Alkenes સાથે પ્રતિક્રિયા. અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન

પાઠ વિષય:અલ્કેનેસ. તૈયારી, રાસાયણિક ગુણધર્મો અને એલ્કેન્સનો ઉપયોગ.

પાઠના લક્ષ્યો અને ઉદ્દેશ્યો:

• ઇથિલિનના ચોક્કસ રાસાયણિક ગુણધર્મો અને એલ્કેન્સના સામાન્ય ગુણધર્મોની સમીક્ષા કરો;
• ?-બોન્ડ્સ અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની મિકેનિઝમ્સની વિભાવનાઓને વધુ ગહન અને સંકલિત કરો;
• પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓ અને પોલિમરની રચના વિશે પ્રારંભિક વિચારો આપો;
• એલ્કેન્સના ઉત્પાદન માટે પ્રયોગશાળા અને સામાન્ય ઔદ્યોગિક પદ્ધતિઓનું વિશ્લેષણ કરો;
• પાઠ્યપુસ્તક સાથે કામ કરવાની ક્ષમતા વિકસાવવાનું ચાલુ રાખો.

સાધન:વાયુઓ ઉત્પન્ન કરવા માટેનું ઉપકરણ, KMnO 4 સોલ્યુશન, ઇથિલ આલ્કોહોલ, કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ, મેચ, આલ્કોહોલ લેમ્પ, રેતી, કોષ્ટકો “ઇથિલિન પરમાણુનું માળખું”, “એલ્કેન્સના મૂળભૂત રાસાયણિક ગુણધર્મો”, પ્રદર્શન નમૂનાઓ “પોલિમર્સ”.

પાઠની પ્રગતિ

I. સંસ્થાકીય ક્ષણ

અમે એલ્કેન્સની હોમોલોગસ શ્રેણીનો અભ્યાસ કરવાનું ચાલુ રાખીએ છીએ. આજે આપણે એલ્કેન્સની તૈયારી, રાસાયણિક ગુણધર્મો અને ઉપયોગની પદ્ધતિઓ જોવાની છે. આપણે ડબલ બોન્ડને કારણે થતા રાસાયણિક ગુણધર્મોને દર્શાવવું જોઈએ, પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓની પ્રારંભિક સમજણ મેળવવી જોઈએ અને અલ્કેન્સ ઉત્પન્ન કરવા માટે પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક પદ્ધતિઓનો વિચાર કરવો જોઈએ.

II. વિદ્યાર્થીઓના જ્ઞાનને સક્રિય કરવું

1. કયા હાઇડ્રોકાર્બનને એલ્કેન્સ કહેવામાં આવે છે?

1. તેમની રચનાની વિશેષતાઓ શું છે?

1. એલ્કીન પરમાણુમાં ડબલ બોન્ડ રચતા કાર્બન અણુઓ કઈ હાઇબ્રિડ અવસ્થામાં હોય છે?

બોટમ લાઇન: એલ્કેન્સ તેમના પરમાણુઓમાં એક ડબલ બોન્ડની હાજરીમાં એલ્કેન્સથી અલગ પડે છે, જે એલ્કેન્સના રાસાયણિક ગુણધર્મો, તેમની તૈયારી અને ઉપયોગની પદ્ધતિઓની વિશિષ્ટતા નક્કી કરે છે.

III. નવી સામગ્રી શીખવી

1. એલ્કેન્સ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિઓ

એલ્કેન્સ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિઓની પુષ્ટિ કરતી પ્રતિક્રિયા સમીકરણો દોરો

– અલ્કેનેસ C 8 H 18 નું ક્રેકીંગ ––> સી 4 એચ 8 + C 4 H 10 ; (400-700 o C પર થર્મલ ક્રેકીંગ)
ઓક્ટેન બ્યુટેન બ્યુટેન
– અલ્કેન્સનું ડીહાઈડ્રોજનેશન C 4 H 10 ––> C 4 H 8 + H 2; (t, Ni)
બ્યુટેન બ્યુટેન હાઇડ્રોજન
– હેલોઆલ્કેનેસનું ડીહાઇડ્રોહેલોજનેશન C 4 H 9 Cl + KOH ––> C 4 H 8 + KCl + H 2 O;
ક્લોરોબ્યુટેન હાઇડ્રોક્સાઇડ બ્યુટીન ક્લોરાઇડ પાણી
પોટેશિયમ પોટેશિયમ
- ડાયહાલોઆલ્કેનનું ડિહાઇડ્રોહેલોજનેશન
– આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ C 2 H 5 OH ––> C 2 H 4 + H 2 O (જ્યારે કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડની હાજરીમાં ગરમ ​​થાય છે)
યાદ રાખો! ડિહાઈડ્રોજનેશન, ડિહાઈડ્રેશન, ડિહાઈડ્રોહેલોજનેશન અને ડિહેલોજનેશનની પ્રતિક્રિયાઓમાં, એ યાદ રાખવું જોઈએ કે હાઈડ્રોજન પ્રાધાન્યમાં ઓછા હાઈડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુઓથી અમૂર્ત છે (ઝૈતસેવનો નિયમ, 1875)

2. એલ્કેન્સના રાસાયણિક ગુણધર્મો

કાર્બન-કાર્બન બોન્ડની પ્રકૃતિ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના પ્રકારને નિર્ધારિત કરે છે જેમાં કાર્બનિક પદાર્થો દાખલ થાય છે. ઇથિલિન હાઇડ્રોકાર્બનના પરમાણુઓમાં ડબલ કાર્બન-કાર્બન બોન્ડની હાજરી આ સંયોજનોની નીચેની લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે:
- ડબલ બોન્ડની હાજરી એલ્કેન્સને અસંતૃપ્ત સંયોજનો તરીકે વર્ગીકૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે. સંતૃપ્ત રાશિઓમાં તેમનું રૂપાંતર ફક્ત વધારાની પ્રતિક્રિયાઓના પરિણામે જ શક્ય છે, જે ઓલેફિન્સના રાસાયણિક વર્તનનું મુખ્ય લક્ષણ છે;
- ડબલ બોન્ડ ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાની નોંધપાત્ર સાંદ્રતાને રજૂ કરે છે, તેથી વધારાની પ્રતિક્રિયાઓ પ્રકૃતિમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક હોય છે;
- ડબલ બોન્ડમાં એક - અને એક - બોન્ડનો સમાવેશ થાય છે, જે એકદમ સરળતાથી ધ્રુવીકરણ થાય છે.

એલ્કેન્સના રાસાયણિક ગુણધર્મોને દર્શાવતા પ્રતિક્રિયા સમીકરણો

એ) વધારાની પ્રતિક્રિયાઓ

યાદ રાખો! અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ એલ્કેન્સ અને ઉચ્ચ સાયક્લોઆલ્કેન્સની લાક્ષણિકતા છે, જેમાં માત્ર એક જ બંધન હોય છે, એલ્કેન્સ, ડાયેન્સ અને આલ્કીન્સની લાક્ષણિકતા હોય છે, જેમાં ડબલ અને ટ્રિપલ બોન્ડ હોય છે.

યાદ રાખો! બોન્ડ તોડવા માટે નીચેની પદ્ધતિઓ શક્ય છે:

a) જો એલ્કેન્સ અને રીએજન્ટ બિન-ધ્રુવીય સંયોજનો હોય, તો -બોન્ડ ફ્રી રેડિકલ બનાવવા માટે તૂટી જાય છે:

H 2 C = CH 2 + H: H ––> + +

b) જો એલ્કીન અને રીએજન્ટ ધ્રુવીય સંયોજનો હોય, તો પછી -બોન્ડનું ક્લીવેજ આયનોની રચના તરફ દોરી જાય છે:

c) જ્યારે પરમાણુમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુ ધરાવતા રીએજન્ટ તૂટેલા બોન્ડની જગ્યાએ જોડાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન હંમેશા વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુ સાથે જોડાય છે (મોર્કોવનિકોવનો નિયમ, 1869).

– પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા nCH 2 = CH 2 ––> n – CH 2 – CH 2 –– > (– CH 2 – CH 2 –)n
ઇથેન પોલિઇથિલિન

b) ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા

પ્રયોગશાળા અનુભવ.ઇથિલિન મેળવો અને તેના ગુણધર્મોનો અભ્યાસ કરો (વિદ્યાર્થી ડેસ્ક પરની સૂચનાઓ)

ઇથિલિન મેળવવા માટેની સૂચનાઓ અને તેની સાથે પ્રયોગો

1. ટેસ્ટ ટ્યુબમાં 2 મિલી ઘટ્ટ સલ્ફ્યુરિક એસિડ, 1 મિલી આલ્કોહોલ અને થોડી માત્રામાં રેતી મૂકો.
2. ગેસ આઉટલેટ ટ્યુબ સાથે સ્ટોપર વડે ટેસ્ટ ટ્યુબ બંધ કરો અને તેને આલ્કોહોલ લેમ્પની જ્યોતમાં ગરમ ​​કરો.
3. પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ સાથેના સોલ્યુશન દ્વારા પ્રકાશિત ગેસને પસાર કરો. ઉકેલના રંગમાં ફેરફારની નોંધ લો.
4. ગેસ આઉટલેટ ટ્યુબના છેડે ગેસને લાઇટ કરો. જ્યોતના રંગ પર ધ્યાન આપો.

- એલ્કેન્સ તેજસ્વી જ્યોત સાથે બળે છે. (કેમ?)

C 2 H 4 + 3O 2 ––> 2CO 2 + 2H 2 O (સંપૂર્ણ ઓક્સિડેશન સાથે, પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી છે)

ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયા: "હળવા ઓક્સિડેશન (જલીય દ્રાવણમાં)"

- એલ્કેન્સ પોટેશિયમ પરમેંગેનેટના દ્રાવણને રંગીન બનાવે છે (વેગનર પ્રતિક્રિયા)

એસિડિક વાતાવરણમાં વધુ ગંભીર પરિસ્થિતિઓમાં, પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો કાર્બોક્સિલિક એસિડ હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે (એસિડની હાજરીમાં):

CH 3 – CH = CH 2 + 4 [O] ––> CH 3 COOH + HCOOH

- ઉત્પ્રેરક ઓક્સિડેશન

મુખ્ય વસ્તુ યાદ રાખો!

1. અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન વધારાની પ્રતિક્રિયાઓમાં સક્રિયપણે ભાગ લે છે.
2. એલ્કેન્સની પ્રતિક્રિયા એ હકીકતને કારણે છે કે બોન્ડ સરળતાથી રીએજન્ટ્સના પ્રભાવ હેઠળ તૂટી જાય છે.
3. વધારાના પરિણામે, કાર્બન અણુઓનું સંક્રમણ sp 2 થી sp 3 - એક વર્ણસંકર સ્થિતિ થાય છે. પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન મર્યાદિત પાત્ર ધરાવે છે.
4. જ્યારે ઇથિલિન, પ્રોપીલીન અને અન્ય એલ્કેન્સને દબાણ હેઠળ અથવા ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેમના વ્યક્તિગત પરમાણુઓ લાંબી સાંકળો - પોલિમર્સમાં જોડાય છે. પોલિમર (પોલીઇથિલિન, પોલીપ્રોપીલિન) ખૂબ વ્યવહારુ મહત્વ ધરાવે છે.

3. એલ્કેન્સની અરજી(નીચેની યોજના અનુસાર વિદ્યાર્થી સંદેશ).

1 - ઉચ્ચ ઓક્ટેન નંબર સાથે બળતણનું ઉત્પાદન;
2 - પ્લાસ્ટિક;
3 - વિસ્ફોટકો;
4 - એન્ટિફ્રીઝ;
5 - દ્રાવક;
6 - ફળોના પાકને વેગ આપવા માટે;
7 - એસીટાલ્ડીહાઇડનું ઉત્પાદન;
8 - કૃત્રિમ રબર.

III. શીખેલી સામગ્રીને મજબૂત બનાવવી

ગૃહકાર્ય:§§ 15, 16, ભૂતપૂર્વ. 1, 2, 3 પૃષ્ઠ 90, ભૂતપૂર્વ. 4, 5 પૃષ્ઠ 95.

એલ્કેન્સના ભૌતિક ગુણધર્મો એલ્કેન્સની જેમ જ છે, જો કે તે બધામાં અનુરૂપ આલ્કેન્સની તુલનામાં સહેજ ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ છે. ઉદાહરણ તરીકે, પેન્ટેનનું ઉત્કલન બિંદુ 36 °C અને પેન્ટેન -1 - 30 °C છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં, અલ્કેન્સ C 2 - C 4 વાયુઓ છે. C 5 – C 15 એ પ્રવાહી છે, C 16 થી શરૂ કરીને ઘન પદાર્થો છે. અલ્કેન્સ પાણીમાં અદ્રાવ્ય છે પરંતુ કાર્બનિક દ્રાવકોમાં અત્યંત દ્રાવ્ય છે.

અલ્કેન્સ પ્રકૃતિમાં દુર્લભ છે. ઔદ્યોગિક કાર્બનિક સંશ્લેષણ માટે અલ્કેન્સ મૂલ્યવાન કાચો માલ હોવાથી, તેમની તૈયારી માટેની ઘણી પદ્ધતિઓ વિકસાવવામાં આવી છે.

1. એલ્કેન્સનો મુખ્ય ઔદ્યોગિક સ્ત્રોત એલ્કેન્સની ક્રેકીંગ છે જે તેલનો ભાગ છે:

3. પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, એલ્કેન્સ નાબૂદીની પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, જેમાં પડોશી કાર્બન અણુઓમાંથી બે અણુ અથવા અણુઓના બે જૂથો દૂર થાય છે, અને વધારાના પી-બોન્ડ રચાય છે. આવી પ્રતિક્રિયાઓમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે.

1) આલ્કોહોલનું ડિહાઇડ્રેશન ત્યારે થાય છે જ્યારે તેને પાણી દૂર કરનારા એજન્ટો સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે 150 ° સે કરતા વધુ તાપમાને સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે:

જ્યારે આલ્કોહોલમાંથી H 2 O નાબૂદ કરવામાં આવે છે, HBr અને HCl એલ્કિલ હલાઇડ્સમાંથી, હાઇડ્રોજન અણુ પ્રાધાન્યરૂપે પડોશી કાર્બન અણુઓમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે જે હાઇડ્રોજન અણુઓની સૌથી નાની સંખ્યામાં (ઓછામાં ઓછા હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુમાંથી) સાથે બંધાયેલા હોય છે. આ પેટર્નને ઝૈત્સેવનો નિયમ કહેવામાં આવે છે.

3) જ્યારે અડીને આવેલા કાર્બન અણુઓ પર હેલોજન પરમાણુ ધરાવતા ડાયહાલાઈડ્સ સક્રિય ધાતુઓ સાથે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે ડિહેલોજનેશન થાય છે:

CH 2 Br -CHBr -CH 3 + Mg → CH 2 =CH-CH 3 + Mg Br 2.

એલ્કેન્સના રાસાયણિક ગુણધર્મો તેમના પરમાણુઓમાં ડબલ બોન્ડની હાજરી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પી-બોન્ડની ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા એકદમ મોબાઈલ છે અને ઈલેક્ટ્રોફિલિક કણો સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે. તેથી, એલ્કેન્સની ઘણી પ્રતિક્રિયાઓ પદ્ધતિ અનુસાર આગળ વધે છે ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરો, પ્રતીક A E (અંગ્રેજીમાંથી, વધુમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક) દ્વારા નિયુક્ત. ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ આયનીય પ્રક્રિયાઓ છે જે ઘણા તબક્કામાં થાય છે.

પ્રથમ તબક્કામાં, ઇલેક્ટ્રોફિલિક કણ (મોટાભાગે આ H + પ્રોટોન હોય છે) ડબલ બોન્ડના p-ઇલેક્ટ્રોન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે અને પી-કોમ્પ્લેક્સ બનાવે છે, જે પછી વચ્ચે સહસંયોજક s-બોન્ડ બનાવીને કાર્બોકેશનમાં રૂપાંતરિત થાય છે. ઇલેક્ટ્રોફિલિક કણ અને કાર્બન અણુઓમાંથી એક:

alkene p-complex carbocation

બીજા તબક્કામાં, કાર્બોકેશન X - આયન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, આયનની ઈલેક્ટ્રોન જોડીને કારણે બીજું એસ-બોન્ડ બનાવે છે:

ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓમાં, હાઇડ્રોજન આયન ડબલ બોન્ડ પર કાર્બન અણુ સાથે જોડાય છે જે વધુ નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે. ચાર્જનું વિતરણ અવેજીના પ્રભાવ હેઠળ પી-ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતામાં ફેરફાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે: .

+I અસર પ્રદર્શિત કરતા ઇલેક્ટ્રોન-દાન કરનારા અવેજીઓ પી-ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાને વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે અને તેના પર આંશિક નકારાત્મક ચાર્જ બનાવે છે. આ સમજાવે છે માર્કોવનિકોવનો શાસન: જ્યારે HX (X = Hal, OH, CN, વગેરે) જેવા ધ્રુવીય પરમાણુઓને અસમપ્રમાણતાવાળા આલ્કેન્સમાં ઉમેરતા હોય ત્યારે, હાઇડ્રોજન પ્રાધાન્યરૂપે ડબલ બોન્ડ પર વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુ સાથે જોડાય છે.

ચાલો વધારાની પ્રતિક્રિયાઓના ચોક્કસ ઉદાહરણો જોઈએ.

1) હાઇડ્રોહેલોજનેશન. જ્યારે અલ્કેન્સ હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ (HCl, HBr) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે આલ્કિલ હલાઇડ્સ રચાય છે:

CH 3 -CH = CH 2 + HBr ® CH 3 -CHBr-CH 3 .

પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો માર્કોવનિકોવના નિયમ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

જો કે, તેના પર ભાર મૂકવો જોઈએ કે કોઈપણ કાર્બનિક પેરોક્સાઇડની હાજરીમાં, ધ્રુવીય HX પરમાણુઓ માર્કોવનિકોવના નિયમ અનુસાર એલ્કેન્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા નથી:

આ એ હકીકતને કારણે છે કે પેરોક્સાઇડની હાજરી પ્રતિક્રિયાના આયનીય મિકેનિઝમને બદલે આમૂલ નક્કી કરે છે.

2) હાઇડ્રેશન. જ્યારે ખનિજ એસિડ્સ (સલ્ફ્યુરિક, ફોસ્ફોરિક) ની હાજરીમાં એલ્કેન્સ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે આલ્કોહોલ રચાય છે. ખનિજ એસિડ ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે અને પ્રોટોનના સ્ત્રોત છે. પાણીનો ઉમેરો માર્કોવનિકોવના નિયમને પણ અનુસરે છે:

CH 3 -CH = CH 2 + HON ® CH 3 -CH (OH) -CH 3 .

3) હેલોજનેશન. અલ્કેન્સ ડિસકલોર બ્રોમિન પાણી:

CH 2 = CH 2 + Br 2 ® B-CH 2 -CH 2 Br.

આ પ્રતિક્રિયા ડબલ બોન્ડ માટે ગુણાત્મક છે.

4) હાઇડ્રોજનેશન. હાઇડ્રોજનનો ઉમેરો મેટલ ઉત્પ્રેરકની ક્રિયા હેઠળ થાય છે:

જ્યાં R = H, CH 3, Cl, C 6 H 5, વગેરે. CH 2 =CHR પરમાણુને મોનોમર કહેવામાં આવે છે, પરિણામી સંયોજનને પોલિમર કહેવામાં આવે છે, સંખ્યા n પોલિમરાઇઝેશનની ડિગ્રી છે.

વિવિધ એલ્કીન ડેરિવેટિવ્ઝનું પોલિમરાઇઝેશન મૂલ્યવાન ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરે છે: પોલિઇથિલિન, પોલીપ્રોપીલિન, પોલિવિનાઇલ ક્લોરાઇડ અને અન્ય.

વધુમાં, અલ્કેન્સ પણ ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે. પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ (વેગનર પ્રતિક્રિયા) ના જલીય દ્રાવણ સાથે અલ્કેન્સના હળવા ઓક્સિડેશન દરમિયાન, ડાયહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ રચાય છે:

ZSN 2 =CH 2 + 2KMn O 4 + 4H 2 O ® ZNOSN 2 -CH 2 OH + 2MnO 2 ↓ + 2KOH.

આ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે, પોટેશિયમ પરમેંગેનેટનું જાંબલી દ્રાવણ ઝડપથી વિકૃત થઈ જાય છે અને મેંગેનીઝ (IV) ઓક્સાઇડનો ભૂરો અવક્ષેપ થાય છે. આ પ્રતિક્રિયા, જેમ કે બ્રોમિન પાણીની ડીકોલોરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા, ડબલ બોન્ડ માટે ગુણાત્મક છે. એસિડિક વાતાવરણમાં પોટેશિયમ પરમેંગેનેટના ઉકળતા દ્રાવણ સાથે એલ્કેન્સના ગંભીર ઓક્સિડેશન દરમિયાન, કેટોન્સ, કાર્બોક્સિલિક એસિડ અથવા CO 2 ની રચના સાથે ડબલ બોન્ડ સંપૂર્ણપણે તૂટી જાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

ઓક્સિડેશન ઉત્પાદનોના આધારે, મૂળ એલ્કીનમાં ડબલ બોન્ડની સ્થિતિ નક્કી કરી શકાય છે.

અન્ય તમામ હાઇડ્રોકાર્બનની જેમ, એલ્કેન્સ બળે છે અને પુષ્કળ હવા સાથે, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને પાણી બનાવે છે:

C n H 2 n + Zn /2O 2 ® n CO 2 + n H 2 O.

જ્યારે હવા મર્યાદિત હોય છે, ત્યારે એલ્કેન્સનું દહન કાર્બન મોનોક્સાઇડ અને પાણીની રચના તરફ દોરી શકે છે:

C n H 2n + nO 2 ® nCO + nH 2 O .

જો તમે ઓક્સિજન સાથે એલ્કીનને મિશ્રિત કરો છો અને આ મિશ્રણને 200 ° સે સુધી ગરમ કરેલા ચાંદીના ઉત્પ્રેરક ઉપરથી પસાર કરો છો, તો એક એલ્કીન ઓક્સાઇડ (ઇપોક્સાયલ્કેન) રચાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

કોઈપણ તાપમાને, ઓઝોન દ્વારા એલ્કેન્સનું ઓક્સિડેશન થાય છે (ઓઝોન ઓક્સિજન કરતાં વધુ મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટ છે). જો ઓઝોન વાયુને મિથેન ટેટ્રાક્લોરાઇડના એલ્કીનના દ્રાવણમાંથી ઓરડાના તાપમાને નીચેના તાપમાને પસાર કરવામાં આવે, તો વધારાની પ્રતિક્રિયા થાય છે અને અનુરૂપ ઓઝોનાઇડ્સ (ચક્રીય પેરોક્સાઇડ્સ) રચાય છે. ઓઝોનાઇડ્સ ખૂબ જ અસ્થિર છે અને સરળતાથી વિસ્ફોટ કરી શકે છે. તેથી, તેઓ સામાન્ય રીતે અલગ નથી હોતા, પરંતુ ઉત્પાદન પછી તરત જ તેઓ પાણીથી વિઘટિત થાય છે - આ કાર્બોનિલ સંયોજનો (એલ્ડીહાઇડ્સ અથવા કીટોન્સ) ઉત્પન્ન કરે છે, જેનું માળખું એલ્કીનની રચના સૂચવે છે જે ઓઝોનેશનને આધિન હતું.

ઔદ્યોગિક કાર્બનિક સંશ્લેષણ માટે નીચલા એલ્કેન્સ મહત્વપૂર્ણ પ્રારંભિક સામગ્રી છે. ઇથિલિનમાંથી ઇથિલ આલ્કોહોલ, પોલિઇથિલિન અને પોલિસ્ટરીન બનાવવામાં આવે છે. પ્રોપેનનો ઉપયોગ પોલીપ્રોપીલીન, ફિનોલ, એસીટોન અને ગ્લિસરીનના સંશ્લેષણ માટે થાય છે.

એલ્કીન હાઇડ્રોકાર્બન્સ (ઓલેફિન્સ) એ કાર્બનિક પદાર્થોના વર્ગોમાંનો એક છે જેની પોતાની મિલકતો છે. આ વર્ગના પ્રતિનિધિઓમાં એલ્કેન્સના આઇસોમેરિઝમના પ્રકારો અન્ય કાર્બનિક પદાર્થોના આઇસોમેરિઝમ સાથે પુનરાવર્તિત થતા નથી.

વર્ગની લાક્ષણિકતાઓ

ઇથિલિન ઓલેફિન્સ કહેવામાં આવે છે એક ડબલ બોન્ડ ધરાવતા અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનના વર્ગોમાંથી એક.

ભૌતિક ગુણધર્મો અનુસાર, અસંતૃપ્ત સંયોજનોની આ શ્રેણીના પ્રતિનિધિઓ છે:

• વાયુઓ
• પ્રવાહી
• નક્કર સંયોજનો.

પરમાણુઓમાં માત્ર "સિગ્મા" બોન્ડ જ નહીં, પણ "pi" બોન્ડ પણ હોય છે. આનું કારણ વર્ણસંકરીકરણના માળખાકીય સૂત્રમાં હાજરી છે. sp2", જે સમાન વિમાનમાં સંયોજનના અણુઓની ગોઠવણી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

આ કિસ્સામાં, તેમની વચ્ચે ઓછામાં ઓછા એકસો અને વીસ ડિગ્રીનો ખૂણો રચાય છે. બિનહાઇબ્રિડાઇઝ્ડ ઓર્બિટલ્સ " આર» મોલેક્યુલર પ્લેનની ટોચ પર અને તેની નીચે બંને તેના સ્થાન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

આ માળખાકીય લક્ષણ વધારાના બોન્ડની રચના તરફ દોરી જાય છે - “pi” અથવા “ π ».

વર્ણવેલ બોન્ડ "સિગ્મા" બોન્ડની સરખામણીમાં ઓછા મજબૂત છે, કારણ કે સાઇડવેઝના ઓવરલેપિંગમાં નબળા સંલગ્નતા હોય છે.

રચાયેલા બોન્ડની ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું કુલ વિતરણ વિજાતીયતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. કાર્બન-કાર્બન બોન્ડની નજીક ફરતી વખતે, “p” ઓર્બિટલ્સનો ઓવરલેપ ખોરવાઈ જાય છે. દરેક એલ્કીન (ઓલેફિન) માટે, આ પેટર્ન એક વિશિષ્ટ લક્ષણ છે.

લગભગ તમામ ઇથિલિન સંયોજનોમાં ઉચ્ચ ઉકળતા અને ગલનબિંદુ હોય છે, જે તમામ કાર્બનિક પદાર્થોની લાક્ષણિકતા નથી. અસંતૃપ્ત કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના આ વર્ગના પ્રતિનિધિઓ ઝડપથી અન્ય કાર્બનિક દ્રાવકોમાં ઓગળી જાય છે.એસાયક્લિક અસંતૃપ્ત સંયોજનો, ઇથિલિન હાઇડ્રોકાર્બન, સામાન્ય સૂત્ર ધરાવે છે - C n H 2n.

હોમોલોજી

એલ્કેન્સનું સામાન્ય સૂત્ર C n H 2n છે તે હકીકતના આધારે, તેમની પાસે ચોક્કસ હોમોલોજી છે. એલ્કેન્સની હોમોલોગસ શ્રેણી પ્રથમ પ્રતિનિધિ, ઇથિલિન અથવા ઇથેનથી શરૂ થાય છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં આ પદાર્થ એક ગેસ છે અને તેમાં બે કાર્બન અણુ અને ચાર હાઇડ્રોજન અણુઓ છે -C2H4. ઇથેન પછી, પ્રોપેન અને બ્યુટીન સાથે એલ્કેન્સની હોમોલોગસ શ્રેણી ચાલુ રહે છે. તેમના સૂત્રો નીચે મુજબ છે: “C 3 H 6” અને “C 4 H 8”. સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, તે વાયુઓ પણ છે જે ભારે હોય છે, જેનો અર્થ થાય છે કે તેઓને ઊંધી કરીને એક ટેસ્ટ ટ્યુબ વડે એકત્રિત કરવા જોઈએ.

અલ્કેન્સનું સામાન્ય સૂત્ર અમને આ વર્ગના આગામી પ્રતિનિધિની ગણતરી કરવાની મંજૂરી આપે છે, જે માળખાકીય સાંકળમાં ઓછામાં ઓછા પાંચ કાર્બન અણુ ધરાવે છે. આ "C 5 H 10" સૂત્ર સાથેનું પેન્ટેન છે.

શારીરિક લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર, સૂચવેલ પદાર્થ પ્રવાહીનો છે, તેમજ હોમોલોગસ લાઇનના નીચેના બાર સંયોજનો છે.

આ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા અલ્કેન્સમાં, એવા ઘન પદાર્થો પણ છે જે C 18 H 36 સૂત્રથી શરૂ થાય છે. પ્રવાહી અને ઘન ઇથિલિન હાઇડ્રોકાર્બન પાણીમાં ઓગળતા નથી, પરંતુ જ્યારે તેઓ કાર્બનિક દ્રાવકોમાં પ્રવેશ કરે છે ત્યારે તેઓ તેમની સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

એલ્કેન્સનું વર્ણવેલ સામાન્ય સૂત્ર અગાઉ વપરાતા પ્રત્યય “an” ને “en” સાથે બદલીને સૂચિત કરે છે. આ IUPAC નિયમોમાં સમાવિષ્ટ છે. સંયોજનોની આ શ્રેણીના જે પણ પ્રતિનિધિઓ આપણે લઈએ છીએ, તે બધામાં વર્ણવેલ પ્રત્યય છે.

ઇથિલિન સંયોજનોના નામોમાં હંમેશા ચોક્કસ સંખ્યા હોય છે, જે સૂત્રમાં ડબલ બોન્ડનું સ્થાન સૂચવે છે. આના ઉદાહરણો છે: “બ્યુટેન-1” અથવા “પેન્ટેન-2”. અણુ ક્રમાંકન એ ધારથી શરૂ થાય છે જ્યાં ડબલ રૂપરેખાંકન સૌથી નજીક છે. આ નિયમ તમામ કિસ્સાઓમાં "લોખંડ" છે.

આઇસોમેરિઝમ

અલ્કેન્સના વર્ણસંકરીકરણના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, તેઓ ચોક્કસ પ્રકારના આઇસોમેરિઝમ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જેમાંથી દરેકની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ અને માળખું છે. ચાલો એલ્કેન્સના આઇસોમેરિઝમના મુખ્ય પ્રકારોને ધ્યાનમાં લઈએ.

માળખાકીય પ્રકાર

સ્ટ્રક્ચરલ આઇસોમરિઝમને આઇસોમર્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• કાર્બન હાડપિંજર;
• ડબલ બોન્ડનું સ્થાન.

જ્યારે રેડિકલ (મુખ્ય સાંકળમાંથી શાખાઓ) દેખાય છે ત્યારે કાર્બન હાડપિંજરના માળખાકીય આઇસોમર્સ ઉદ્ભવે છે.

સૂચવેલ આઇસોમેરિઝમના એલ્કેન્સના આઇસોમર્સ હશે:

CH 2 =CH — સીએચ 2 — સીએચ 3.

2-મેથાઈલપ્રોપીન-1:

CH 2 =C — સીએચ 3

│

પ્રસ્તુત સંયોજનોમાં કાર્બન અને હાઇડ્રોજન અણુઓની સામાન્ય સંખ્યા છે (C 4 H 8), પરંતુ હાઇડ્રોકાર્બન હાડપિંજરનું માળખું અલગ છે. આ માળખાકીય આઇસોમર્સ છે, જો કે તેમની મિલકતો સમાન નથી. બ્યુટીન -1 (બ્યુટીલીન) માં લાક્ષણિક ગંધ અને માદક ગુણધર્મો છે જે શ્વસન માર્ગને બળતરા કરે છે. 2-મેથાઈલપ્રોપેન-1માં આ લક્ષણો નથી.

આ કિસ્સામાં, ઇથિલિન (C 2 H 4) માં કોઈ આઇસોમર્સ નથી, કારણ કે તેમાં ફક્ત બે કાર્બન અણુઓ હોય છે, જ્યાં રેડિકલને બદલી શકાતા નથી.

સલાહ!રેડિકલને મધ્યમ અને ઉપાંત્ય કાર્બન અણુઓ પર મૂકવાની મંજૂરી છે, પરંતુ તેને અત્યંત અવેજીની નજીક મૂકવાની મંજૂરી નથી. આ નિયમ બધા અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનને લાગુ પડે છે.

ડબલ બોન્ડના સ્થાનના આધારે, આઇસોમર્સને અલગ પાડવામાં આવે છે:

CH 2 =CH — સીએચ 2 — સીએચ 2 -સીએચ 3.

સીએચ 3 -સીએચ = સીએચ — સીએચ 2 -સીએચ 3.

પ્રસ્તુત ઉદાહરણોમાં એલ્કેન્સનું સામાન્ય સૂત્ર છે:C 5 H 10,, પરંતુ એક ડબલ બોન્ડનું સ્થાન અલગ છે.આ સંયોજનોના ગુણધર્મો અલગ અલગ હશે. આ સ્ટ્રક્ચરલ આઇસોમેરિઝમ છે.

આઇસોમેરિઝમ

અવકાશી પ્રકાર

અલ્કેનીસનું અવકાશી આઇસોમેરિઝમ હાઇડ્રોકાર્બન અવેજીની ગોઠવણીની પ્રકૃતિ સાથે સંકળાયેલું છે.

તેના આધારે, આઇસોમર્સને અલગ પાડવામાં આવે છે:

• "Cis";
• "ટ્રાન્સ".

એલ્કેન્સનું સામાન્ય સૂત્ર સમાન સંયોજનના "ટ્રાન્સ આઇસોમર્સ" અને "સીઆઈએસ આઇસોમર્સ" બનાવવા માટે પરવાનગી આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, બ્યુટીલીન (બ્યુટીન) લો. તેના માટે, ડબલ બોન્ડની તુલનામાં અવકાશી તત્વોને અલગ રીતે સ્થાન આપીને અવકાશી માળખા સાથે આઇસોમર્સ બનાવવાનું શક્ય છે.

ઉદાહરણો સાથે, એલ્કેન્સનું આઇસોમેરિઝમ આના જેવું દેખાશે:

"cis-isomer" "ટ્રાન્સ-આઇસોમર"

બ્યુટેન-2 બ્યુટેન-2

આ ઉદાહરણ પરથી તે સ્પષ્ટ છે કે "cis-isomers" પાસે ડબલ બોન્ડ પ્લેનની એક બાજુ પર બે સરખા રેડિકલ હોય છે. "ટ્રાન્સ-આઇસોમર્સ" માટે આ નિયમ કામ કરતું નથી, કારણ કે તેમની પાસે "C=C" કાર્બન શૃંખલાની તુલનામાં બે અલગ-અલગ અવેજીઓ સ્થિત છે. આ પેટર્નને ધ્યાનમાં રાખીને, તમે વિવિધ એસાયક્લિક ઇથિલિન હાઇડ્રોકાર્બન માટે જાતે "cis" અને "ટ્રાન્સ" આઇસોમર્સ બનાવી શકો છો.

બ્યુટીન-2 માટે પ્રસ્તુત “cis isomer” અને “trans isomer” ને એકબીજામાં રૂપાંતરિત કરી શકાતા નથી, કારણ કે આ માટે હાલની કાર્બન ડબલ ચેઈન (C=C) ની આસપાસ પરિભ્રમણ જરૂરી છે.

કયા એલ્કીનમાં કોઈ આઇસોમર નથી? ડબલ સાંકળની તુલનામાં હાઇડ્રોજન અવેજીની સમાન ગોઠવણીને કારણે ઇથિલિનમાં કોઈ અવકાશી આઇસોમર્સ નથી.

ઇન્ટરક્લાસ

એલ્કીન હાઇડ્રોકાર્બનમાં ઇન્ટરક્લાસ આઇસોમેરિઝમ વ્યાપક છે. આનું કારણ સાયક્લોપેરાફિન્સ (સાયક્લોઆલ્કેન્સ) ના સૂત્ર સાથે આ વર્ગના પ્રતિનિધિઓના સામાન્ય સૂત્રની સમાનતા છે.

પદાર્થોની આ શ્રેણીઓમાં સમાન સંખ્યામાં કાર્બન અને હાઇડ્રોજન અણુઓ હોય છે, જે રચનાના બહુવિધ (C n H 2n) હોય છે.

CH 2 =CH — સીએચ 3.

ઇન્ટરક્લાસ આઇસોમર્સ આના જેવો દેખાશે:

સાયક્લોપ્રોપેન:તે તારણ આપે છે કે સૂત્રC3H6બે સંયોજનો જવાબ આપે છે: પ્રોપેન-1 અને સાયક્લોપ્રોપેન.

માળખાકીય માળખું એકબીજાની તુલનામાં કાર્બનની વિવિધ ગોઠવણી દર્શાવે છે. આ સંયોજનોના ગુણધર્મો પણ અલગ છે. પ્રોપીન-1 (પ્રોપીલીન) એ નીચા ઉત્કલન બિંદુ સાથે વાયુયુક્ત સંયોજન છે. સાયક્લોપ્રોપેન તીવ્ર ગંધ અને તીખા સ્વાદ સાથે વાયુયુક્ત સ્થિતિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ પદાર્થોના રાસાયણિક ગુણધર્મો પણ અલગ છે, પરંતુ તેમની રચના સમાન છે. કાર્બનિકમાં આ પ્રકારના આઇસોમર્સને ઇન્ટરક્લાસ કહેવામાં આવે છે.

અલ્કેનેસ. એલ્કેન્સનું આઇસોમેરિઝમ. યુનિફાઇડ સ્ટેટ પરીક્ષા. કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્ર.

અલ્કેનેસ: માળખું, નામકરણ, સમવાદ્યવાદ

નિષ્કર્ષ

અલ્કેન આઇસોમેરિઝમ એ તેમની મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતા છે, જેના કારણે પ્રકૃતિમાં વિવિધ ગુણધર્મોવાળા નવા સંયોજનો દેખાય છે, જેનો ઉપયોગ ઉદ્યોગ અને રોજિંદા જીવનમાં થાય છે.

કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રમાં, તમે સાંકળ અને C=C બોન્ડમાં કાર્બનની વિવિધ માત્રા સાથે હાઇડ્રોકાર્બન પદાર્થો શોધી શકો છો. તેઓ હોમોલોગ્સ છે અને તેમને એલ્કેન્સ કહેવામાં આવે છે. તેમની રચનાને લીધે, તેઓ રાસાયણિક રીતે અલ્કેન્સ કરતાં વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે. પરંતુ તેમના માટે કયા પ્રકારની પ્રતિક્રિયાઓ લાક્ષણિક છે? ચાલો પ્રકૃતિમાં તેમના વિતરણ, ઉત્પાદન અને ઉપયોગની વિવિધ પદ્ધતિઓનો વિચાર કરીએ.

તેઓ શું છે?

અલ્કેનેસ, જેને ઓલેફિન્સ (તેલયુક્ત) પણ કહેવાય છે, તેનું નામ ઇથેન ક્લોરાઇડ પરથી પડ્યું છે, જે આ જૂથના પ્રથમ સભ્યનું વ્યુત્પન્ન છે. બધા એલ્કેન્સમાં ઓછામાં ઓછું એક C=C ડબલ બોન્ડ હોય છે. C n H 2n એ તમામ ઓલેફિન્સનું સૂત્ર છે, અને નામ પરમાણુમાં સમાન સંખ્યામાં કાર્બન ધરાવતા અલ્કેનમાંથી રચાય છે, માત્ર -ane પ્રત્યય -ene માં બદલાય છે. નામના અંતે અરબી અંક, હાયફન દ્વારા અલગ પડે છે, તે કાર્બનની સંખ્યા દર્શાવે છે કે જ્યાંથી ડબલ બોન્ડ શરૂ થાય છે. ચાલો મુખ્ય એલ્કેન્સ જોઈએ, કોષ્ટક તમને તેમને યાદ રાખવામાં મદદ કરશે:

જો પરમાણુઓનું માળખું સરળ, શાખા વિનાનું હોય, તો પછી પ્રત્યય -ylene ઉમેરવામાં આવે છે, તે કોષ્ટકમાં પણ પ્રતિબિંબિત થાય છે.

અલ્કેન્સની પ્રતિક્રિયાશીલતા ખૂબ ઊંચી હોવાથી, તેમના પ્રતિનિધિઓ પ્રકૃતિમાં અત્યંત દુર્લભ છે. ઓલેફિન પરમાણુનો જીવન સિદ્ધાંત છે "ચાલો મિત્રો બનીએ." આજુબાજુ કોઈ અન્ય પદાર્થો નથી - કોઈ સમસ્યા નથી, અમે એકબીજાના મિત્ર બનીશું, પોલિમર બનાવીશું.

પરંતુ તેઓ અસ્તિત્વમાં છે, અને સાથેના પેટ્રોલિયમ ગેસમાં થોડી સંખ્યામાં પ્રતિનિધિઓનો સમાવેશ થાય છે, અને ઉચ્ચ પ્રતિનિધિઓ કેનેડામાં ઉત્પાદિત તેલમાં હોય છે.

એલ્કેન્સનો પ્રથમ પ્રતિનિધિ, ઇથેન, એક હોર્મોન છે જે ફળોના પાકને ઉત્તેજિત કરે છે, તેથી તે વનસ્પતિના પ્રતિનિધિઓ દ્વારા ઓછી માત્રામાં સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. ત્યાં એક એલ્કીન છે, cis-9-ટ્રિકોસીન, જે માદા ઘરની માખીઓમાં જાતીય આકર્ષણની ભૂમિકા ભજવે છે. તેને મસ્કલર પણ કહેવામાં આવે છે. (આકર્ષક એ કુદરતી અથવા કૃત્રિમ મૂળનો પદાર્થ છે જે અન્ય જીવતંત્રમાં ગંધના સ્ત્રોત તરફ આકર્ષણનું કારણ બને છે). રાસાયણિક દૃષ્ટિકોણથી, આ એલ્કીન આના જેવો દેખાય છે:

તમામ અલ્કેન્સ ખૂબ જ મૂલ્યવાન કાચો માલ હોવાથી, તેમને કૃત્રિમ રીતે ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિઓ ખૂબ જ વૈવિધ્યસભર છે. ચાલો સૌથી સામાન્ય મુદ્દાઓ જોઈએ.

જો તમને ઘણી જરૂર હોય તો શું?

ઉદ્યોગમાં, એલ્કેન્સનો વર્ગ મુખ્યત્વે ક્રેકીંગ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, એટલે કે. ઉચ્ચ તાપમાન, ઉચ્ચ અલ્કેન્સના પ્રભાવ હેઠળ પરમાણુનું ક્લીવેજ. પ્રતિક્રિયા માટે 400 થી 700 °C ની રેન્જમાં ગરમીની જરૂર પડે છે. આલ્કેન જે રીતે ઇચ્છે છે તે રીતે વિભાજિત કરે છે, અલ્કેન્સ બનાવે છે, જે મેળવવાની પદ્ધતિઓ આપણે વિચારી રહ્યા છીએ, મોટી સંખ્યામાં પરમાણુ બંધારણ વિકલ્પો સાથે:

C 7 H 16 -> CH 3 -CH=CH 2 + C 4 H 10.

અન્ય સામાન્ય પદ્ધતિને ડિહાઇડ્રોજનેશન કહેવામાં આવે છે, જેમાં હાઇડ્રોજન પરમાણુને ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં અલ્કેન શ્રેણીના પ્રતિનિધિથી અલગ કરવામાં આવે છે.

પ્રયોગશાળાની પરિસ્થિતિઓમાં, એલ્કેન્સ અને તૈયારીની પદ્ધતિઓ અલગ પડે છે તે દૂર કરવાની પ્રતિક્રિયાઓ (તેમની અવેજીમાં અણુઓના જૂથને દૂર કરવા) પર આધારિત છે; આલ્કોહોલમાંથી સૌથી સામાન્ય રીતે દૂર કરાયેલા પાણીના અણુઓ હેલોજન, હાઇડ્રોજન અથવા હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ છે. ઉત્પ્રેરક તરીકે એસિડની હાજરીમાં આલ્કોહોલમાંથી એલ્કેન્સ મેળવવાની સૌથી સામાન્ય રીત છે. અન્ય ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ કરવો શક્ય છે

તમામ નાબૂદીની પ્રતિક્રિયાઓ ઝૈત્સેવના નિયમને આધીન છે, જે કહે છે:

હાઇડ્રોજન પરમાણુ -ઓએચ જૂથ ધરાવતા કાર્બનને અડીને આવેલા કાર્બનમાંથી વિભાજિત થાય છે, જેમાં ઓછા હાઇડ્રોજન હોય છે.

નિયમ લાગુ કર્યા પછી, જવાબ આપો કે કઈ પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન પ્રબળ રહેશે? પછીથી તમને ખબર પડશે કે તમે સાચો જવાબ આપ્યો છે કે નહીં.

રાસાયણિક ગુણધર્મો

એલ્કેન્સ પદાર્થો સાથે સક્રિય રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે, તેમના પી બોન્ડને તોડે છે (C=C બોન્ડનું બીજું નામ). છેવટે, તે એક બોન્ડ (સિગ્મા બોન્ડ) જેટલું મજબૂત નથી. હાઇડ્રોકાર્બન પ્રતિક્રિયા (વધારા) પછી અન્ય પદાર્થો બનાવ્યા વિના અસંતૃપ્તમાંથી સંતૃપ્તમાં રૂપાંતરિત થાય છે.

• હાઇડ્રોજનનો ઉમેરો (હાઇડ્રોજનેશન). તેના પેસેજ માટે ઉત્પ્રેરક અને હીટિંગની હાજરી જરૂરી છે;
• હેલોજન અણુઓનો ઉમેરો (હેલોજનેશન). તે પી બોન્ડની ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયાઓમાંની એક છે. છેવટે, જ્યારે અલ્કેન્સ બ્રોમિન પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે તે ભૂરાથી પારદર્શક બને છે;
• હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ (હાઇડ્રોહેલોજનેશન) સાથે પ્રતિક્રિયા;
• પાણીનો ઉમેરો (હાઇડ્રેશન). પ્રતિક્રિયા થવા માટેની શરતો ગરમી અને ઉત્પ્રેરક (એસિડ) ની હાજરી છે;

હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ અને પાણી સાથે અસમપ્રમાણતાવાળા ઓલેફિન્સની પ્રતિક્રિયાઓ માર્કોવનિકોવના નિયમનું પાલન કરે છે. આનો અર્થ એ છે કે હાઇડ્રોજન કાર્બન-કાર્બન ડબલ બોન્ડમાંથી કાર્બન સાથે જોડાશે જેમાં પહેલાથી વધુ હાઇડ્રોજન અણુઓ છે.

• દહન;
• અપૂર્ણ ઓક્સિડેશન ઉત્પ્રેરક. ઉત્પાદન ચક્રીય ઓક્સાઇડ છે;
• વેગનર પ્રતિક્રિયા (તટસ્થ વાતાવરણમાં પરમેંગેનેટ સાથે ઓક્સિડેશન). આ એલ્કીન પ્રતિક્રિયા એ અન્ય ગુણાત્મક C=C બોન્ડ છે. જેમ જેમ તે વહે છે, પોટેશિયમ પરમેંગેનેટનું ગુલાબી દ્રાવણ વિકૃત થઈ જાય છે. જો સમાન પ્રતિક્રિયા સંયુક્ત એસિડિક વાતાવરણમાં કરવામાં આવે છે, તો ઉત્પાદનો અલગ હશે (કાર્બોક્સિલિક એસિડ, કીટોન્સ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ);
• આઇસોમરાઇઝેશન તમામ પ્રકારો લાક્ષણિકતા છે: cis- અને ટ્રાન્સ-, ડબલ બોન્ડ ચળવળ, ચક્રીકરણ, હાડપિંજરના આઇસોમરાઇઝેશન;
• પોલિમરાઇઝેશન એ ઉદ્યોગ માટે ઓલેફિન્સની મુખ્ય મિલકત છે.

દવામાં અરજી

એલ્કેન્સના પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો ખૂબ જ વ્યવહારુ મહત્વ ધરાવે છે. તેમાંથી ઘણાનો ઉપયોગ દવામાં થાય છે. પ્રોપેનમાંથી ગ્લિસરીન મેળવવામાં આવે છે. આ પોલિહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ એક ઉત્તમ દ્રાવક છે, અને જો તેનો ઉપયોગ પાણીને બદલે કરવામાં આવે છે, તો ઉકેલો વધુ કેન્દ્રિત હશે. તબીબી હેતુઓ માટે, આલ્કલોઇડ્સ, થાઇમોલ, આયોડિન, બ્રોમિન, વગેરેનો ઉપયોગ મલમ, પેસ્ટ અને ક્રીમની તૈયારીમાં પણ થાય છે. તે તેમને સૂકવવાથી અટકાવે છે. ગ્લિસરીન પોતે જ એન્ટિસેપ્ટિક છે.

જ્યારે હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરવામાં આવે છે, ત્યારે ડેરિવેટિવ્સ મેળવવામાં આવે છે જેનો ઉપયોગ સ્થાનિક એનેસ્થેસિયા તરીકે થાય છે જ્યારે ત્વચા પર લાગુ થાય છે, તેમજ ઇન્હેલેશનનો ઉપયોગ કરીને નાના સર્જિકલ હસ્તક્ષેપ માટે ટૂંકા ગાળાના એનેસ્થેસિયા માટે.

આલ્કેડીનિસ એ એક પરમાણુમાં બે ડબલ બોન્ડ સાથે એલ્કેનિસ છે. તેમનો મુખ્ય ઉપયોગ કૃત્રિમ રબરનું ઉત્પાદન છે, જેમાંથી વિવિધ હીટિંગ પેડ્સ અને સિરીંજ, પ્રોબ્સ અને કેથેટર્સ, ગ્લોવ્સ, પેસિફાયર અને ઘણું બધું બનાવવામાં આવે છે, જે બીમારની સંભાળ રાખતી વખતે ફક્ત બદલી ન શકાય તેવી હોય છે.

ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન્સ

Alkenes અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝનો ઉદ્યોગમાં વ્યાપક ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે. (આલ્કેન્સનો ક્યાં અને કેવી રીતે ઉપયોગ થાય છે, ઉપરનું કોષ્ટક).

આ અલ્કેન્સ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝના ઉપયોગનો માત્ર એક નાનો ભાગ છે. દર વર્ષે ઓલેફિન્સની જરૂરિયાત માત્ર વધે છે, જેનો અર્થ છે કે તેમના ઉત્પાદનની જરૂરિયાત પણ વધે છે.

સૌથી સરળ કાર્બનિક સંયોજનો સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન છે. આમાં એલ્કેન્સ, આલ્કાઇન્સ, આલ્કેન્સના વર્ગના પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે.

તેમના સૂત્રોમાં ચોક્કસ ક્રમ અને જથ્થામાં હાઇડ્રોજન અને કાર્બન અણુઓનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ ઘણીવાર પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે.

એલ્કેન્સનું નિર્ધારણ

તેમનું બીજું નામ ઓલેફિન્સ અથવા ઇથિલિન હાઇડ્રોકાર્બન છે. 18મી સદીમાં જ્યારે તૈલી પ્રવાહી, ઇથિલિન ક્લોરાઇડની શોધ થઈ ત્યારે સંયોજનોના આ વર્ગને આ જ કહેવામાં આવતું હતું.

અલ્કેન્સમાં હાઇડ્રોજન અને કાર્બન તત્વો ધરાવતા પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે. તેઓ એસાયક્લિક હાઇડ્રોકાર્બનના છે. તેમના પરમાણુમાં બે કાર્બન અણુઓને એકબીજા સાથે જોડતા સિંગલ ડબલ (અસંતૃપ્ત) બોન્ડ હોય છે.

એલ્કીન સૂત્રો

સંયોજનોના દરેક વર્ગનું પોતાનું રાસાયણિક હોદ્દો છે. તેમાં, સામયિક કોષ્ટકના તત્વોના પ્રતીકો દરેક પદાર્થની રચના અને બંધનનું માળખું દર્શાવે છે.

અલ્કેનીસનું સામાન્ય સૂત્ર નીચે પ્રમાણે સૂચવવામાં આવે છે: C n H 2n, જ્યાં n સંખ્યા 2 કરતાં મોટી અથવા બરાબર છે. જ્યારે તેને સમજવામાં આવે છે, ત્યારે તે જોઈ શકાય છે કે દરેક કાર્બન અણુ માટે બે હાઇડ્રોજન અણુઓ છે.

હોમોલોગસ શ્રેણીમાંથી એલ્કેન્સના પરમાણુ સૂત્રો નીચેની રચનાઓ દ્વારા રજૂ થાય છે: C 2 H 4, C 3 H 6, C 4 H 8, C 5 H 10, C 6 H 12, C 7 H 14, C 8 H 16 , C 9 H 18, C10H20. તે જોઈ શકાય છે કે દરેક અનુગામી હાઇડ્રોકાર્બનમાં વધુ એક કાર્બન અને 2 વધુ હાઇડ્રોજન હોય છે.

અણુમાં અણુઓ વચ્ચેના રાસાયણિક સંયોજનોના સ્થાન અને ક્રમનું ગ્રાફિક હોદ્દો છે, જે વેલેન્સ બારનો ઉપયોગ કરીને, હાઇડ્રોજન સાથે કાર્બનનું બંધન દર્શાવેલ છે.

જ્યારે તમામ રાસાયણિક તત્ત્વો અને બોન્ડ્સ દર્શાવવામાં આવે છે ત્યારે એલ્કેન્સના માળખાકીય સૂત્રને વિસ્તૃત સ્વરૂપમાં દર્શાવી શકાય છે. ઓલેફિન્સની વધુ સંક્ષિપ્ત અભિવ્યક્તિ વેલેન્સ બારનો ઉપયોગ કરીને કાર્બન અને હાઇડ્રોજનનું સંયોજન બતાવતી નથી.

હાડપિંજર સૂત્ર સૌથી સરળ માળખું સૂચવે છે. તૂટેલી રેખા પરમાણુના આધારને રજૂ કરે છે, જેમાં કાર્બન પરમાણુ તેની ટીપ્સ અને છેડા દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે, અને લિંક્સ હાઇડ્રોજન સૂચવે છે.

ઓલેફિન્સના નામ કેવી રીતે રચાય છે?

CH 3 -HC=CH 2 + H 2 O → CH 3 -OHCH-CH 3.

જ્યારે એલ્કેન્સ સલ્ફ્યુરિક એસિડના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે સલ્ફોનેશનની પ્રક્રિયા થાય છે:

CH 3 -HC=CH 2 + HO−OSO−OH → CH 3 -CH 3 CH-O−SO 2 −OH.

પ્રતિક્રિયા એસિડ એસ્ટરની રચના સાથે આગળ વધે છે, ઉદાહરણ તરીકે, આઇસોપ્રોપીલ સલ્ફ્યુરિક એસિડ.

પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ રચવા માટે ઓક્સિજનના પ્રભાવ હેઠળ તેમના દહન દરમિયાન અલ્કેન્સ ઓક્સિડેશનને આધિન છે:

2CH 3 -HC=CH 2 + 9O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O.

સોલ્યુશનના સ્વરૂપમાં ઓલેફિનિક સંયોજનો અને પાતળું પોટેશિયમ પરમેંગેનેટની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ડાયાટોમિક રચનાના ગ્લાયકોલ અથવા આલ્કોહોલની રચના તરફ દોરી જાય છે. આ પ્રતિક્રિયા એથિલિન ગ્લાયકોલની રચના અને દ્રાવણના વિકૃતિકરણ સાથે પણ ઓક્સિડેટીવ છે:

3H 2 C=CH 2 + 4H 2 O+ 2KMnO 4 → 3OHCH-CHOH+ 2MnO 2 +2KOH.

આલ્કીન પરમાણુઓ ફ્રી રેડિકલ અથવા કેશન-એનિયન મિકેનિઝમ સાથે પોલિમરાઇઝેશન પ્રક્રિયામાં સામેલ થઈ શકે છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, પેરોક્સાઇડ્સના પ્રભાવ હેઠળ, પોલિઇથિલિન-પ્રકારનું પોલિમર મેળવવામાં આવે છે.

બીજી મિકેનિઝમ મુજબ, એસિડ્સ કેશનિક ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે, અને ઓર્ગેનોમેટાલિક પદાર્થો એનિઓનિક ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે, જે સ્ટીરીઓસેલેકટિવ પોલિમરને મુક્ત કરે છે.

અલ્કેન્સ શું છે

તેમને પેરાફિન્સ અથવા સંતૃપ્ત એસાયક્લિક હાઇડ્રોકાર્બન પણ કહેવામાં આવે છે. તેમની પાસે રેખીય અથવા ડાળીઓવાળું માળખું છે, જેમાં ફક્ત સંતૃપ્ત સરળ બોન્ડ્સ હોય છે. આ વર્ગના તમામ પ્રતિનિધિઓ પાસે સામાન્ય સૂત્ર C n H 2n+2 છે.

તેમાં માત્ર કાર્બન અને હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે. સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનના હોદ્દા પરથી એલ્કેન્સનું સામાન્ય સૂત્ર રચાય છે.

આલ્કેન્સના નામ અને તેમની લાક્ષણિકતાઓ

આ વર્ગનો સૌથી સરળ પ્રતિનિધિ મિથેન છે. તે પછી ઇથેન, પ્રોપેન અને બ્યુટેન જેવા પદાર્થો આવે છે. તેમનું નામ ગ્રીકમાં અંકના મૂળ પર આધારિત છે, જેમાં પ્રત્યય -an ઉમેરવામાં આવે છે. આલ્કેન્સના નામ IUPAC નામકરણમાં સૂચિબદ્ધ છે.

એલ્કેન્સ, આલ્કીનેસ, આલ્કેન્સના સામાન્ય સૂત્રમાં માત્ર બે પ્રકારના અણુઓનો સમાવેશ થાય છે. તેમાં કાર્બન અને હાઇડ્રોજન તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. ત્રણેય વર્ગોમાં કાર્બન અણુઓની સંખ્યા સમાન છે, તફાવત માત્ર હાઇડ્રોજનની સંખ્યામાં છે, જેને નાબૂદ અથવા ઉમેરી શકાય છે. તેમાંથી અસંતૃપ્ત સંયોજનો મેળવવામાં આવે છે. પેરાફિન્સના પ્રતિનિધિઓ ઓલેફિન્સ કરતાં તેમના પરમાણુમાં 2 વધુ હાઇડ્રોજન અણુ ધરાવે છે, જે એલ્કેન્સ અને અલ્કેન્સના સામાન્ય સૂત્ર દ્વારા પુષ્ટિ મળે છે. ડબલ બોન્ડની હાજરીને કારણે એલ્કીન માળખું અસંતૃપ્ત માનવામાં આવે છે.

જો આપણે અલ-કેનમાં પાણી અને કાર્બન અણુઓની સંખ્યાની સરખામણી કરીએ, તો કાર્બન-રો-ડોવના અન્ય વર્ગોની સરખામણીમાં મૂલ્ય મહત્તમ હશે.

મિથેનથી શરૂ કરીને અને બ્યુટેન સાથે સમાપ્ત થાય છે (C 1 થી C 4 સુધી), પદાર્થો વાયુ સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

C 5 થી C 16 સુધીના હોમોલોગસ રેન્જના હાઇડ્રોકાર્બન પ્રવાહી સ્વરૂપમાં રજૂ થાય છે. મુખ્ય સાંકળમાં 17 કાર્બન અણુઓ ધરાવતા આલ્કેનથી શરૂ કરીને, ભૌતિક અવસ્થામાંથી ઘન સ્વરૂપમાં સંક્રમણ થાય છે.

તેઓ કાર્બન હાડપિંજરમાં આઇસોમેરિઝમ અને પરમાણુના ઓપ્ટિકલ ફેરફારો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

પેરાફિન્સમાં, કાર્બન સંયોજકોને σ-પ્રકારના બોન્ડની રચના સાથે પડોશી કાર્બન અથવા પાણી દ્વારા સંપૂર્ણ રીતે કબજે કરેલ માનવામાં આવે છે. રાસાયણિક દૃષ્ટિકોણથી, આ તેમના નબળા ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે, તેથી જ આલ્કેન્સને લિમિટિંગ અથવા સંતૃપ્ત કોલસો કહેવામાં આવે છે.

તેઓ રેડિકલ હેલોજનેશન, સલ્ફોક્લોરીનેશન અથવા પરમાણુના નાઈટ્રેશન સાથે સંકળાયેલ અવેજી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે.

પેરાફિન્સ ઊંચા તાપમાને ઓક્સિડેશન, કમ્બશન અથવા વિઘટનની પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે. પ્રતિક્રિયા પ્રવેગકના પ્રભાવ હેઠળ, હાઇડ્રોજન અણુઓ દૂર કરવામાં આવે છે અથવા અલ્કેન્સ ડિહાઇડ્રોજનયુક્ત થાય છે.

આલ્કાઇન્સ શું છે

તેમને એસિટિલીન હાઇડ્રોકાર્બન પણ કહેવામાં આવે છે, જે કાર્બન સાંકળમાં ટ્રિપલ બોન્ડ ધરાવે છે. આલ્કાઇન્સનું માળખું સામાન્ય સૂત્ર C n H 2 n-2 દ્વારા વર્ણવવામાં આવ્યું છે. તે દર્શાવે છે કે, અલ્કેન્સથી વિપરીત, એસીટીલીન હાઇડ્રોકાર્બનમાં ચાર હાઇડ્રોજન અણુઓનો અભાવ છે. તેઓ બે π સંયોજનો દ્વારા રચાયેલા ટ્રિપલ બોન્ડ દ્વારા બદલવામાં આવે છે.

આ માળખું આ વર્ગના રાસાયણિક ગુણધર્મો નક્કી કરે છે. અલ્કેન્સ અને આલ્કાઈન્સનું માળખાકીય સૂત્ર સ્પષ્ટપણે તેમના પરમાણુઓની અસંતૃપ્તિ, તેમજ ડબલ (H 2 C꞊CH 2) અને ટ્રિપલ (HC≡CH) બોન્ડની હાજરી દર્શાવે છે.

આલ્કાઇન્સનું નામ અને તેમની લાક્ષણિકતાઓ

સૌથી સરળ પ્રતિનિધિ એસીટીલીન અથવા HC≡CH છે. તેને એથિન પણ કહેવામાં આવે છે. તે સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનના નામ પરથી આવે છે, જેમાં -an પ્રત્યય દૂર કરવામાં આવે છે અને -in ઉમેરવામાં આવે છે. લાંબા આલ્કીન્સના નામોમાં, સંખ્યા ટ્રિપલ બોન્ડનું સ્થાન સૂચવે છે.

સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનની રચનાને જાણીને, તમે નક્કી કરી શકો છો કે કયો અક્ષર એલ્કાઇન્સનું સામાન્ય સૂત્ર સૂચવે છે: a) CnH2n; c) CnH2n+2; c) CnH2n-2; d) CnH2n-6. સાચો જવાબ ત્રીજો વિકલ્પ છે.

એસિટિલીનથી શરૂ કરીને અને બ્યુટેન (C 2 થી C 4 સુધી) સાથે સમાપ્ત થતાં, પદાર્થો પ્રકૃતિમાં વાયુયુક્ત હોય છે.

પ્રવાહી સ્વરૂપમાં C 5 થી C 17 સુધીના હોમોલોગસ રેન્જના હાઇડ્રોકાર્બન હોય છે. મુખ્ય શૃંખલામાં 18 કાર્બન અણુઓ ધરાવતા આલ્કીનથી શરૂ કરીને, ભૌતિક અવસ્થામાંથી ઘન સ્વરૂપમાં સંક્રમણ થાય છે.

તેઓ કાર્બન હાડપિંજરમાં આઇસોમેરિઝમ, ટ્રિપલ બોન્ડની સ્થિતિમાં તેમજ પરમાણુના આંતરવર્ગીય ફેરફારો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

રાસાયણિક લાક્ષણિકતાઓના સંદર્ભમાં, એસિટીલીન હાઇડ્રોકાર્બન એલ્કેન્સ જેવા જ છે.

જો એલ્કાઈન્સ પાસે ટર્મિનલ ટ્રિપલ બોન્ડ હોય, તો તેઓ એલ્કીનાઈડ ક્ષારની રચના સાથે એસિડનું કાર્ય કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, NaC≡CNa. બે π બોન્ડની હાજરી સોડિયમ એસિટિલિડેન પરમાણુને મજબૂત ન્યુક્લિયોફાઇલ બનાવે છે જે અવેજી પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે.

એસીટીલીન કોપર ક્લોરાઇડની હાજરીમાં ડીક્લોરોએસીટીલીન ઉત્પન્ન કરવા માટે ક્લોરીનેશનમાંથી પસાર થાય છે, ડાયસેટીલીન પરમાણુઓને મુક્ત કરવા માટે હેલોઆલ્કાઇન્સની ક્રિયા હેઠળ ઘનીકરણ થાય છે.

અલ્કાઇન્સ એવી પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે જેના સિદ્ધાંતો હેલોજનેશન, હાઇડ્રોહેલોજનેશન, હાઇડ્રેશન અને કાર્બોનિલેશનને નીચે આપે છે. જો કે, આવી પ્રક્રિયાઓ ડબલ બોન્ડવાળા એલ્કેન્સની તુલનામાં નબળી હોય છે.

એસિટિલીન હાઇડ્રોકાર્બન માટે, આલ્કોહોલ, પ્રાથમિક એમાઇન અથવા હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ પરમાણુના ન્યુક્લિયોફિલિક ઉમેરણની પ્રતિક્રિયાઓ શક્ય છે.