Ўзму кимё факультети 5141300-Нефть ва газ кимёси йўналиши 3-курс талабалари учун “Ацетилен углеводороджлари кимёси” фанидан маъруза машғулоти

Ацетилен углеводородларнинг кимёвий хоссаларини алоҳидалиги
Ацетилен углеводородларнинг (шу жумладан ацетиленнинг) молекулаларини тўйинмаганлиги уларнинг кимёвий жиҳатдан жуда фаоллигини асосий омилидир. Ушбу органик бирикмалардаги учбоғ (1 та σ- ва 2 та π-боғ) 3 жуфт валент электронлардан ташкил топган. Бунда σ-боғни узиш учун 82 ккал/мол, 2 та бир-бирига перпендикуляр жойлашган π-боғларни узишга эса 118 ккал/мол, яъни ҳар бир π-боғга 59 ккал/мол энергиядан тўғри келади. Реакция вақтида π-боғлар осон узилади ва натижада қўшбоғ тутган ёки тўйинган бирикмалар ҳосил бўлади. Ундан ташқари ацетилендаги ва унинг RC≡CH таркибли гомологларидаги водород атоми (учинчи валент ҳолатидаги углерод атоми билан бириккан) осон протонланади, яъни уларга кислотали хоссани беради. Ушбу келтирилган сабабларга биноан ацетилен углеводородлар ўрин олиш, бирикиш, конденсацияланиш, полимеризацияланиш каби реакцияларга осон киришади.
Шуни ҳам алоҳида таъкидлаш жоизки, ацетилен ва унинг RC≡CH таркибли гомологларининг кислотали хоссаларини анча юқорилиги бундай углеводородлар учун кутилмаган ҳолдир. Масалан, диссоциланиш доимийси
ацетилен учун ~10-22
этиленники ~10-40
этанники ~10-44.
Ацетиленнинг кислотали хоссасини ошиши учбоғни ҳосил бўлишида қатнашаётган углерод атоми электроманфийлигининг ўсиши билан боғлиқ. Чунки 3 жуфт электронлар қўшни углерод атомларининг ядролари орасига сурилади ва натижада СН даги электронлар жуфтини итариш кучи камаяди. Шу сабабли СН углерод атомини ядросига яқинлашади, яъни протонни ажралиши осонлашади. Демак ацетиленни кислотали хоссаси учбоғ томонидан юзага келтириладиган кучланишнинг натижасидир.
Агарда углерод атоми карбоксил ёки этинил гуруҳлар билан боғланган бўлса, унинг электроманфийлиги яна ҳам ошади. Масалан, диацетиленнинг кислоталиги ацетиленникидан анча юқори. Ацетилен углеводородларнинг учбоғ тутган углеродида карбоксил гуруҳ бўлса, ундаги водороднинг ҳаракатчанлиги худди шундай этилен углеводородникидан анча катта. С≡С нинг π-боғлари узилишга анча мойил, шу сабабли уларда бирикиш реакциялари, ўз-ўзи билан конденсацияланиш ёки полимеризацияланиш реакциялари кетади.
Маълумки ион бирикишларда С≡С боғ электрофил реагентлар билан осон, нуклеофиллар билан эса анча қийин таъсирлашади. С≡С боғ эса, аксинча, электрофиллар (галогенлар, перкислоталар, озон ва бошқалар) билан қийин, лекин нуклеофиллар (сув, спиртлар, аминлар ва бошқалар) билан осон реакцияга киришади. Чунки С≡С боғда электронлар зичлиги юқори ва улар таъсир қилиш учун очиқ, яъни элек­трофил ҳужумни осонлаштиради. Лекин С≡С боғда бундай ҳужум қийин кечади. Унинг сабаблари қуйидагича тахмин қилинади:
Ацетилен углеводородларнинг ўзига хос хусусиятлари

• ЯМР - спектр маълумотларига биноан С≡С боғнинг электронлари молекула ўқи атрофида делокаллашган, яъни цилиндр кўринишида жойлашган. Шу сабабли электрофил реагент таъсирлашиши учун аввал боғнинг электрон жуфтларидан бири локалланиши керак, яъни С≡С боғ электрон булути электрон жуфтларига парчаланиши зарур. С=С боғда эса, аксинча, электрон жуфтлари бошдан локаллашган.
• С≡С даги валент электронларни сони бироз кам (ацетиленда 10, этиленда эса 12 валент электронлар бор) ва шунинг учун у ўзининг электрон жуфтларидан бирини электрофил билан умумлаштиришга мойил эмас, яъни мусбат зарядни қабул қилиши қийин.
• Электрофилни С≡С га бирикишидан ҳосил бўладиган карбо­нил ионини тузилиши чизиқли бўлиши керак. Лекин, бундай изоэлектронли ионлар беқарор бўлади.
• С≡С боғдаги электронлар жуфти углерод ядролари орасидаги кенгликка сурилган, шу сабабли нуклеофил реагентнинг углерод ядросига яқин келиши осон ва ацетилен углеродини электроманфийлиги бундай яқинлашишга имкон яратади.