │ │

H—C≡C― H H―C=C—H H—C—C—H

│ │

Br Br Br Br

1,2-dibrometen 1,1,2,2-tetrabrometan

Vodorod galogenidlarning birikishi.Bu reaksiya V.V Markovnikov qoidasiga asosan boradi:

Cl

│

CH3—C≡CH― H Cl CH3=CH2+HCl→CH3—C—CH3

│

Cl Cl

2-xlorpopen 2,2-dixlorpopan
Suvning birikishi.1881-yilda rus olimi M.G Kucherov asetilenga, HgSO4+H2SO4 aralashmasi ishtirokida, suvning oson birikishi tufayli sirka aldegid hosil bўlishini kash etdi.

O

H―C≡C―H+HOH→H― C = C―H→CH3—C

│ │ H

H OH

Polimerlanish reaksiyasi. Ikki molekula asetilen NH4Cl va CuCl2 ishtirokida dimerlanib vinilasetilen hosil qiladi.
H—C≡C―H+H―C≡C―H→CH2=CH≡CH
N.D. Zelinskiy bilan B.A Kazanskiy yuqori temperature va aktivlangan kўmir ishtirokida uch molekula asetilendan benzol hosil qilgan.
3C2H2→C6H6
Ўrin olish reaksiyasi. Molekuladagi uchbo yonidagi vodorod atomlari metallar bilan oson ўrin almashib, metal asetilenidlarni hosil qiladi.
H—C≡C—H+2Na→Na—C≡C—Na+H2
H—C≡C—H+Ag2O→Ag—C≡C—Ag+H2O
Hosil bўlgan asetilenidlarga kislotalar ta’sir ettirilsa, qaytadan alkinlar hosil bўladi.

Ag—C≡C—Ag+2HCl→H—C≡C—H+2AgCl

Kumush va mis asetilenidlari quruq holatda portlovchi moddalardir. Shuning uchun ular nam holatda saqlanadi.
Oksidlanish reaksiyasi. Alkinlar oson oksidlanib, dialdegid, sўngra ikki asosli kislota hosil qiladi.

O

C

C—H H COOH

║ +O2→ │ +O2→│

C—H O COOH

C

H

Glioksal Oksalat kislota

Agarda alkinlar kuchliroq oksidlansa, molekula uchbo turgan joydan parchalanadi:

C—H OH

║ +3(O)+3H2O→ 2H―C OH →2HCOOH+2H2O

C—H OH

Chumoli kislota
Ishlatilishi. Asetilen kislorodda yonganda 3000°C gacha issiqlik hosil qiladi. Bu xususiyatdan foydalanib sanoatda, qurilishda va xўjalikning boshqa tarmoqlarida metallarni hamda metal buyumlarni payvandlashda keng ishlatiladi.

Asetilen kimyo sanoatida asosiy xomashyo hisoblanib, undan etil spirt, sirka kislota, allil spirt, glitserin, akrilonitril, vinilasetat, lyuizit, vinilasetilen va boshqa moddalar olinadi. Akrilonitril va vinilasetilen sinetik tola bilan kauchukning asosiy xomashyosihisoblanadi.

VII bob. Arenlar (aromatik uglevodorodlar)

Molekulasi tarkibida benzol yoki uning gomologlarini saqlaydigan karbosiklik birikmalarga aromatic uglevodorodlar deb aytiladi. Ularning birinchi vakili benzol bўlib, uni 1825-yilda ingiliz kimyogari va fizigi M.Faradey koks gazidan ajratib olgan. Empirik formulasi C6 H6. Benzol +80,1°Cda qaynaydigan ўziga xos hidga ega bўlgan harakatchan rangsiz suyuqlik. Bu qator uglevodorodlar CnH2n-6 umumiy formulaga ega. Umumiy formuladan foydalanib, aromatic uglevodorodlar gomologik qatorini hosil qilish mumkin:

CnH2n-6

N=6 C6H6

N=7 C7H8

N=8 C8H10

N=9 C9H12

N=10 C10H14

Benzol qatori uglevodorodlari ўziga xos aromatic xususiyatlarga ega ekanligi birikmalarni almashinish reaksiyasiga oson kirishishi va oksidlovchilarga nisbatan turun ekanligi bilan tushuntiriladi. Buning sababi benzoldagi har bir uglerod atomida uchtadan σ-bo (ikkitasi qўshniuglerod atomiga, uchinchisi vodorod atomiga) va bittadan π-bolarni borligi hamda bu bolar electron bulutini molekula tekisligiga perpendikular joylashib harakatlanishidadir.

Demak, benzoldagi oltita uglerod atomining hammasi bir xil holatda bўlib, ularning qaysi biri oddiy bo bilan, qaysi biri qўshma bo bilan bolanganligini kўrsatib bўlmaydi. Shuning

Uchun 1865-yilda nemis kimyogari A.Kekule benzol tuzilishini quyidagi ikki kўrinishda ifodalaydi.

Benzol halqasidagi 6 ta uglerod atomi s-bo bilan bolangan bўlib, bu bolarning uzunligi 1,40 °A, ular yassi oltiburchakni tashkil etib, bitta tekislikda yotadi. Benzol molekulasida uglerod atomlari sp²-gibridlangan holatdadir. Benzol molekulasining hosil bўlish energiyasi (uchta C-C oddiy bo 243kkal/mol, uchta qўshbo 441 kkal/mol va oltita C-H oddiy bo 544 kkal/mol) 1278 kkal/mol gat eng. Ammo benzol hosil bўlishi uchun sarflangan energiya 1314 kkal/mol ni tashkil etadi. Bu energiyalar ўrtasidagi farq 36 kkal/mol ni tashkil qilib, benzol halqasining kuchlanish energiyasi yoki rezonans energiya deb ataladi. Demak, benzol halqasidagi kuchlanishni bartaraf etish uchun 36kkal/mol energiya talab etiladi va shu bilan benzol halqasining turunligi tushuntiriladi. Kimyoviy adabiyotlarda organic birikmalar molekulalarida aromatic sistemani kўrsatuvchi qўshbo va oddiy bolar ўrniga umumiy electron bўlishini tasvirlovchi chiziq doira bilan kўrsatiladi.

Nomenklaturasi va izomeriyasi. Benzol qatori uglevododrodlarini nomlash uchun benzol asos qilib olinib, undagi nechta vodorod atomlari qanday radikalga almashgan bўlsa, shu radikal ўqilib, oxiriga benzol sўzi qўshib yoziladi.

CH3

CH3 CH2―CH3 CH2― CH2 ― CH2 HC

CH3
Metilbenzol etilbenzol propilbenzol izopropilbenzol

Benzol gomologlari alkilbenzollar deyiladi. Benzol uglevodorodlarni bir atom vodorodga kam yozilsa, bir valentli aromatic radikallar yoki arillar (Ar bilan belgilanadi) hosil bўladi.

Masalan, benzoldan C6H5― fenil (uni ph bilan belgilanadi), taluoldan

CH3C6H4― tolil, ksiloldan (CH3)2C6H3― ksilillar hosil bўladi. Benzolning ikki valentli radikali C6H4

Benzol halqasidagi hamma uglerod va vodorod atomlari bir xil qiymatga ega bўlganligi uchun uning bir atom vodorodi ўrniga almashingan hosilalari bitta izomerga ega bўladi.

Benzol halqasidagi ikkita vodorod atomlari alkillarga ўrin almashsa, ularning joylanishiga qarab uch xil isomer hosil bўladi.

Agar alkillar yonma-yon turgan uglerod atomlarida joylashgan bўlsa, orto-izomer (“o” harfi bilan belgilanadi) deyiladi.

Agar alkillar bitta uglerod atomi bilan ajralgan uglerod atomlariga joylashgan bўlsa, meta-izomer (“m” vharfi bilan belgilanadi) deyiladi. Agar alkillar ikkita uglerod atomi bilan ajralgan uglerod atomlariga joylashgan bўlsa, para-izomer (“p” harfi bilan belgilanadi) deb aytiladi.


Olinish usullari. Aromatik uglevodorodlar, asosan toshkўmir va neftni qayta ishlab olinadi.

Metallurgiya sanoatida ishlatiladigan koks olish uchun toshkўmir yuqori temperaturada quruq haydaladi. Natijada koks gazi, toshkўmir smolasi, ammiakli suv va koks hosil bўladi. Koks gazi yonilI va xomashyo sifatida ishlatiladi. Toshkўmir smolasini maxsus haydaydigan asbobda qayta haydab fraksiyalarga ajratiladi. Fraksiyalarni qayta ishlab benzol, toluol, ksilol, naftalin, antratsen, fenantren va boshqa aromatic uglevodorodlar olinadi.

Arenlar quyidagi usullar bilan sintez qilinadi:

1.1877-yilda Sh.Fridel- D.krafts usuli bўyicha ham labaratoriyada, ham sanoatda aromatik uglevodorodlar aromatik yadroga alyuminiy xlorid ishtirokida alkyl xlorid ta’sir ettirib olinadi.