Alkinlar (asetilen uglevodorodlar)

Alkinlar (asetilen uglevodorodlar)

Reja:

1. 
   Nomenklaturasi va izomeriyasi
   
2. 
   Alkinlarning fizik xossalari
   
3. 
   Vodorod galogenidlarning birikishi
   
4. 
   Suvning birikishi.
   
5. 
   Polimerlanish reaksiyasi.
   
6. 
   Oksidlanish reaksiyasi
   

Molekulasida uchbog’ saqlagan uglevodorodlarga alkinlar deyiladi. Alkinlar

Ẽn H2n-2 umuiy formulaga ega bo’lib, ularning birinchi vakili asetilin C2H2 dir. Alkinlarning vodorod atomlari tegishli alkanlardan to’rtta, alkenlardan ikkita vodorod atomi soni kam bo’ladi.

Asitellin molekulasi chiziqsimon tuzilishga ega bo’lib, 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-bog’larga egadir.

Nomenklaturasi va izomeriyasi. Sistematik nomenklatura bo’yicha alkinlar nomi to’yingan uglevodorodlar nomidagi “an” qo’shimchasi o’rniga “in” qo’shimchasi yozilib, uning tutgan joyini ko’rsatish bilan o’qiladi. Asetilen uglevodorodlar uchbog’ning o’rin 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 o’tkazib olingan.

2C+H2→CH ≡ CH

2.Metan yuqori temperaturada krekinglab olinadi.

1400° C

2CH4 CH≡CH+3H2

3.To’yinmagan 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-bog’larini oson uzilishi hisobiga birikish reaksiyasiga kirishidir.

Oddiy σ-bog’ning −C−C−energiyasi 81 kkal/molga teng, uchbog’ −C≡C niki esa 199 kkal/molga teng, u holda π-bog’ 199-81 ═59 kkal/mol enrgiyaga ega bo’ladi.

2

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

Vodorod va galoidlarning birikishi. Bu reaksiya ikki bosqichda ketadi, avval bir molekula birikib alkenlar, so’ngra 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 bo’lishini 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 ko’mir ishtirokida uch molekula asetilendan benzol hosil qilgan.
3C2H2→C6H6
O’rin olish reaksiyasi. Molekuladagi uchbog’ yonidagi vodorod atomlari metallar bilan oson o’rin 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 bo’lgan asetilenidlarga kislotalar ta’sir ettirilsa, qaytadan alkinlar hosil bo’ladi.

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, so’ngra 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 uchbog’ 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 xo’jalikning 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 bo’lib, uni 1825-yilda ingiliz kimyogari va fizigi M.Faradey koks gazidan ajratib olgan. Empirik formulasi C6 H6. Benzol +80,1°Cda qaynaydigan o’ziga xos hidga ega bo’lgan 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 o’ziga xos aromatic xususiyatlarga ega ekanligi birikmalarni almashinish reaksiyasiga oson kirishishi va oksidlovchilarga nisbatan turg’un ekanligi bilan tushuntiriladi. Buning sababi benzoldagi har bir uglerod atomida uchtadan σ-bog’ (ikkitasi qo’shniuglerod atomiga, uchinchisi vodorod atomiga) va bittadan π-bog’larni borligi hamda bu bog’lar electron bulutini molekula tekisligiga perpendikular joylashib harakatlanishidadir.

Demak, benzoldagi oltita uglerod atomining hammasi bir xil holatda bo’lib, ularning qaysi biri oddiy bog’ bilan, qaysi biri qo’shma bog’ bilan bog’langanligini ko’rsatib bo’lmaydi. Shuning

Uchun 1865-yilda nemis kimyogari A.Kekule benzol tuzilishini quyidagi ikki ko’rinishda ifodalaydi.

Benzol halqasidagi 6 ta uglerod atomi s-bog’ bilan bog’langan bo’lib, bu bog’larning uzunligi 1,40 °A, ular yassi oltiburchakni tashkil etib, bitta tekislikda yotadi. Benzol molekulasida uglerod atomlari sp²-gibridlangan holatdadir. Benzol molekulasining hosil bo’lish energiyasi (uchta C-C oddiy bog’ 243kkal/mol, uchta qo’shbog’ 441 kkal/mol va oltita C-H oddiy bog’ 544 kkal/mol) 1278 kkal/mol gat eng. Ammo benzol hosil bo’lishi uchun sarflangan energiya 1314 kkal/mol ni tashkil etadi. Bu energiyalar o’rtasidagi 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 turg’unligi tushuntiriladi. Kimyoviy adabiyotlarda organic birikmalar molekulalarida aromatic sistemani ko’rsatuvchi qo’shbog’ va oddiy bog’lar o’rniga umumiy electron bo’lishini tasvirlovchi chiziq doira bilan ko’rsatiladi.

Nomenklaturasi va izomeriyasi. Benzol qatori uglevododrodlarini nomlash uchun benzol asos qilib olinib, undagi nechta vodorod atomlari qanday radikalga almashgan bo’lsa, shu radikal o’qilib, oxiriga benzol so’zi qo’shib 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 bo’ladi.

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

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

Benzol halqasidagi hamma uglerod va vodorod atomlari bir xil qiymatga ega bo’lganligi uchun uning bir atom vodorodi o’rniga almashingan hosilalari bitta izomerga ega bo’ladi.

Benzol halqasidagi ikkita vodorod atomlari alkillarga o’rin almashsa, ularning joylanishiga qarab uch xil isomer hosil bo’ladi.

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

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


Olinish usullari. Aromatik uglevodorodlar, asosan toshko’mir va neftni qayta ishlab olinadi.

Metallurgiya sanoatida ishlatiladigan koks olish uchun toshko’mir yuqori temperaturada quruq haydaladi. Natijada koks gazi, toshko’mir smolasi, ammiakli suv va koks hosil bo’ladi. Koks gazi yonilg’I va xomashyo sifatida ishlatiladi. Toshko’mir 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 bo’yicha ham labaratoriyada, ham sanoatda aromatik uglevodorodlar aromatik yadroga alyuminiy xlorid ishtirokida alkyl xlorid ta’sir ettirib olinadi.