એલ્કેન્સનું વિઘટન. એલ્કેન્સની હોમોલોગસ શ્રેણી

અલ્કેન્સ રાસાયણિક રીતે સક્રિય છે. તેમના રાસાયણિક ગુણધર્મો મોટાભાગે ડબલ બોન્ડની હાજરી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. અલ્કેન્સ માટે સૌથી સામાન્ય પ્રતિક્રિયાઓ ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ અને આમૂલ ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ છે. ન્યુક્લિયોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓને સામાન્ય રીતે મજબૂત ન્યુક્લિયોફાઇલની હાજરીની જરૂર હોય છે અને તે એલ્કેન્સ માટે લાક્ષણિક નથી. એલ્કેન્સ સરળતાથી ઓક્સિડેશન અને વધારાની પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે અને એલિલ રેડિકલ અવેજીમાં પણ સક્ષમ છે.

વધારાની પ્રતિક્રિયાઓ

હાઇડ્રોજનેશન એલ્કેનિસમાં હાઇડ્રોજન (હાઇડ્રોજનેશન પ્રતિક્રિયા)નો ઉમેરો ઉત્પ્રેરકોની હાજરીમાં કરવામાં આવે છે. મોટેભાગે, કચડી ધાતુઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે - પ્લેટિનમ, નિકલ, પેલેડિયમ, વગેરે. પરિણામે, અનુરૂપ એલ્કેન્સ (સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન) રચાય છે.

$CH_2=CH_2 + H2 → CH_3–CH_3$

હેલોજનનો ઉમેરો. આલ્કેન્સ સરળતાથી, સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, કલોરિન અને બ્રોમિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપીને અનુરૂપ ડાયહાલોઆલ્કેન્સની રચના કરે છે, જેમાં હેલોજન પરમાણુ નજીકના કાર્બન અણુઓ પર સ્થિત હોય છે.

નોંધ 1

જ્યારે અલ્કેન્સ બ્રોમિન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે બ્રોમિન પીળા-ભૂરા રંગમાં વિકૃત થઈ જાય છે. અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન માટે આ સૌથી જૂની અને સૌથી સરળ ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયાઓ પૈકીની એક છે, કારણ કે આલ્કાઇન્સ અને અલ્કાડિન પણ સમાન રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

$CH_2=CH_2 + Br_2 → CH_2Br–CH_2Br$

હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સનો ઉમેરો. જ્યારે ઇથિલિન હાઇડ્રોકાર્બન હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ ($HCl$, $HBr$) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, ત્યારે હેલોઆલ્કેન્સની રચના થાય છે, પ્રતિક્રિયાની દિશા એલ્કેન્સની રચના પર આધારિત છે;

ઇથિલિન અથવા સપ્રમાણતાવાળા અલ્કેન્સના કિસ્સામાં, વધારાની પ્રતિક્રિયા અસ્પષ્ટપણે થાય છે અને માત્ર એક ઉત્પાદનની રચના તરફ દોરી જાય છે:

$CH_2=CH_2 + HBr → CH_3–CH_2Br$

અસમપ્રમાણતાવાળા અલ્કેનીસના કિસ્સામાં, બે અલગ-અલગ વધારાની પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનોની રચના શક્ય છે:

નોંધ 2

હકીકતમાં, મુખ્યત્વે માત્ર એક જ પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદન રચાય છે. આવી પ્રતિક્રિયાઓની દિશામાં પેટર્નની સ્થાપના રશિયન રસાયણશાસ્ત્રી વી.વી. 1869 માં માર્કોવનિકોવ તેને માર્કોવનિકોવનો શાસન કહેવામાં આવે છે. જ્યારે હાઇડ્રોજન હેલાઇડ્સ અસમપ્રમાણતાવાળા એલ્કેન્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે સૌથી વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુ પર ડબલ બોન્ડ ક્લીવેજની જગ્યાએ એક હાઇડ્રોજન અણુ ઉમેરવામાં આવે છે, એટલે કે તે મોટી સંખ્યામાં હાઇડ્રોજન અણુઓ સાથે જોડાયેલ હોય તે પહેલાં.

માર્કોવનિકોવે આ નિયમ પ્રાયોગિક ડેટાના આધારે ઘડ્યો હતો, અને પછીથી જ તેને સૈદ્ધાંતિક સમર્થન મળ્યું હતું. હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ સાથે પ્રોપિલિનની પ્રતિક્રિયાને ધ્યાનમાં લો.

$p$ બોન્ડની વિશેષતાઓમાંની એક તેની સરળતાથી ધ્રુવીકરણ કરવાની ક્ષમતા છે. પ્રોપેન પરમાણુમાં મિથાઈલ જૂથ (હકારાત્મક પ્રેરક અસર + $I$) ના પ્રભાવ હેઠળ, $p$ બોન્ડની ઈલેક્ટ્રોન ઘનતા કાર્બન અણુઓમાંથી કોઈ એક (= $CH_2$)માં શિફ્ટ થાય છે. પરિણામે, તેના પર આંશિક નકારાત્મક ચાર્જ ($\delta -$) દેખાય છે. ડબલ બોન્ડના અન્ય કાર્બન અણુ પર આંશિક હકારાત્મક ચાર્જ ($\delta +$) દેખાય છે.

પ્રોપીલીન પરમાણુમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનું આ વિતરણ ભાવિ પ્રોટોન હુમલાનું સ્થાન નક્કી કરે છે. આ મિથિલિન જૂથ (= $CH_2$) નો કાર્બન અણુ છે, જે આંશિક નકારાત્મક $\delta-$ ચાર્જ ધરાવે છે. અને ક્લોરિન, તે મુજબ, આંશિક હકારાત્મક ચાર્જ $\delta+$ સાથે કાર્બન અણુ પર હુમલો કરે છે.

પરિણામે, હાઇડ્રોજન ક્લોરાઇડ સાથે પ્રોપિલિનની પ્રતિક્રિયાનું મુખ્ય ઉત્પાદન 2-ક્લોરોપ્રોપેન છે.

હાઇડ્રેશન

એલ્કેન્સનું હાઇડ્રેશન ખનિજ એસિડની હાજરીમાં થાય છે અને માર્કોવનિકોવના નિયમનું પાલન કરે છે. પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો આલ્કોહોલ છે

$CH_2=CH_2 + H_2O → CH_3–CH_2–OH$

આલ્કિલેશન

નીચા તાપમાને એસિડ ઉત્પ્રેરક ($HF$ અથવા $H_2SO_4$) ની હાજરીમાં અલ્કેન્સમાં આલ્કેનનો ઉમેરો કરવાથી ઊંચા પરમાણુ વજન સાથે હાઇડ્રોકાર્બનની રચના થાય છે અને મોટે ભાગે તેનો ઉપયોગ મોટર ઇંધણ બનાવવા માટે ઉદ્યોગમાં થાય છે.

$R–CH_2=CH_2 + R’–H → R–CH_2–CH_2–R’$

ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ

ડબલ બોન્ડના ક્લીવેજ સાથે અને કાર્બન હાડપિંજરની જાળવણી સાથે, ઓક્સિડાઇઝિંગ રીએજન્ટ્સની પરિસ્થિતિઓ અને પ્રકારો પર આધાર રાખીને, અલ્કેન્સનું ઓક્સિડેશન થઈ શકે છે:

પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓ

એલ્કીન પરમાણુઓ ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં $\pi$ બોન્ડ ખોલીને અને ડાઇમર્સ, ટ્રીમર અથવા ઉચ્ચ પરમાણુ વજન સંયોજનો - પોલિમરની રચના સાથે એકબીજામાં ઉમેરવામાં સક્ષમ છે. અલ્કેન્સનું પોલિમરાઇઝેશન કાં તો ફ્રી રેડિકલ અથવા કેશન-એનિયન મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધી શકે છે. એસિડ્સ, પેરોક્સાઇડ્સ, ધાતુઓ, વગેરેનો ઉપયોગ પોલિમરાઇઝેશન ઇનિશિયેટર્સ તરીકે થાય છે, પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા તાપમાન, ઇરેડિયેશન અને દબાણના પ્રભાવ હેઠળ પણ થાય છે. પોલિઇથિલિન બનાવવા માટે ઇથિલિનનું પોલિમરાઇઝેશન એ એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ છે

$nCH_2=CH_2 → (–CH_2–CH_(2^–))_n$

અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ

અવેજી પ્રતિક્રિયાઓ એલ્કેન્સ માટે લાક્ષણિક નથી. જો કે, ઊંચા તાપમાને (400 °C થી વધુ), આમૂલ ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ, જે ઉલટાવી શકાય તેવું છે, દબાવવામાં આવે છે. આ કિસ્સામાં, ડબલ બોન્ડ જાળવી રાખીને એલીલિક સ્થિતિમાં સ્થિત હાઇડ્રોજન અણુને બદલવું શક્ય બને છે.

$CH_2=CH–CH_3 + Cl_2 – CH_2=CH–CH_2Cl + HCl$

નોલેજ હાઇપરમાર્કેટ >>રસાયણશાસ્ત્ર >>રસાયણશાસ્ત્ર 10મો ગ્રેડ >> રસાયણશાસ્ત્ર: અલ્કેનેસ

અસંતૃપ્તમાં તેમના પરમાણુઓમાં કાર્બન અણુઓ વચ્ચે બહુવિધ બોન્ડ ધરાવતા હાઇડ્રોકાર્બનનો સમાવેશ થાય છે. અસંતૃપ્ત છે એલ્કેન્સ, આલ્કાઇન્સ, આલ્કેડિનેસ (પોલીનિસ). રીંગમાં ડબલ બોન્ડ ધરાવતા ચક્રીય હાઇડ્રોકાર્બન્સ (સાયક્લોઆલ્કેન્સ), તેમજ રીંગમાં ઓછા કાર્બન અણુઓ (ત્રણ કે ચાર અણુ) ધરાવતા સાયક્લોઆલ્કેન્સમાં પણ અસંતૃપ્ત પાત્ર હોય છે. "અસંતૃપ્તિ" ની મિલકત આ પદાર્થોની વધારાની પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશવાની ક્ષમતા સાથે સંકળાયેલી છે, મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન, સંતૃપ્ત, અથવા સંતૃપ્ત, હાઇડ્રોકાર્બન - અલ્કેન્સની રચના સાથે.

માળખું

એલ્કેન્સ એસાયક્લિક છે, જે પરમાણુમાં, સિંગલ બોન્ડ્સ ઉપરાંત, કાર્બન અણુઓ વચ્ચે એક ડબલ બોન્ડ ધરાવે છે અને સામાન્ય સૂત્ર C n H 2n ને અનુરૂપ છે.

અલ્કેનેસને તેમનું બીજું નામ મળ્યું - "ઓલેફિન્સ" અસંતૃપ્ત ફેટી એસિડ્સ (ઓલીક, લિનોલીક) સાથે સામ્યતા દ્વારા, જેના અવશેષો પ્રવાહી ચરબીનો ભાગ છે - તેલ (અંગ્રેજી તેલ - તેલમાંથી).

કાર્બન અણુઓ કે જેઓ વચ્ચે બેવડું બોન્ડ હોય છે, જેમ તમે જાણો છો, તે sp 2 વર્ણસંકરીકરણની સ્થિતિમાં છે. આનો અર્થ એ છે કે એક s અને બે p ભ્રમણકક્ષા વર્ણસંકરીકરણમાં ભાગ લે છે, અને એક p ભ્રમણકક્ષા બિનસંકરિત રહે છે. હાઇબ્રિડ ઓર્બિટલ્સનો ઓવરલેપ એ-બોન્ડની રચના તરફ દોરી જાય છે, અને ઇથિલિન પરમાણુના પડોશી કાર્બન અણુઓના બિન-સંકર-ભ્રમણકક્ષાના કારણે, બીજો એક રચાય છે, n- જોડાણ. આમ, ડબલ બોન્ડમાં એક Þ-બોન્ડ અને એક p-બોન્ડનો સમાવેશ થાય છે.

ડબલ બોન્ડ બનાવતા અણુઓના વર્ણસંકર ઓર્બિટલ્સ એક જ પ્લેનમાં હોય છે, અને એન-બોન્ડ બનાવતા ઓર્બિટલ્સ પરમાણુના પ્લેન પર કાટખૂણે સ્થિત હોય છે (ફિગ. 5 જુઓ).

ડબલ બોન્ડ (0.132 એનએમ) સિંગલ બોન્ડ કરતા ટૂંકા હોય છે, અને તેની ઉર્જા વધારે હોય છે, એટલે કે તે વધુ મજબૂત હોય છે. તેમ છતાં, મોબાઇલની હાજરી, સરળતાથી ધ્રુવીકરણ કરી શકાય તેવા 7g-બોન્ડ એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે અલ્કેન્સ રાસાયણિક રીતે અલ્કેન્સ કરતાં વધુ સક્રિય છે અને વધારાની પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશવામાં સક્ષમ છે.

ઇથેનની હોમોલોગસ શ્રેણી

અનબ્રાન્ચ્ડ એલ્કેન્સ એથેન (ઇથિલિન) ની હોમોલોગસ શ્રેણી બનાવે છે.

C2H4 - ઇથેન, C3H6 - પ્રોપેન, C4H8 - બ્યુટેન, C5H10 - પેન્ટેન, C6H12 - હેક્સીન, વગેરે.

આઇસોમેરિઝમ અને નામકરણ

અલ્કેન્સ, અલ્કેન્સની જેમ, માળખાકીય આઇસોમેરિઝમ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સ્ટ્રક્ચરલ આઇસોમર્સ, જેમ તમને યાદ છે, કાર્બન હાડપિંજરની રચનામાં એકબીજાથી અલગ છે. માળખાકીય આઇસોમર્સ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ સૌથી સરળ એલ્કીન, બ્યુટીન છે.

CH3-CH2-CH=CH2 CH3-C=CH2
l
CH3
બ્યુટીન -1 મિથાઈલપ્રોપીન

એક ખાસ પ્રકારનું માળખાકીય આઇસોમેરિઝમ એ ડબલ બોન્ડની સ્થિતિનું આઇસોમેરિઝમ છે:

CH3-CH2-CH=CH2 CH3-CH=CH-CH3
બ્યુટેન-1 બ્યુટેન-2

એક જ કાર્બન-કાર્બન બોન્ડની આસપાસ કાર્બન અણુઓનું લગભગ મુક્ત પરિભ્રમણ શક્ય છે, તેથી આલ્કેન પરમાણુઓ વિવિધ પ્રકારના આકારો ધારણ કરી શકે છે. ડબલ બોન્ડની આસપાસ પરિભ્રમણ અશક્ય છે, જે એલ્કેન્સમાં અન્ય પ્રકારના આઇસોમેરિઝમના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે - ભૌમિતિક, અથવા સીઆઈએસ-ટ્રાન્સ આઇસોમેરિઝમ.

સીઆઈએસ આઈસોમર્સ પ્લેન સાથે સંબંધિત મોલેક્યુલર ટુકડાઓ (આ કિસ્સામાં, મિથાઈલ જૂથો) ની અવકાશી ગોઠવણીમાં થોરાક્સ આઈસોમર્સથી અલગ પડે છે. n- જોડાણો, અને તેથી ગુણધર્મો.

અલ્કેન્સ એ સાયક્લોઆલ્કેન્સ (ઇન્ટરક્લાસ આઇસોમેરિઝમ) થી આઇસોમેરિક છે, ઉદાહરણ તરીકે:

CH2 = CH-CH2-CH2-CH2-CH3
હેક્સીન -1 સાયક્લોહેક્સેન

નામકરણ alkenes, IUPAC દ્વારા વિકસિત, એલ્કેન્સના નામકરણ જેવું જ છે.

1. મુખ્ય સર્કિટ પસંદગી

હાઇડ્રોકાર્બનના નામની રચના મુખ્ય સાંકળની વ્યાખ્યાથી શરૂ થાય છે - પરમાણુમાં કાર્બન અણુઓની સૌથી લાંબી સાંકળ. એલ્કેન્સના કિસ્સામાં, મુખ્ય સાંકળમાં ડબલ બોન્ડ હોવું આવશ્યક છે.

2. મુખ્ય સાંકળના અણુઓની સંખ્યા

મુખ્ય શૃંખલાના અણુઓની સંખ્યા એ છેડેથી શરૂ થાય છે જ્યાં ડબલ બોન્ડ સૌથી નજીક છે. ઉદાહરણ તરીકે, યોગ્ય જોડાણ નામ છે

CH3-SN-CH2-CH=CH-CH3 CH3

5-મેથાઈલહેક્સિન-2, નહીં કે 2-મેથાઈલહેક્સિન-4, જેમ કે કોઈ અપેક્ષા રાખી શકે છે.

જો ડબલ બોન્ડની સ્થિતિ સાંકળમાં અણુઓની સંખ્યાની શરૂઆત નક્કી કરી શકતી નથી, તો તે સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનની જેમ જ અવેજીની સ્થિતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

CH3- CH2-CH=CH-CH-CH3
l
CH3
2-મેથાઈલહેક્સિન-3

3. નામની રચના

એલ્કેન્સના નામો એલ્કેન્સના નામની જેમ જ રચાય છે. નામના અંતે, કાર્બન અણુની સંખ્યા દર્શાવો કે જેનાથી ડબલ બોન્ડ શરૂ થાય છે, અને પ્રત્યય સૂચવે છે કે સંયોજન એલ્કેન્સ, -ene ના વર્ગનું છે.

રસીદ

1. પેટ્રોલિયમ પેદાશોની ક્રેકીંગ. સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનના થર્મલ ક્રેકીંગની પ્રક્રિયામાં, અલ્કેન્સની રચના સાથે, અલ્કેન્સની રચના થાય છે.

2. સંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનનું ડિહાઇડ્રોજનેશન. જ્યારે ઉચ્ચ તાપમાન (400-600 °C) પર ઉત્પ્રેરક ઉપરથી અલ્કેન્સ પસાર થાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન પરમાણુ નાબૂદ થાય છે અને એલ્કીન રચાય છે:

3. આલ્કોહોલનું નિર્જલીકરણ (પાણી નાબૂદી). ઊંચા તાપમાને મોનોહાઈડ્રિક આલ્કોહોલ પર પાણી દૂર કરનારા એજન્ટો (H2804, Al203) ની અસર પાણીના અણુને દૂર કરવા અને ડબલ બોન્ડની રચના તરફ દોરી જાય છે:

આ પ્રતિક્રિયાને ઇન્ટ્રામોલેક્યુલર ડિહાઇડ્રેશન કહેવામાં આવે છે (ઇન્ટરમોલેક્યુલર ડિહાઇડ્રેશનથી વિપરીત, જે ઇથર્સની રચના તરફ દોરી જાય છે અને તેનો અભ્યાસ § 16 "આલ્કોહોલ" માં કરવામાં આવશે).

4. ડીહાઈડ્રોહેલોજનેશન (હાઈડ્રોજન હલાઈડનું નાબૂદી).

જ્યારે આલ્કોહોલ સોલ્યુશનમાં હેલોઆલ્કેન આલ્કલી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન હેલાઇડ પરમાણુ નાબૂદ થવાના પરિણામે ડબલ બોન્ડ રચાય છે.

નોંધ કરો કે આ પ્રતિક્રિયા બ્યુટેન-1ને બદલે મુખ્યત્વે બ્યુટેન-2 ઉત્પન્ન કરે છે, જે અનુરૂપ ઝૈત્સેવનો નિયમ:

જ્યારે હાઇડ્રોજન હેલાઇડ ગૌણ અને તૃતીય હેલોઆલ્કેનમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઓછામાં ઓછા હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુમાંથી હાઇડ્રોજન અણુ દૂર થાય છે.

5. ડિહેલોજનેશન. જ્યારે ઝિંક એલ્કેનના ડિબ્રોમો ડેરિવેટિવ પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે પડોશી કાર્બન અણુઓ પર સ્થિત હેલોજન અણુઓ દૂર થાય છે અને ડબલ બોન્ડ રચાય છે:

ભૌતિક ગુણધર્મો

એલ્કેન્સની હોમોલોગસ શ્રેણીના પ્રથમ ત્રણ પ્રતિનિધિઓ વાયુઓ છે, C5H10-C16H32 રચનાના પદાર્થો પ્રવાહી છે, અને ઉચ્ચ અલ્કેન્સ ઘન પદાર્થો છે.

ઉત્કલન અને ગલનબિંદુઓ કુદરતી રીતે સંયોજનોના પરમાણુ વજનમાં વધારો કરે છે.

રાસાયણિક ગુણધર્મો

વધારાની પ્રતિક્રિયાઓ

ચાલો યાદ કરીએ કે અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનના પ્રતિનિધિઓનું એક વિશિષ્ટ લક્ષણ - એલ્કેન્સ એ વધારાની પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશવાની ક્ષમતા છે. આમાંની મોટાભાગની પ્રતિક્રિયાઓ ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પદ્ધતિ દ્વારા આગળ વધે છે.

1. અલ્કેન્સનું હાઇડ્રોજનેશન. અલ્કેન્સ હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરક - ધાતુઓ - પ્લેટિનમ, પેલેડિયમ, નિકલની હાજરીમાં હાઇડ્રોજન ઉમેરવા માટે સક્ષમ છે:

CH3-CH2-CH=CH2 + H2 -> CH3-CH2-CH2-CH3

આ પ્રતિક્રિયા વાતાવરણીય અને એલિવેટેડ દબાણ બંને પર થાય છે અને તેને ઉચ્ચ તાપમાનની જરૂર નથી, કારણ કે તે એક્ઝોથર્મિક છે. જ્યારે તાપમાન વધે છે, ત્યારે સમાન ઉત્પ્રેરક વિપરીત પ્રતિક્રિયા પેદા કરી શકે છે - ડિહાઇડ્રોજનેશન.

2. હેલોજનેશન (હેલોજનનો ઉમેરો). બ્રોમિન પાણી અથવા કાર્બનિક દ્રાવક (CCl4) માં બ્રોમાઇનના દ્રાવણ સાથે એલ્કીનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એલ્કીનમાં હેલોજન પરમાણુના ઉમેરા અને ડાયહાલોઆલ્કેન્સની રચનાના પરિણામે આ ઉકેલોના ઝડપી વિકૃતિકરણ તરફ દોરી જાય છે.

માર્કોવનિકોવ વ્લાદિમીર વાસિલીવિચ

(1837-1904)

રશિયન કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રી. રાસાયણિક બંધારણના આધારે અવેજી, નાબૂદી, ડબલ બોન્ડમાં ઉમેરા અને આઇસોમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયાઓની દિશા અંગેના (1869) નિયમો ઘડવામાં આવ્યા છે. તેમણે તેલની રચનાનો અભ્યાસ કર્યો (1880 થી) અને સ્વતંત્ર વિજ્ઞાન તરીકે પેટ્રોકેમિસ્ટ્રીનો પાયો નાખ્યો. (1883) કાર્બનિક પદાર્થોનો નવો વર્ગ શોધાયો - સાયક્લો-પેરાફિન્સ (નેપ્થેન્સ).

3. હાઇડ્રોહેલોજનેશન (હાઇડ્રોજન હલાઇડનો ઉમેરો).

હાઇડ્રોજન હલાઇડ ઉમેરણ પ્રતિક્રિયા નીચે વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવશે. આ પ્રતિક્રિયા માર્કોવનિકોવના નિયમનું પાલન કરે છે:

જ્યારે હાઇડ્રોજન હેલાઇડ એલ્કીન સાથે જોડાય છે, ત્યારે હાઇડ્રોજન વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુ સાથે જોડાય છે, એટલે કે, જે અણુ પર વધુ હાઇડ્રોજન પરમાણુ હોય છે, અને હેલોજન ઓછા હાઇડ્રોજનવાળા અણુ સાથે જોડાય છે.

4. હાઇડ્રેશન (પાણીનો ઉમેરો). અલ્કેન્સનું હાઇડ્રેશન આલ્કોહોલની રચના તરફ દોરી જાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, ઇથેનમાં પાણી ઉમેરવું એ ઇથિલ આલ્કોહોલ બનાવવા માટેની ઔદ્યોગિક પદ્ધતિઓમાંની એક છે:

CH2=CH2 + H2O -> CH3-CH2OH
ઇથેન ઇથેનોલ

નોંધ કરો કે પ્રાથમિક આલ્કોહોલ (પ્રાથમિક કાર્બન પર હાઇડ્રોક્સી જૂથ સાથે) ત્યારે જ બને છે જ્યારે ઇથેન હાઇડ્રેટેડ હોય. જ્યારે પ્રોપેન અથવા અન્ય અલ્કેન્સ હાઇડ્રેટેડ હોય છે, ત્યારે ગૌણ આલ્કોહોલ રચાય છે.

આ પ્રતિક્રિયા માર્કોવનિકોવના નિયમ અનુસાર પણ આગળ વધે છે - હાઇડ્રોજન કેશન વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુ સાથે જોડાય છે, અને હાઇડ્રોક્સી જૂથ ઓછા હાઇડ્રોજનયુક્ત અણુ સાથે જોડાય છે.

5. પોલિમરાઇઝેશન. ઉમેરાનો એક વિશેષ કેસ એલ્કેન્સની પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા છે:

આ વધારાની પ્રતિક્રિયા ફ્રી-રેડિકલ મિકેનિઝમ દ્વારા થાય છે.

ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયાઓ

કોઈપણ કાર્બનિક સંયોજનોની જેમ, એલ્કેન્સ ઓક્સિજનમાં બળીને CO2 અને H20 બનાવે છે.

અલ્કેન્સથી વિપરીત, જે દ્રાવણમાં ઓક્સિડેશન માટે પ્રતિરોધક છે, પોટેશિયમ પરમેંગેનેટના જલીય દ્રાવણની ક્રિયા દ્વારા આલ્કેન્સને સરળતાથી ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં આવે છે. તટસ્થ અથવા સહેજ આલ્કલાઇન સોલ્યુશનમાં, એલ્કેન્સનું ડાયોલ્સ (ડાયહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ) થી ઓક્સિડેશન થાય છે, અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો તે અણુઓમાં ઉમેરવામાં આવે છે જેની વચ્ચે ઓક્સિડેશન પહેલાં ડબલ બોન્ડ અસ્તિત્વમાં હતું.

જેમ તમે પહેલાથી જ જાણો છો, અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન - એલ્કેન્સ વધારાની પ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રવેશવામાં સક્ષમ છે. આમાંની મોટાભાગની પ્રતિક્રિયાઓ ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પદ્ધતિ દ્વારા આગળ વધે છે.

ઇલેક્ટ્રોફિલિક જોડાણ

ઇલેક્ટ્રોફિલિક પ્રતિક્રિયાઓ એ પ્રતિક્રિયાઓ છે જે ઇલેક્ટ્રોફાઇલ્સના પ્રભાવ હેઠળ થાય છે - કણો કે જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાનો અભાવ હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે, અપૂર્ણ ભ્રમણકક્ષા. સૌથી સરળ ઇલેક્ટ્રોફિલિક કણ હાઇડ્રોજન કેશન છે. તે જાણીતું છે કે હાઇડ્રોજન પરમાણુ 3જી ભ્રમણકક્ષામાં એક ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. જ્યારે અણુ આ ઈલેક્ટ્રોન ગુમાવે છે ત્યારે હાઈડ્રોજન કેશન રચાય છે, આમ હાઈડ્રોજન કેશનમાં કોઈ ઈલેક્ટ્રોન નથી:

Н· - 1е - -> Н +

આ કિસ્સામાં, કેશન એકદમ ઉચ્ચ ઇલેક્ટ્રોન એફિનિટી ધરાવે છે. આ પરિબળોનું સંયોજન હાઇડ્રોજન કેશનને એકદમ મજબૂત ઇલેક્ટ્રોફિલિક કણ બનાવે છે.

એસિડના ઇલેક્ટ્રોલિટીક વિયોજન દરમિયાન હાઇડ્રોજન કેશનની રચના શક્ય છે:

НВr -> Н + + Вr -

તે આ કારણોસર છે કે એસિડની હાજરી અને ભાગીદારીમાં ઘણી ઇલેક્ટ્રોફિલિક પ્રતિક્રિયાઓ થાય છે.

ઇલેક્ટ્રોફિલિક કણો, જેમ કે અગાઉ ઉલ્લેખ કર્યો છે, ઇલેક્ટ્રોન ઘનતાના વિસ્તારો ધરાવતી સિસ્ટમો પર કાર્ય કરે છે. આવી સિસ્ટમનું ઉદાહરણ બહુવિધ (ડબલ અથવા ટ્રિપલ) કાર્બન-કાર્બન બોન્ડ છે.

તમે પહેલાથી જ જાણો છો કે કાર્બન અણુઓ જેની વચ્ચે ડબલ બોન્ડ બને છે તે sp 2 વર્ણસંકરીકરણની સ્થિતિમાં છે. સમાન સમતલમાં સ્થિત પડોશી કાર્બન અણુઓના બિનસંકરિત પી-ઓર્બિટલ્સ ઓવરલેપ થાય છે, રચના કરે છે n-બોન્ડ, જે Þ-બોન્ડ કરતાં ઓછું મજબૂત છે, અને, સૌથી અગત્યનું, બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ સરળતાથી ધ્રુવીકરણ થાય છે. આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ કણ નજીક આવે છે, ત્યારે CS બોન્ડના ઇલેક્ટ્રોન તેની તરફ વળે છે અને કહેવાતા p-જટિલ

તે બહાર વળે છે nજટિલ અને હાઇડ્રોજન કેશન ઉમેર્યા પછી n- જોડાણો. હાઇડ્રોજન કેશન પરમાણુના પ્લેનમાંથી બહાર નીકળતા ઇલેક્ટ્રોનની ઘનતા સાથે ટકરાય તેવું લાગે છે n- જોડાણ અને તેને જોડે છે.

આગળના તબક્કે, ઇલેક્ટ્રોન જોડીનું સંપૂર્ણ વિસ્થાપન થાય છે n- કાર્બન અણુઓમાંથી એક સાથે બંધન, જે તેના પર ઇલેક્ટ્રોનની એકલી જોડીના દેખાવ તરફ દોરી જાય છે. કાર્બન પરમાણુની ભ્રમણકક્ષા કે જેના પર આ જોડી સ્થિત છે અને હાઇડ્રોજન કેશનની અવ્યવસ્થિત ભ્રમણકક્ષા ઓવરલેપ થાય છે, જે દાતા-સ્વીકાર મિકેનિઝમ દ્વારા સહસંયોજક બોન્ડની રચના તરફ દોરી જાય છે. બીજા કાર્બન અણુમાં હજુ પણ અપૂર્ણ ભ્રમણકક્ષા છે, એટલે કે, હકારાત્મક ચાર્જ.

પરિણામી કણને કાર્બોકેશન કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે કાર્બન અણુ પર હકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે. આ કણ કોઈપણ આયન સાથે જોડાઈ શકે છે, એક કણ જેમાં એકલા ઈલેક્ટ્રોન જોડી હોય છે, એટલે કે ન્યુક્લિયોફાઈલ.

ચાલો ઇથિનના હાઇડ્રોબ્રોમિનેશન (હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડનો ઉમેરો) ના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાની પદ્ધતિને ધ્યાનમાં લઈએ:

СН2= СН2 + НВг --> СНВr-СН3

પ્રતિક્રિયા ઇલેક્ટ્રોફિલિક કણની રચના સાથે શરૂ થાય છે - એક હાઇડ્રોજન કેશન, જે હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ પરમાણુના વિયોજનના પરિણામે થાય છે.

હાઇડ્રોજન કેશન હુમલા n- જોડાણ, રચના n- એક જટિલ જે ઝડપથી કાર્બોકેશનમાં રૂપાંતરિત થાય છે:

હવે ચાલો વધુ જટિલ કેસ જોઈએ.

ઇથેનમાં હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડ ઉમેરવાની પ્રતિક્રિયા અસ્પષ્ટ રીતે આગળ વધે છે, અને પ્રોપેન સાથે હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સૈદ્ધાંતિક રીતે બે ઉત્પાદનો આપી શકે છે: 1-બ્રોમોપ્રોપેન અને 2-બ્રોમોપ્રોપેન. પ્રાયોગિક ડેટા દર્શાવે છે કે 2-બ્રોમોપ્રોપેન મુખ્યત્વે ઉત્પન્ન થાય છે.

આને સમજાવવા માટે, આપણે મધ્યવર્તી કણ - કાર્બોકેશનને ધ્યાનમાં લેવું પડશે.

પ્રોપેનમાં હાઇડ્રોજન કેશનનો ઉમેરો બે કાર્બોકેશનની રચના તરફ દોરી શકે છે: જો હાઇડ્રોજન કેશન પ્રથમ કાર્બન અણુ સાથે જોડાય છે, જે સાંકળના અંતમાં સ્થિત છે, તો બીજામાં હકારાત્મક ચાર્જ હશે, એટલે કે, પરમાણુનું કેન્દ્ર (1); જો તે બીજા સાથે જોડાય છે, તો પ્રથમ અણુમાં હકારાત્મક ચાર્જ હશે (2).

પ્રતિક્રિયાની પસંદગીની દિશા પ્રતિક્રિયા માધ્યમમાં કયા કાર્બોકેશન વધુ પ્રમાણમાં છે તેના પર નિર્ભર રહેશે, જે બદલામાં, કાર્બોકેશનની સ્થિરતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. પ્રયોગ 2-બ્રોમોપ્રોપેનની મુખ્ય રચના દર્શાવે છે. આનો અર્થ એ છે કે કેન્દ્રીય અણુ પર હકારાત્મક ચાર્જ સાથે કાર્બોકેશન (1) ની રચના વધુ પ્રમાણમાં થાય છે.

આ કાર્બોકેશનની વધુ સ્થિરતા એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવી છે કે કેન્દ્રીય કાર્બન અણુ પરના સકારાત્મક ચાર્જને બે મિથાઈલ જૂથોની હકારાત્મક પ્રેરક અસર દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે, જેની કુલ અસર એક એથિલ જૂથની +/- અસર કરતા વધારે છે:

એલ્કેનિસના હાઇડ્રોહેલોજનેશનના કાયદાનો અભ્યાસ પ્રખ્યાત રશિયન રસાયણશાસ્ત્રી વી.

આ નિયમ પ્રયોગાત્મક રીતે, એટલે કે, પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો. હાલમાં, અમે તેના માટે સંપૂર્ણ વિશ્વાસપાત્ર સમજૂતી આપી શકીએ છીએ.

રસપ્રદ રીતે, અન્ય ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ પણ માર્કોવનિકોવના નિયમનું પાલન કરે છે, તેથી તેને વધુ સામાન્ય સ્વરૂપમાં ઘડવું યોગ્ય રહેશે.

ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓમાં, ઇલેક્ટ્રોફાઇલ (એક અપૂર્ણ ભ્રમણકક્ષા સાથેનો કણ) વધુ હાઇડ્રોજનયુક્ત કાર્બન અણુમાં ઉમેરે છે, અને ન્યુક્લિયોફાઇલ (ઇલેક્ટ્રોનની એકલ જોડી સાથેનો એક કણો) ઓછા હાઇડ્રોજનયુક્તમાં ઉમેરે છે.

પોલિમરાઇઝેશન

વધારાની પ્રતિક્રિયાનો એક વિશેષ કેસ એલ્કેન્સ અને તેમના ડેરિવેટિવ્ઝની પોલિમરાઇઝેશન પ્રતિક્રિયા છે. આ પ્રતિક્રિયા ફ્રી રેડિકલ એડિશન મિકેનિઝમ દ્વારા આગળ વધે છે:

પોલિમરાઇઝેશન આરંભકર્તાઓની હાજરીમાં હાથ ધરવામાં આવે છે - પેરોક્સાઇડ સંયોજનો, જે મુક્ત રેડિકલનો સ્ત્રોત છે. પેરોક્સાઇડ સંયોજનો એવા પદાર્થો છે જેના પરમાણુઓમાં -O-O- જૂથનો સમાવેશ થાય છે. સૌથી સરળ પેરોક્સાઇડ સંયોજન હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ HOOH છે.

100 °C ના તાપમાન અને 100 MPa ના દબાણ પર, અસ્થિર ઓક્સિજન-ઓક્સિજન બોન્ડનું હોમોલિસિસ અને રેડિકલની રચના - પોલિમરાઇઝેશનના પ્રારંભકર્તાઓ - થાય છે. KO- રેડિકલના પ્રભાવ હેઠળ, પોલિમરાઇઝેશન શરૂ થાય છે, જે મુક્ત આમૂલ ઉમેરણ પ્રતિક્રિયા તરીકે વિકસે છે. જ્યારે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણ - પોલિમર ચેઇન અને રેડિકલ અથવા COCH2CH2- માં રેડિકલનું પુનઃસંયોજન થાય ત્યારે સાંકળની વૃદ્ધિ અટકે છે.

ડબલ બોન્ડ ધરાવતા પદાર્થોના ફ્રી રેડિકલ પોલિમરાઇઝેશનની પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને, મોટી સંખ્યામાં ઉચ્ચ પરમાણુ વજન સંયોજનો મેળવવામાં આવે છે:

વિવિધ અવેજીઓ સાથે એલ્કેન્સનો ઉપયોગ ગુણધર્મોની વિશાળ શ્રેણી સાથે પોલિમરીક સામગ્રીની વિશાળ શ્રેણીને સંશ્લેષણ કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

આ તમામ પોલિમર સંયોજનો માનવીય પ્રવૃત્તિના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે - ઉદ્યોગ, દવા, બાયોકેમિકલ પ્રયોગશાળાઓ માટે સાધનોના ઉત્પાદન માટે વપરાય છે, કેટલાક અન્ય ઉચ્ચ-પરમાણુ સંયોજનોના સંશ્લેષણ માટે મધ્યવર્તી છે.

ઓક્સિડેશન

તમે પહેલાથી જ જાણો છો કે તટસ્થ અથવા સહેજ આલ્કલાઇન સોલ્યુશનમાં, એલ્કેન્સનું ડાયોલ્સ (ડાઇહાઇડ્રિક આલ્કોહોલ) થી ઓક્સિડેશન થાય છે. એસિડિક વાતાવરણમાં (સલ્ફ્યુરિક એસિડથી એસિડિફાઇડ સોલ્યુશન), ડબલ બોન્ડ સંપૂર્ણપણે નાશ પામે છે અને કાર્બન અણુઓ જેની વચ્ચે ડબલ બોન્ડ અસ્તિત્વમાં છે તે કાર્બોક્સિલ જૂથના કાર્બન પરમાણુમાં રૂપાંતરિત થાય છે:

એલ્કેન્સના વિનાશક ઓક્સિડેશનનો ઉપયોગ તેમની રચના નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, જો ચોક્કસ એલ્કીનના ઓક્સિડેશન દરમિયાન એસિટિક અને પ્રોપિયોનિક એસિડ મેળવવામાં આવે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે પેન્ટેન -2 ઓક્સિડેશનમાંથી પસાર થઈ ગયું છે, અને જો બ્યુટીરિક એસિડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મેળવવામાં આવે છે, તો મૂળ હાઇડ્રોકાર્બન પેન્ટેન -1 છે. .

અરજી

રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં વિવિધ કાર્બનિક પદાર્થો અને સામગ્રીના ઉત્પાદન માટે કાચા માલ તરીકે અલ્કેન્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે, ઇથેન એ ઇથેનોલ, ઇથિલિન ગ્લાયકોલ, ઇપોક્સાઇડ્સ અને ડિક્લોરોઇથેનનું ઉત્પાદન કરવા માટેની પ્રારંભિક સામગ્રી છે.

પોલિઇથિલિનમાં મોટી માત્રામાં ઇથિનની પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે, જેનો ઉપયોગ પેકેજિંગ ફિલ્મ, ટેબલવેર, પાઇપ્સ અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ સામગ્રી બનાવવા માટે થાય છે.

પ્રોપેનમાંથી ગ્લિસરીન, એસીટોન, આઇસોપ્રોપેનોલ અને સોલવન્ટ મેળવવામાં આવે છે. પોલિમરાઇઝિંગ પ્રોપેન દ્વારા, પોલીપ્રોપીલિન મેળવવામાં આવે છે, જે ઘણી બાબતોમાં પોલિઇથિલિન કરતાં શ્રેષ્ઠ છે: તે ઉચ્ચ ગલનબિંદુ અને રાસાયણિક પ્રતિકાર ધરાવે છે.

હાલમાં, અનન્ય ગુણધર્મોવાળા ફાઇબર પોલિમરમાંથી બનાવવામાં આવે છે - પોલિઇથિલિનના એનાલોગ. ઉદાહરણ તરીકે, પોલીપ્રોપીલિન ફાઈબર તમામ જાણીતા કૃત્રિમ રેસા કરતાં વધુ મજબૂત છે.

આ તંતુઓમાંથી બનેલી સામગ્રી આશાસ્પદ છે અને માનવ પ્રવૃત્તિના વિવિધ ક્ષેત્રોમાં વધુને વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

1. એલ્કેન્સની લાક્ષણિકતા કયા પ્રકારના આઇસોમેરિઝમ છે? પેન્ટેન-1 ના સંભવિત આઇસોમર્સ માટેના સૂત્રો લખો.
2. કયા સંયોજનોમાંથી મેળવી શકાય છે: a) isobutene (2-methylpropene); b) બ્યુટેન -2; c) બ્યુટેન-1? અનુરૂપ પ્રતિક્રિયાઓ માટે સમીકરણો લખો.
3. રૂપાંતરણોની નીચેની સાંકળને ડિસાયફર કરો. સંયોજનોના નામ A, B, C. 4. 1-ક્લોરોપ્રોપેનમાંથી 2-ક્લોરોપ્રોપેન મેળવવા માટેની પદ્ધતિ સૂચવો. અનુરૂપ પ્રતિક્રિયાઓ માટે સમીકરણો લખો.
5. ઇથિલિન અશુદ્ધિઓમાંથી ઇથેનને શુદ્ધ કરવાની પદ્ધતિ સૂચવો. અનુરૂપ પ્રતિક્રિયાઓ માટે સમીકરણો લખો.
6. પ્રતિક્રિયાઓના ઉદાહરણો આપો જેનો ઉપયોગ સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન વચ્ચે તફાવત કરવા માટે થઈ શકે છે.
7. 2.8 ગ્રામ એલ્કીનના સંપૂર્ણ હાઇડ્રોજનેશન માટે, 0.896 લિટર હાઇડ્રોજન (એન.ઇ.)નો વપરાશ કરવામાં આવ્યો હતો. કાર્બન અણુઓની સામાન્ય સાંકળ ધરાવતા આ સંયોજનનું પરમાણુ વજન અને માળખાકીય સૂત્ર શું છે?
8. સિલિન્ડરમાં કયો ગેસ છે (ઇથેન અથવા પ્રોપેન), જો તે જાણીતું હોય કે આ ગેસના 20 સેમી 3 ના સંપૂર્ણ કમ્બશન માટે 90 સેમી 3 (એનએસ) ઓક્સિજનની જરૂર પડે છે?
9*. જ્યારે એલ્કીન અંધારામાં ક્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે 25.4 ગ્રામ ડિક્લોરાઇડ બને છે, અને જ્યારે સમાન સમૂહનો આ એલ્કીન કાર્બન ટેટ્રાક્લોરાઇડમાં બ્રોમિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે 43.2 ગ્રામ ડિબ્રોમાઇડ બને છે. પ્રારંભિક એલ્કીનના તમામ સંભવિત માળખાકીય સૂત્રો નક્કી કરો.

શોધનો ઇતિહાસ

ઉપરોક્ત સામગ્રીમાંથી, આપણે પહેલેથી જ સમજી ગયા છીએ કે ઇથિલિન એ અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બનની હોમોલોગસ શ્રેણીનો પૂર્વજ છે, જે એક ડબલ બોન્ડ ધરાવે છે. તેમનું સૂત્ર C n H 2n છે અને તેમને એલ્કેન્સ કહેવામાં આવે છે.

1669 માં, જર્મન ચિકિત્સક અને રસાયણશાસ્ત્રી બેચર એથિલ આલ્કોહોલ સાથે સલ્ફ્યુરિક એસિડની પ્રતિક્રિયા કરીને ઇથિલિન મેળવનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા. બેચરને જાણવા મળ્યું કે મિથેન કરતાં ઇથિલિન વધુ રાસાયણિક રીતે સક્રિય છે. પરંતુ, કમનસીબે, તે સમયે વૈજ્ઞાનિક પરિણામી ગેસને ઓળખી શક્યો ન હતો, અને તેથી તેને કોઈ નામ સોંપ્યું ન હતું.

થોડા સમય પછી, ડચ રસાયણશાસ્ત્રીઓએ ઇથિલિનના ઉત્પાદન માટે સમાન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો. અને ત્યારથી, જ્યારે ક્લોરિન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, તે તેલયુક્ત પ્રવાહી બનાવવાનું વલણ ધરાવે છે, તે મુજબ તેને "ઓઇલ ગેસ" નામ મળ્યું. પાછળથી તે જાણીતું બન્યું કે આ પ્રવાહી ડિક્લોરોઇથેન હતું.

ફ્રેન્ચમાં, "તેલ" શબ્દ ઓલિફિઅન્ટ છે. અને આ પ્રકારના અન્ય હાઇડ્રોકાર્બન શોધાયા પછી, ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી અને વૈજ્ઞાનિક, એન્ટોઇન ફોરક્રોઇક્સે એક નવો શબ્દ રજૂ કર્યો જે ઓલેફિન્સ અથવા અલ્કેન્સના સમગ્ર વર્ગ માટે સામાન્ય બન્યો.

પરંતુ પહેલેથી જ ઓગણીસમી સદીની શરૂઆતમાં, ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી જે. ગે-લુસાકે શોધ્યું હતું કે ઇથેનોલમાં માત્ર "તેલ" ગેસ જ નહીં, પણ પાણીનો પણ સમાવેશ થાય છે. આ ઉપરાંત, આ જ ગેસ એથિલ ક્લોરાઇડમાં પણ મળી આવ્યો હતો.

અને તેમ છતાં રસાયણશાસ્ત્રીઓએ નક્કી કર્યું કે ઇથિલિનમાં હાઇડ્રોજન અને કાર્બનનો સમાવેશ થાય છે, અને તે પદાર્થોની રચના પહેલાથી જ જાણતા હતા, તેઓ લાંબા સમય સુધી તેનું વાસ્તવિક સૂત્ર શોધી શક્યા નહીં. અને માત્ર 1862 માં E. Erlenmeyer એથિલિન પરમાણુમાં ડબલ બોન્ડની હાજરી સાબિત કરવામાં સફળ થયા. આને રશિયન વૈજ્ઞાનિક એ.એમ. બટલરોવ દ્વારા પણ માન્યતા આપવામાં આવી હતી અને પ્રાયોગિક રીતે આ દૃષ્ટિકોણની શુદ્ધતાની પુષ્ટિ કરી હતી.

પ્રકૃતિમાં ઘટના અને એલ્કેન્સની શારીરિક ભૂમિકા

ઘણા લોકો પ્રકૃતિમાં એલ્કેન્સ ક્યાં મળી શકે છે તે પ્રશ્નમાં રસ ધરાવે છે. તેથી, તે તારણ આપે છે કે તેઓ વ્યવહારીક રીતે પ્રકૃતિમાં થતા નથી, કારણ કે તેનો સૌથી સરળ પ્રતિનિધિ, ઇથિલિન, છોડ માટે એક હોર્મોન છે અને તે ફક્ત ઓછી માત્રામાં જ સંશ્લેષિત થાય છે.

એ વાત સાચી છે કે કુદરતમાં મસ્કલુર જેવી આલ્કીન છે. આ કુદરતી એલ્કેન્સમાંથી એક માદા હાઉસ ફ્લાયનું જાતીય આકર્ષણ છે.

તે હકીકત પર ધ્યાન આપવું યોગ્ય છે કે, ઉચ્ચ સાંદ્રતા ધરાવતા, નીચલા એલ્કેન્સમાં માદક દ્રવ્યની અસર હોય છે, જે મ્યુકોસ મેમ્બ્રેનની આંચકી અને બળતરા પેદા કરી શકે છે.

એલ્કેન્સનો ઉપયોગ

પોલિમર સામગ્રીના ઉપયોગ વિના આજે આધુનિક સમાજના જીવનની કલ્પના કરવી મુશ્કેલ છે. કારણ કે, કુદરતી સામગ્રીથી વિપરીત, પોલિમરમાં વિવિધ ગુણધર્મો હોય છે, તે પ્રક્રિયા કરવા માટે સરળ છે, અને જો તમે કિંમત જુઓ, તો તે પ્રમાણમાં સસ્તી છે. પોલિમરની તરફેણમાં બીજું મહત્વનું પાસું એ છે કે તેમાંના ઘણાને રિસાયકલ કરી શકાય છે.

પ્લાસ્ટિક, રબર, ફિલ્મો, ટેફલોન, ઇથિલ આલ્કોહોલ, એસીટાલ્ડીહાઇડ અને અન્ય કાર્બનિક સંયોજનોના ઉત્પાદનમાં અલ્કેનેસનો ઉપયોગ જોવા મળ્યો છે.

કૃષિમાં, તેનો ઉપયોગ એક સાધન તરીકે થાય છે જે ફળોના પાકવાની પ્રક્રિયાને વેગ આપે છે. પ્રોપીલીન અને બ્યુટીલીનનો ઉપયોગ વિવિધ પોલિમર અને આલ્કોહોલ બનાવવા માટે થાય છે. પરંતુ કૃત્રિમ રબરના ઉત્પાદનમાં, આઇસોબ્યુટીલીનનો ઉપયોગ થાય છે. તેથી, અમે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ કે એલ્કેન્સ વિના કરવું અશક્ય છે, કારણ કે તે સૌથી મહત્વપૂર્ણ રાસાયણિક કાચી સામગ્રી છે.

ઇથિલિનનો ઔદ્યોગિક ઉપયોગ

ઔદ્યોગિક ધોરણે, પ્રોપીલીનનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પોલીપ્રોપીલિનના સંશ્લેષણ માટે અને આઇસોપ્રોપેનોલ, ગ્લિસરોલ, બ્યુટીરાલ્ડીહાઇડ્સ વગેરેના ઉત્પાદન માટે થાય છે. દર વર્ષે પ્રોપિલિનની માંગ વધે છે.

અલ્કેન્સ વિવિધ પ્રકારની પ્રતિક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે જેમાં અન્ય વર્ગોના સંયોજનો રચાય છે. તેથી, કાર્બનિક સંશ્લેષણમાં અલ્કેન્સ મહત્વપૂર્ણ મધ્યસ્થી છે. જ્યારે ઘણા પ્રકારના પદાર્થોનું સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે પ્રથમ એલ્કીન મેળવવા અને પછી તેને ઇચ્છિત સંયોજનમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ઉપયોગી થઈ શકે છે.

એલ્કેન્સની બધી પ્રતિક્રિયાઓને બે જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. તેમાંથી એક બે તબક્કામાં થતી ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા રચાય છે, બીજી બધી અન્ય પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા. અમે પ્રતિક્રિયાઓના બીજા જૂથ સાથે નીચે અમારી વિચારણા શરૂ કરીશું.

હાઇડ્રોજનેશન

ઉત્પ્રેરક (સામાન્ય રીતે ઉમદા ધાતુઓ) ની હાજરીમાં અલ્કેન્સ હાઇડ્રોજન ગેસ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. અલ્કેન બનાવવા માટે બે હાઇડ્રોજન અણુઓ એલ્કીનના ડબલ બોન્ડમાં ઉમેરવામાં આવે છે. આ પ્રતિક્રિયાની પ્રકરણમાં વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી હતી. 3. ચાલો વધુ બે ઉદાહરણો આપીએ:

ઓઝોનોલિસિસ

આ પ્રતિક્રિયા અસામાન્ય છે કારણ કે તે કાર્બન-કાર્બન ડબલ બોન્ડને સંપૂર્ણપણે તોડે છે અને પરમાણુના કાર્બન હાડપિંજરને બે ભાગોમાં વિભાજિત કરે છે. એલ્કીનને ઓઝોન અને પછી ઝીંક ધૂળ સાથે સારવાર આપવામાં આવે છે. પરિણામે, એલ્કીન પરમાણુ ડબલ બોન્ડ પર વિભાજીત થાય છે અને એલ્ડીહાઇડ અને (અથવા) કેટોનના બે અણુઓ રચાય છે. બે એલ્ડીહાઇડ (અથવા કેટોન) જૂથો સાથેના એસાયક્લિક સંયોજનો સાયક્લોઆલ્કેનિસમાંથી રચાય છે:

ઉદાહરણ તરીકે:

નોંધ કરો કે છેલ્લા બે ઉદાહરણોમાં, જ્યારે સાયક્લોઆલ્કીન રિંગ ખુલે છે, ત્યારે એક એસાયક્લિક પરમાણુ રચાય છે, અને બે નહીં, જેમ કે એસાયક્લિક એલ્કેન્સ સાથે.

ઓઝોનોલિસિસ પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ એલ્ડીહાઇડ્સ અને કીટોન્સના સંશ્લેષણ માટે અને એલ્કેન્સની રચના નક્કી કરવા માટે થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, અજાણ્યા એલ્કીનના ઓઝોનોલિસિસને બે એલ્ડીહાઇડ્સનું મિશ્રણ બનાવવા દો:

આ કિસ્સામાં, નીચે પ્રમાણે એલ્કીનનું માળખું તાર્કિક રીતે સ્થાપિત કરી શકાય છે. ઓક્સિજન અણુઓ સાથે ડબલ બોન્ડ દ્વારા એલ્ડીહાઇડ પરમાણુઓમાં જોડાયેલા કાર્બન અણુઓ મૂળ એલ્કીનના પરમાણુમાં એકબીજા સાથે બેવડા બોન્ડ દ્વારા જોડાયેલા હતા:

બીજું ઉદાહરણ:

એલ્કીનનું માળખું ચક્રીય હોવું જોઈએ કારણ કે આપણે એક જ પરમાણુના બે છેડા જોડવા જોઈએ:

ઓક્સિડેશન

પોટેશિયમ પરમેંગેનેટનું પાતળું જલીય દ્રાવણ એલ્કેન્સને ડાયોલ્સ (ગ્લાયકોલ) માં રૂપાંતરિત કરે છે. આ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે, બે હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો ડબલ બોન્ડની એક બાજુમાં ઉમેરવામાં આવે છે (cis અથવા syn ઉમેરો).

તેથી, cis-diols cycloalkenes માંથી રચાય છે. સામાન્ય રીતે, પ્રતિક્રિયા સમીકરણ આના જેવો દેખાય છે:

ઉદાહરણ તરીકે:

ડાયોલ્સનું સંશ્લેષણ સહેજ આલ્કલાઇન મધ્યમ અને હળવા સ્થિતિમાં (ઓછા તાપમાન અને પોટેશિયમ પરમેંગેનેટનું પાતળું દ્રાવણ) માં શ્રેષ્ઠ રીતે આગળ વધે છે. વધુ ગંભીર પરિસ્થિતિઓ (એસિડ કેટાલિસિસ, હીટિંગ) હેઠળ, પરમાણુ ડબલ બોન્ડ પર વિભાજીત થાય છે અને કાર્બોક્સિલિક એસિડ રચાય છે.

પોટેશિયમ પરમેંગેનેટ સાથેની પ્રતિક્રિયાનો ઉપયોગ માત્ર ડાયોલ્સ બનાવવા માટે જ થતો નથી, પરંતુ તે એક સરળ પરીક્ષણ તરીકે પણ કામ કરે છે જે અલ્કેન્સને સરળતાથી નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. પરમેંગેનેટ સોલ્યુશનમાં તીવ્ર જાંબલી રંગ હોય છે. જો અભ્યાસ હેઠળના નમૂનામાં એલ્કીન હોય, તો જ્યારે પરમેંગેનેટ દ્રાવણના થોડા ટીપાં તેમાં ઉમેરવામાં આવે છે, તો પછીનો વાયોલેટ રંગ તરત જ ભૂરા થઈ જાય છે. માત્ર એલ્કાઇન્સ અને એલ્ડીહાઇડ્સ સમાન રંગ પરિવર્તનનું કારણ બને છે. મોટાભાગના અન્ય વર્ગોના સંયોજનો આ પરિસ્થિતિઓમાં પ્રતિક્રિયા આપતા નથી. ઉપર વર્ણવેલ પ્રક્રિયાને બેયર ટેસ્ટ કહેવામાં આવે છે. બેયર ટેસ્ટ માટે વિવિધ વર્ગોના સંયોજનોનો ગુણોત્તર નીચે દર્શાવેલ છે: હકારાત્મક નમૂના (જાંબલી રંગ અદૃશ્ય થઈ જાય છે), નકારાત્મક નમૂના (જાંબલી રંગ રહે છે).

એલિલ હેલોજનેશન

જો એલ્કેન્સ મુક્ત આમૂલ હેલોજનેશનને આધિન હોય, તો ડબલ બોન્ડને અડીને આવેલા કાર્બન અણુ પરના હાઇડ્રોજન પરમાણુ હેલોજન દ્વારા સરળતાથી બદલી શકાય છે. એલ્કીન પરમાણુમાં આ સ્થિતિને એલીલિક કહેવામાં આવે છે:

એલીલિક બ્રોમિનેશન માટે ચોક્કસ રીએજન્ટ છે -બ્રોમોસુસીનિમાઇડ તે ઘન પદાર્થ છે

જે પ્રયોગશાળામાં કામ કરવા માટે અનુકૂળ છે, જ્યારે મોલેક્યુલર બ્રોમિન એક અસ્થિર, અત્યંત ઝેરી અને ખતરનાક પ્રવાહી છે જ્યારે તેને ગરમ કરવામાં આવે છે (ક્યારેક પેરોક્સાઇડ્સ દ્વારા ઉત્પ્રેરક જરૂરી હોય છે), એન-બ્રોમોસુસિનિમાઇડ બ્રોમિન અણુઓનો સ્ત્રોત બની જાય છે.

હેલોજનેશન એલીલિક સ્થિતિ તરફ આગળ વધે છે, કારણ કે મધ્યવર્તી રૂપે રચાયેલ એલીલિક રેડિકલ એલ્કીન પરમાણુમાંથી મેળવી શકાય તેવા અન્ય કોઈપણ મુક્ત રેડિકલ કરતાં વધુ સ્થિર છે. તેથી, આ આમૂલ છે જે અન્ય કરતા વધુ સરળતાથી રચાય છે. એલીલિક રેડિકલની વધેલી સ્થિરતા તેના રેઝોનન્સ સ્ટેબિલાઇઝેશન દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જેના પરિણામે બે કાર્બન અણુઓ પર અનપેયર્ડ ઇલેક્ટ્રોન ડિલોકલાઈઝ થાય છે. એલીલિક ક્લોરીનેશનની પદ્ધતિ નીચે દર્શાવેલ છે:

એલ્કેન્સ ઓઝોન દ્વારા એલ્ડીહાઇડ્સ અને કીટોન્સ બનાવવા માટે તૂટી જાય છે, જે એલ્કેન્સની રચના નક્કી કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. અલ્કેન્સ એલ્કેન બનાવવા માટે હાઇડ્રોજનેશન અને ડાયોલ્સ બનાવવા માટે ઓક્સિડેશનમાંથી પસાર થાય છે. ડબલ બોન્ડ સાથે સંકળાયેલી આ પ્રતિક્રિયાઓ ઉપરાંત, ડબલ બોન્ડને અડીને આવેલી સ્થિતિ માટે પસંદગીયુક્ત હેલોજનેશન દ્વારા અલ્કેન્સની લાક્ષણિકતા છે. ડબલ બોન્ડ પોતે અસર કરતું નથી.

એલ્કેન્સમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરો

ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ, ડબલ બોન્ડ પર ઉમેરવામાં આવેલા જૂથોની પ્રકૃતિમાં એકબીજાથી ભિન્ન, સમાન બે-તબક્કાની પદ્ધતિ ધરાવે છે. તેના પ્રથમ તબક્કે, એક ઇલેક્ટ્રોફિલિક (ઇલેક્ટ્રોન સંબંધ ધરાવતો) કણ (ઉદાહરણ તરીકે, એક કેશન) ઇલેક્ટ્રોન ક્લાઉડ દ્વારા આકર્ષાય છે અને ડબલ બોન્ડ દ્વારા જોડાય છે:

મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, માર્કોવનિકોવનો નિયમ સંતુષ્ટ છે - ઇલેક્ટ્રોફાઇલ ડબલ બોન્ડના સૌથી હાઇડ્રોજનયુક્ત છેડા સાથે જોડાય છે, અને ન્યુક્લિયોફાઇલ તેનાથી વિરુદ્ધ છે. આ પ્રતિક્રિયાઓની તે પ્રકરણોમાં વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે જ્યાં અનુરૂપ કાર્યાત્મક જૂથોની રચનાની ચર્ચા કરવામાં આવી છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇડ્રોજન બ્રોમાઇડના ઉમેરાની ચર્ચા પ્રકરણમાં કરવામાં આવી છે. 5 (જ્યાં હાલોઆલ્કેન્સના સંશ્લેષણની ચર્ચા કરવામાં આવી છે), પાણીના ઉમેરાની ચર્ચા પ્રકરણમાં કરવામાં આવી છે. 7 (આલ્કોહોલનું સંશ્લેષણ). અહીં આપણે માત્ર એક જ વાર પુનઃ પોઝિટિવલી ચાર્જ થયેલા કણોની ભૂમિકા પર ભાર આપીશું કે જેઓ અપૂર્ણ બાહ્ય ઈલેક્ટ્રોન શેલ ધરાવે છે, અને તેમની -ઈલેક્ટ્રોન સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ. ચાલો થોડા ઉદાહરણો પણ આપીએ:

એલ્કેન્સ ઇલેક્ટ્રોફિલિક રીએજન્ટ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જે ડબલ બોન્ડમાં ઉમેરે છે. પ્રતિક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે. વિવિધ વર્ગોના સંયોજનો, જેમ કે હેલોઆલ્કેન અને આલ્કોહોલ, આ રીતે તૈયાર કરવામાં આવે છે.

ડાયાગ્રામ 6-1. એલ્કેન્સમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ

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.

તમે તેમને ક્યાં શોધી શકો છો?

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 માંગ માત્ર વધે છે, જેનો અર્થ છે કે તેમના ઉત્પાદનની જરૂરિયાત પણ વધે છે.

4. એલ્કેન્સના રાસાયણિક ગુણધર્મો

ઇથિલિન (146 kcal/mol) માં ડબલ કાર્બન-કાર્બન બોન્ડની ઉર્જા ઇથેન (2 88 = 176 kcal/mol) માં એક C-C બોન્ડની બમણી ઊર્જા કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી હોવાનું બહાર આવ્યું છે. ઇથિલિનમાં -C બોન્ડ -બોન્ડ કરતાં વધુ મજબૂત છે, તેથી બે નવા સરળ -બોન્ડની રચના સાથે -બોન્ડના ક્લીવેજ સાથે એલ્કેન્સની પ્રતિક્રિયાઓ થર્મોડાયનેમિક રીતે અનુકૂળ પ્રક્રિયા છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગેસ તબક્કામાં, ગણતરી કરેલ માહિતી અનુસાર, નીચેની તમામ પ્રતિક્રિયાઓ તેમની વાસ્તવિક પદ્ધતિને ધ્યાનમાં લીધા વિના નોંધપાત્ર નકારાત્મક એન્થાલ્પી સાથે એક્ઝોથર્મિક છે.

પરમાણુ ભ્રમણકક્ષાના સિદ્ધાંતના દૃષ્ટિકોણથી, તે પણ નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે -બોન્ડ -બોન્ડ કરતાં વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ છે. ચાલો ઇથિલિન (ફિગ. 2) ના મોલેક્યુલર ઓર્બિટલ્સને ધ્યાનમાં લઈએ.

ખરેખર, ઇથિલિનના બોન્ડિંગ -ઓર્બિટલમાં બોન્ડિંગ -ઓર્બિટલ કરતાં વધુ ઉર્જા હોય છે, અને તેનાથી વિપરીત, ઇથિલિનનું એન્ટિબોન્ડિંગ * ઓર્બિટલ C=C બોન્ડના એન્ટિબોન્ડિંગ * ઓર્બિટલની નીચે આવેલું છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં, ઇથિલિનના *- અને *-ઓર્બિટલ્સ ખાલી હોય છે. પરિણામે, ઇથિલિન અને અન્ય એલ્કેન્સની સીમા પરિભ્રમણ, જે તેમની પ્રતિક્રિયાશીલતા નક્કી કરે છે, તે -ઓર્બિટલ્સ હશે.

4.1. અલ્કેન્સનું ઉત્પ્રેરક હાઇડ્રોજનેશન

હકીકત એ છે કે ઇથિલિન અને અન્ય એલ્કેન્સનું હાઇડ્રોજનેશન એલ્કેન્સમાં ગરમીના પ્રકાશન સાથે છે, આ પ્રતિક્રિયા માત્ર ચોક્કસ ઉત્પ્રેરકોની હાજરીમાં જ નોંધપાત્ર દરે થાય છે. ઉત્પ્રેરક, વ્યાખ્યા દ્વારા, પ્રતિક્રિયાની થર્મલ અસરને અસર કરતું નથી, અને તેની ભૂમિકા સક્રિયકરણ ઊર્જાને ઘટાડવા માટે ઘટાડવામાં આવે છે. એલ્કેન્સના વિજાતીય અને સજાતીય ઉત્પ્રેરક હાઇડ્રોજનેશન વચ્ચે તફાવત કરવો જરૂરી છે. વિજાતીય હાઇડ્રોજનેશનમાં, બારીક ગ્રાઉન્ડ મેટલ ઉત્પ્રેરકનો ઉપયોગ થાય છે - પ્લેટિનમ, પેલેડિયમ, રૂથેનિયમ, રોડિયમ, ઓસ્મિયમ અને નિકલ, કાં તો શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અથવા નિષ્ક્રિય વાહકો પર આધારભૂત - BaSO 4, CaCO 3, સક્રિય કાર્બન, Al 2 O 3, વગેરે. બધા તેમાંથી કાર્બનિક માધ્યમોમાં અદ્રાવ્ય છે અને વિજાતીય ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરે છે. તેમાંથી સૌથી વધુ સક્રિય રૂથેનિયમ અને રોડિયમ છે, પરંતુ પ્લેટિનમ અને નિકલ સૌથી વધુ વ્યાપક છે. પ્લેટિનમનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બ્લેક ડાયોક્સાઇડ PtO 2 ના રૂપમાં થાય છે, જેને સામાન્ય રીતે એડમ્સ ઉત્પ્રેરક તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. પ્લેટિનમ ડાયોક્સાઇડ ક્લોરોપ્લાટિનિક એસિડ H 2 PtCl 6 ના ફ્યુઝિંગ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે.

બંને હાઇડ્રોજન પરમાણુ ઉત્પ્રેરક ધાતુની સપાટી પરથી ડબલ બોન્ડના કાર્બન અણુમાં ઉમેરવામાં આવતા હોવાથી, ઉમેરણ સામાન્ય રીતે ડબલ બોન્ડની એક બાજુએ થાય છે. આ પ્રકારના જોડાણને કહેવામાં આવે છે સમન્વય- પ્રવેશ. એવા કિસ્સામાં કે જ્યાં બહુવિધ બોન્ડ (ડબલ અથવા ટ્રિપલ) ની વિવિધ બાજુઓમાં બે રીએજન્ટ ટુકડાઓ ઉમેરવામાં આવે છે, વિરોધી- પ્રવેશ. શરતો સમન્વય- અને વિરોધી- શબ્દોના અર્થમાં સમકક્ષ છે cis- અને સમાધિ-. મૂંઝવણ અને શરતોની ગેરસમજ ટાળવા માટે સમન્વય- અને વિરોધી- જોડાણના પ્રકાર અને શરતોનો સંદર્ભ લો cis- અને સમાધિ- સબસ્ટ્રેટની રચના માટે.

અન્ય ઘણા કાર્યાત્મક જૂથો (C=O, COOR, CN, વગેરે) ની તુલનામાં એલ્કેન્સમાં ડબલ બોન્ડ ઉચ્ચ દરે હાઇડ્રોજનિત થાય છે અને તેથી જો હાઇડ્રોજનેશન હાથ ધરવામાં આવે તો C=C ડબલ બોન્ડનું હાઇડ્રોજનેશન ઘણીવાર પસંદગીની પ્રક્રિયા હોય છે. હળવી સ્થિતિમાં (0-20 0 સે અને વાતાવરણીય દબાણ પર). નીચે કેટલાક લાક્ષણિક ઉદાહરણો છે:

આ શરતો હેઠળ બેન્ઝીન રિંગમાં ઘટાડો થતો નથી.

ઉત્પ્રેરક હાઇડ્રોજનેશનમાં મુખ્ય અને મૂળભૂત રીતે મહત્વપૂર્ણ સિદ્ધિ એ દ્રાવ્ય ધાતુના સંકુલની શોધ છે જે સજાતીય દ્રાવણમાં હાઇડ્રોજનેશનને ઉત્પ્રેરિત કરે છે. ધાતુના ઉત્પ્રેરકોની સપાટી પરના વિજાતીય હાઇડ્રોજનેશનમાં સંખ્યાબંધ નોંધપાત્ર ગેરફાયદા છે, જેમ કે અલ્કેન્સનું આઇસોમરાઇઝેશન અને સિંગલ કાર્બન-કાર્બન બોન્ડ્સ (હાઇડ્રોજેનોલિસિસ)નું ક્લીવેજ. સજાતીય હાઇડ્રોજનેશનમાં આ ગેરફાયદા નથી. તાજેતરના વર્ષોમાં, સજાતીય હાઇડ્રોજનેશન ઉત્પ્રેરકનું એક મોટું જૂથ-વિવિધ લિગાન્ડ્સ ધરાવતા સંક્રમણ મેટલ કોમ્પ્લેક્સ-પ્રાપ્ત કરવામાં આવ્યા છે. સજાતીય હાઇડ્રોજનેશન માટેના શ્રેષ્ઠ ઉત્પ્રેરક રોડિયમ (I) અને રુથેનિયમ (III) ક્લોરાઇડના સંકુલ છે જેમાં ટ્રાઇફેનાઇલફોસ્ફાઇન - ટ્રિસ(ટ્રાઇફેનીલફોસ્ફાઇન)રોડિયમ ક્લોરાઇડ (પીએચ 3 પી) 3 આરએચસીએલ (વિલ્કિન્સન્સ ઉત્પ્રેરક) અને પી. ) 3 RuHCl. સૌથી વધુ સુલભ રોડિયમ કોમ્પ્લેક્સ રોડિયમ(III) ક્લોરાઇડને ટ્રાઇફેનાઇલફોસ્ફાઇન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે. વિલ્કિનસનના રોડિયમ કોમ્પ્લેક્સનો ઉપયોગ સામાન્ય સ્થિતિમાં ડબલ બોન્ડને હાઇડ્રોજન કરવા માટે થાય છે.

સજાતીય ઉત્પ્રેરકનો મહત્વનો ફાયદો એ છે કે તેમના હાઇડ્રોજનેશન દરોમાં મોટા તફાવતને કારણે ત્રિ- અને ટેટ્રા-અવેજીકૃત ડબલ બોન્ડની હાજરીમાં મોનો- અથવા ડિસબસ્ટિટેડ ડબલ બોન્ડને પસંદગીયુક્ત રીતે ઘટાડવાની ક્ષમતા છે.

સજાતીય ઉત્પ્રેરકના કિસ્સામાં, હાઇડ્રોજન ઉમેરણ પણ આ રીતે થાય છે સમન્વય- પ્રવેશ. તેથી પુનઃપ્રાપ્તિ cis-બ્યુટેન -2 આ શરતો હેઠળ ડ્યુટેરિયમ સાથે પરિણમે છે મેસો-2,3-ડીડ્યુટેરોબ્યુટેન.

4.2. ડાયમાઇડનો ઉપયોગ કરીને ડબલ બોન્ડમાં ઘટાડો

અનુરૂપ આલ્કેન્સમાં અલ્કેન્સનો ઘટાડો ડાયમાઇડ NH=NH નો ઉપયોગ કરીને સફળતાપૂર્વક પરિપૂર્ણ કરી શકાય છે.

ડાયમાઇડ બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે: Cu 2+ આયનોની હાજરીમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ સાથે હાઇડ્રેજિનનું ઓક્સિડેશન અથવા ની-રાની (હાઇડ્રેજિન ડિહાઇડ્રોજનેશન) સાથે હાઇડ્રેજિનની પ્રતિક્રિયા. જો પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં એલ્કીન હાજર હોય, તો તેનું ડબલ બોન્ડ અત્યંત અસ્થિર ડાયમાઇડ દ્વારા હાઇડ્રોજનિત થાય છે. આ પદ્ધતિનું એક વિશિષ્ટ લક્ષણ કડક છે સમન્વય- પુનઃસંગ્રહ પ્રક્રિયાની સ્ટીરિયોવિશિષ્ટતા. એવું માનવામાં આવે છે કે આ પ્રતિક્રિયા ચક્રીય સક્રિય સંકુલ દ્વારા અવકાશમાં પ્રતિક્રિયા કરતા બંને પરમાણુઓના કડક અભિગમ સાથે આગળ વધે છે.

4.3. એલ્કેન્સના ડબલ બોન્ડ પર ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓ

આલ્કેન્સની સીમા HOMO અને LUMO ભ્રમણકક્ષા એ કબજે કરેલ અને ખાલી * ભ્રમણકક્ષાઓ છે. પરિણામે, -ઓર્બિટલ ઇલેક્ટ્રોફાઇલ્સ (E +) સાથેની પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેશે, અને C=C બોન્ડનું *-ઓર્બિટલ ન્યુક્લિયોફાઇલ્સ (Nu -) સાથેની પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લેશે (ફિગ. 3 જુઓ). મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં, સરળ અલ્કેન્સ સરળતાથી ઇલેક્ટ્રોફાઇલ્સ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, પરંતુ ન્યુક્લિયોફાઇલ્સ સાથે ખૂબ મુશ્કેલી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે સામાન્ય રીતે મોટાભાગના ઇલેક્ટ્રોફાઇલ્સનો LUMO એલ્કેન્સના -HOMO ની ઊર્જાની નજીક હોય છે, જ્યારે મોટાભાગના ન્યુક્લિયોફાઇલ્સનો HOMO *-LUMO ની નીચે નોંધપાત્ર રીતે આવેલું છે.

સરળ અલ્કેન્સ કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં માત્ર ખૂબ જ મજબૂત ન્યુક્લિયોફિલિક એજન્ટો (કાર્બનિયન્સ) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, જો કે, એલ્કેન્સમાં ઇલેક્ટ્રોન-ઉપાડતા જૂથોનો પરિચય, ઉદાહરણ તરીકે, NO 2, COR, વગેરે, * સ્તરમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, જેના કારણે જે એલ્કીન સરેરાશ શક્તિના ન્યુક્લિયોફિલ્સ (એમોનિયા, આરઓ) સાથે પ્રતિક્રિયા કરવાની ક્ષમતા પ્રાપ્ત કરે છે - , Nє C - , enolate anion, વગેરે).

એલ્કીન સાથે ઇલેક્ટ્રોફિલિક એજન્ટ E + ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, એક કાર્બોકેશન રચાય છે, જે અત્યંત પ્રતિક્રિયાશીલ છે. ન્યુક્લિયોફિલિક એજન્ટ Nu ના ઝડપી ઉમેરા દ્વારા કાર્બોકેશન વધુ સ્થિર થાય છે - :

ધીમો તબક્કો એ ઇલેક્ટ્રોફાઇલનો ઉમેરો હોવાથી, કોઈપણ ધ્રુવીય એજન્ટ E + Nu - ઉમેરવાની પ્રક્રિયાને ચોક્કસ રીતે એલ્કીનના બહુવિધ બંધનમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણ તરીકે ગણવી જોઈએ. આ પ્રકારની પ્રતિક્રિયાઓ મોટી સંખ્યામાં જાણીતી છે, જ્યાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક એજન્ટની ભૂમિકા હેલોજન, હાઇડ્રોજન હલાઇડ્સ, પાણી, દ્વિભાષી પારાના ક્ષાર અને અન્ય ધ્રુવીય રીએજન્ટ્સ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. કાર્બનિક પ્રતિક્રિયા મિકેનિઝમ્સના વર્ગીકરણમાં ડબલ બોન્ડમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરાનું પ્રતીક Ad E ( ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરો) અને, પ્રતિક્રિયા કરતા પરમાણુઓની સંખ્યાના આધારે, Ad E 2 (બાયમોલેક્યુલર પ્રતિક્રિયા) અથવા Ad E 3 (ટ્રિમોલેક્યુલર પ્રતિક્રિયા) તરીકે નિયુક્ત કરવામાં આવે છે.

4.3.a હેલોજનનો ઉમેરો

અલ્કેન્સ એક હેલોજન પરમાણુના ડબલ બોન્ડ પર જથ્થાત્મકની નજીક ઉપજ સાથે વધારાના ઉત્પાદનો બનાવવા માટે બ્રોમિન અને ક્લોરિન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. ફ્લોરિન ખૂબ સક્રિય છે અને એલ્કેન્સના વિનાશનું કારણ બને છે. મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં આયોડિનનો અલ્કેનેસમાં ઉમેરો એ ઉલટાવી શકાય તેવી પ્રતિક્રિયા છે, જેનું સંતુલન મૂળ રીએજન્ટ તરફ સ્થાનાંતરિત થાય છે.

CCl4 માં બ્રોમાઇનના સોલ્યુશનનું ઝડપી ડીકોલોરાઇઝેશન અસંતૃપ્તિ માટેના સૌથી સરળ પરીક્ષણોમાંનું એક છે, કારણ કે અલ્કેન્સ, આલ્કાઇન્સ અને ડાયેન્સ બ્રોમિન સાથે ઝડપથી પ્રતિક્રિયા આપે છે.

અલ્કેનીસમાં બ્રોમિન અને ક્લોરિનનો ઉમેરો રેડિકલ મિકેનિઝમને બદલે આયોનિક દ્વારા થાય છે. આ નિષ્કર્ષ એ હકીકત પરથી આવે છે કે હેલોજન ઉમેરાનો દર ઇરેડિયેશન, ઓક્સિજન અને અન્ય રીએજન્ટ્સની હાજરી પર આધારિત નથી જે આમૂલ પ્રક્રિયાઓને શરૂ કરે છે અથવા તેને અટકાવે છે. મોટી સંખ્યામાં પ્રાયોગિક ડેટાના આધારે, આ પ્રતિક્રિયા માટે એક પદ્ધતિ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી, જેમાં કેટલાક ક્રમિક તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે. પ્રથમ તબક્કે, હેલોજન પરમાણુનું ધ્રુવીકરણ બોન્ડિંગ ઇલેક્ટ્રોનની ક્રિયા હેઠળ થાય છે. હેલોજન અણુ, જે ચોક્કસ અપૂર્ણાંક હકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે, તે -બોન્ડના ઇલેક્ટ્રોન સાથે અસ્થિર મધ્યવર્તી બનાવે છે, જેને -કોમ્પ્લેક્સ અથવા ચાર્જ ટ્રાન્સફર કોમ્પ્લેક્સ કહેવાય છે. એ નોંધવું જોઈએ કે -કોમ્પ્લેક્સમાં હેલોજન કોઈ ચોક્કસ કાર્બન અણુ સાથે નિર્દેશિત બોન્ડ બનાવતું નથી; આ સંકુલમાં, ઇલેક્ટ્રોન જોડી - દાતા તરીકે બોન્ડ અને સ્વીકારનાર તરીકે હેલોજનની દાતા-સ્વીકારક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સરળ રીતે અનુભવાય છે.

આગળ, -જટિલ ચક્રીય બ્રોમોનિયમ આયનમાં પરિવર્તિત થાય છે. આ ચક્રીય કેશનની રચના દરમિયાન, Br-Br બોન્ડની હેટરોલિટીક ક્લીવેજ થાય છે અને ખાલી આર-સંકરકૃત કાર્બન અણુનું sp 2 ભ્રમણકક્ષા સાથે ઓવરલેપ થાય છે આર-હેલોજન અણુના ઇલેક્ટ્રોનની "એકલી જોડી" ની ભ્રમણકક્ષા, ચક્રીય બ્રોમોનિયમ આયન બનાવે છે.

છેલ્લા, ત્રીજા તબક્કામાં, બ્રોમિન આયન, ન્યુક્લિયોફિલિક એજન્ટ તરીકે, બ્રોમોનિયમ આયનના કાર્બન અણુઓમાંથી એક પર હુમલો કરે છે. બ્રોમાઇડ આયનનો ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો ત્રણ-મેમ્બર્ડ રિંગના ઉદઘાટન તરફ દોરી જાય છે અને વિસિનલ ડિબ્રોમાઇડ ( vic-નજીક). આ પગલાને ઔપચારિક રીતે કાર્બન અણુ પર SN 2 ના ન્યુક્લિયોફિલિક અવેજી તરીકે ગણી શકાય, જ્યાં છોડનાર જૂથ Br+ છે.

એલ્કેન્સના ડબલ બોન્ડમાં હેલોજનનો ઉમેરો એ ઔપચારિક રીતે સરળ મોડલ પ્રતિક્રિયાઓમાંની એક છે, જેના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને તમે મુખ્ય પરિબળોના પ્રભાવને ધ્યાનમાં લઈ શકો છો જે પ્રક્રિયાની વિગતવાર પદ્ધતિ વિશે તર્કસંગત તારણો કાઢવા માટે પરવાનગી આપે છે. કોઈપણ પ્રતિક્રિયાની પદ્ધતિ વિશે જાણકાર તારણો કાઢવા માટે, તમારી પાસે આના પરનો ડેટા હોવો જોઈએ: 1) પ્રતિક્રિયા ગતિશાસ્ત્ર; 2) સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી (પ્રતિક્રિયાનું સ્ટીરિયોકેમિકલ પરિણામ); 3) સંકળાયેલ, સ્પર્ધાત્મક પ્રક્રિયાની હાજરી અથવા ગેરહાજરી; 4) પ્રતિક્રિયા દર પર મૂળ સબસ્ટ્રેટમાં અવેજીઓનો પ્રભાવ; 5) લેબલવાળા સબસ્ટ્રેટ્સ અને (અથવા) રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ; 6) પ્રતિક્રિયા દરમિયાન ફરીથી ગોઠવણની શક્યતા; 7) પ્રતિક્રિયા દર પર દ્રાવકની અસર.

ચાલો આલ્કેન્સના હેલોજનેશનના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને આ પરિબળોને ધ્યાનમાં લઈએ. કાઇનેટિક ડેટા દરેક ઘટક માટે પ્રતિક્રિયાના ક્રમને સ્થાપિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે અને તેના આધારે, પ્રતિક્રિયાની એકંદર પરમાણુતા વિશે નિષ્કર્ષ દોરે છે, એટલે કે, પ્રતિક્રિયા કરતા પરમાણુઓની સંખ્યા.

અલ્કેન્સના બ્રોમિનેશન માટે, પ્રતિક્રિયા દર સામાન્ય રીતે નીચેના સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:

v = k`[alkene] + k``[alkene] 2,

જે ભાગ્યે જ કિસ્સાઓમાં સરળ બને છે

v = k`[એલ્કેન].

ગતિના ડેટાના આધારે, તે નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે એક અથવા બે બ્રોમિન પરમાણુ દર-નિર્ધારિત પગલામાં સામેલ છે. બ્રોમાઇનમાં બીજા ક્રમનો અર્થ એ છે કે તે બ્રોમાઇડ આયન Br નથી - જે બ્રોમોનિયમ આયન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, પરંતુ ટ્રાઇબ્રોમાઇડ આયન બ્રોમિન અને બ્રોમાઇડ આયનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાય છે:

આ સંતુલન જમણી તરફ ખસેડવામાં આવે છે. કાઇનેટિક ડેટા અમને સંક્રમણ સ્થિતિની રચના અને ડબલ બોન્ડમાં હેલોજન ઉમેરાની પ્રતિક્રિયામાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક પ્રજાતિઓની પ્રકૃતિ વિશે અન્ય કોઈ નિષ્કર્ષ કાઢવાની મંજૂરી આપતા નથી. આ પ્રતિક્રિયાના મિકેનિઝમ વિશેની સૌથી મૂલ્યવાન માહિતી ઉમેરાના સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી પરના ડેટા દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. ડબલ બોન્ડમાં હેલોજનનો ઉમેરો એ એક સ્ટીરિયોસ્પેસિફિક પ્રક્રિયા છે (એક પ્રક્રિયા જેમાં સંભવિત સ્ટીરિયોઈસોમર્સમાંથી માત્ર એક જ રચાય છે; સ્ટીરીઓસેલેકટિવ પ્રક્રિયામાં, એક સ્ટીરિયોમરની પ્રેફરન્શિયલ રચના જોવા મળે છે) વિરોધી-એલ્કેન્સ અને સાયક્લોઆલ્કેન્સ માટે ઉમેરણો, જેમાં ડબલ બોન્ડ બેન્ઝીન રિંગ સાથે જોડાયેલું નથી. માટે cis- અને સમાધિ-બ્યુટીન-2, પેન્ટેન-2, હેક્સીન-3, સાયક્લોહેક્સીન, સાયક્લોપેન્ટીન અને અન્ય એલ્કેન્સના આઇસોમર્સ, બ્રોમિનનો ઉમેરો ફક્ત આ રીતે થાય છે વિરોધી- પ્રવેશ. આ કિસ્સામાં, સાયક્લોહેક્સીનના કિસ્સામાં, માત્ર સમાધિ-1,2-ડીબ્રોમોસાયક્લોહેક્સેન (એનેન્ટિઓમર્સનું મિશ્રણ).

1,2-ડિબ્રોમોસાયક્લોહેક્સેનમાં બ્રોમિન અણુઓની ટ્રાન્સ ગોઠવણીને સાયક્લોહેક્સેન રિંગના સરેરાશ સમતલની તુલનામાં સરળ રીતે ચિત્રિત કરી શકાય છે (ધ્યાનમાં લીધા વિના રચનાઓ):

જ્યારે બ્રોમિન સાયક્લોહેક્સીન સાથે જોડાય છે, ત્યારે તે શરૂઆતમાં રચાય છે સમાધિ-1,2-ડિબ્રોમોસાયક્લોહેક્સેન ઇન a,a- કન્ફોર્મેશન, જે પછી તરત જ ઉત્સાહી રીતે વધુ અનુકૂળમાં પરિવર્તિત થાય છે તેણી- રચના. વિરોધી- ડબલ બોન્ડમાં હેલોજનનો ઉમેરો અમને ડબલ બોન્ડમાં એક હેલોજન પરમાણુના વન-સ્ટેપ સિંક્રનસ ઉમેરણની પદ્ધતિને નકારવા દે છે, જે ફક્ત આ રીતે જ હાથ ધરવામાં આવી શકે છે. સમન્વય- પ્રવેશ. વિરોધી-હેલોજનનો ઉમેરો પણ મધ્યવર્તી તરીકે ઓપન કાર્બોકેશન RCH + -CH 2 Hal ની રચના સાથે અસંગત છે. ખુલ્લા કાર્બોકેશનમાં, C-C બોન્ડની આસપાસ મુક્ત પરિભ્રમણ શક્ય છે, જે Br anion ના હુમલા તરફ દોરી જાય છે. - તરીકે ઉત્પાદનોના મિશ્રણની રચના માટે વિરોધી- અને તેથી સમન્વય- જોડાણો. સ્ટીરિયોસ્પેસિફિક વિરોધી-બ્રોમોનિયમ અથવા ક્લોરોનિયમ આયનોને અલગ મધ્યવર્તી પ્રજાતિઓ તરીકે ઓળખવાનું મુખ્ય કારણ હેલોજનનો ઉમેરો હતો. આ ખ્યાલ નિયમને સંપૂર્ણ રીતે સંતોષે છે વિરોધી-વધુમાં, કારણ કે હેલાઇડ આયનનો ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો શક્ય છે વિરોધી-S N 2 મિકેનિઝમ દ્વારા હલાઇડ આયનના બે કાર્બન અણુઓમાંથી કોઈપણ પર.

અસમપ્રમાણ રીતે અવેજી કરેલ અલ્કેનીસના કિસ્સામાં, આના પરિણામે બે એન્ટીઓમર થવો જોઈએ ત્રણેય- બ્રોમિન ઉમેર્યા પછી રચાય છે cis- આઇસોમર અથવા એનન્ટિઓમર erythro- હેલોજનેશન પર રચાય છે સમાધિ- આઇસોમર. જ્યારે બ્રોમિન ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે આ ખરેખર જોવા મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે, cis- અને સમાધિ- પેન્ટેનના આઇસોમર્સ -2.

સપ્રમાણ એલ્કેન્સના બ્રોમિનેશનના કિસ્સામાં, ઉદાહરણ તરીકે, cis- અથવા સમાધિ-હેક્સીન -3 ની રચના હોવી જોઈએ અથવા રેસમેટ ( ડી, એલ-ફોર્મ), અથવા મેસો-અંતિમ ડિબ્રોમાઇડનું સ્વરૂપ, જે ખરેખર જોવા મળે છે.

નીચા તાપમાને બિન-ન્યુક્લિયોફિલિક, ઉદાસીન વાતાવરણમાં હેલોજેનિયમ આયનોના અસ્તિત્વના સ્વતંત્ર, પ્રત્યક્ષ પુરાવા છે. NMR સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરીને, -80 0 C પર પ્રવાહી સલ્ફર ડાયોક્સાઇડના દ્રાવણમાં એન્ટિમોની પેન્ટાફ્લોરાઇડના ખૂબ જ મજબૂત લેવિસ એસિડની ક્રિયા હેઠળ 3-બ્રોમો-2-મિથાઈલ-2-ફ્લોરોબ્યુટેનના આયનીકરણ દરમિયાન બ્રોમોનિયમ આયનોની રચના નોંધવામાં આવી હતી. .

બિન-ન્યુક્લિયોફિલિક વાતાવરણમાં આ કેશન -80 0 C પર એકદમ સ્થિર છે, પરંતુ કોઈપણ ન્યુક્લિયોફિલિક એજન્ટોની ક્રિયા દ્વારા અથવા ગરમ થવા પર તરત જ નાશ પામે છે.

ચક્રીય બ્રોમોનિયમ આયનોને ક્યારેક શુદ્ધ સ્વરૂપમાં અલગ કરી શકાય છે જો સ્ટીરિક અવરોધો ન્યુક્લિયોફિલ્સની ક્રિયા હેઠળ તેમના ઉદઘાટનને અટકાવે છે:

તે સ્પષ્ટ છે કે બ્રોમોનિયમ આયનોના અસ્તિત્વની સંભાવના, જે વિશેષ પરિસ્થિતિઓમાં એકદમ સ્થિર છે, તે આલ્કોહોલ, એસિટિક એસિડ અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનમાં એલ્કીનના ડબલ બોન્ડમાં બ્રોમિન ઉમેરાની પ્રતિક્રિયામાં તેમની રચનાના પ્રત્યક્ષ પુરાવા તરીકે સેવા આપી શકતી નથી. - દ્રાવકનું દાન કરવું. આવા ડેટાને ડબલ બોન્ડ પર ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણની પ્રક્રિયામાં હેલોજેનિયમ આયનોની રચનાની મૂળભૂત સંભાવનાની સ્વતંત્ર પુષ્ટિ તરીકે જ ગણવામાં આવવી જોઈએ.

હલાઇડ આયનની વિભાવના અમને ડબલ બોન્ડમાં આયોડિન ઉમેરવાની ઉલટાવી શકાય તેવું તર્કસંગત સમજૂતી પ્રદાન કરવા દે છે. હેલોજેનિયમ કેશનમાં ત્રણ ઇલેક્ટ્રોફિલિક કેન્દ્રો છે જે હેલાઇડ આયન દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલા માટે સુલભ છે: બે કાર્બન અણુ અને એક હેલોજન અણુ. ક્લોરોનિયમ આયનોના કિસ્સામાં, Cl - anion પ્રાધાન્યપૂર્વક અથવા તો વિશિષ્ટ રીતે કેશનના કાર્બન કેન્દ્રો પર હુમલો કરતું દેખાય છે. બ્રોમોનિયમ કેશન માટે, હેલોજેનિયમ આયન ખોલવાની બંને દિશાઓ સમાન રીતે સંભવિત છે, બંને કાર્બન અણુઓ અને બ્રોમિન અણુ પર બ્રોમાઇડ આયનના હુમલાને કારણે. બ્રોમોનિયમ આયનના બ્રોમિન પરમાણુ પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલો પ્રારંભિક રીએજન્ટ્સ બ્રોમિન અને આલ્કીન તરફ દોરી જાય છે:

આયોડોનિયમ આયન મુખ્યત્વે આયોડિન પરમાણુ પર આયોડાઇડ આયનના હુમલાના પરિણામે પ્રગટ થાય છે, અને તેથી પ્રારંભિક રીએજન્ટ્સ અને આયોડોનિયમ આયન વચ્ચેનું સંતુલન ડાબી તરફ ખસેડવામાં આવે છે.

વધુમાં, અંતિમ ઉમેરાનું ઉત્પાદન, વિસિનલ ડાયોડાઇડ, દ્રાવણમાં હાજર ટ્રાયઓડાઇડ આયન દ્વારા આયોડિન અણુ પર ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલાને આધિન હોઈ શકે છે, જે પ્રારંભિક રીએજન્ટ એલ્કીન અને આયોડિનનું નિર્માણ પણ કરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, વધારાની પ્રતિક્રિયાની શરતો હેઠળ, પરિણામી વાસીનલ ડાયોડાઇડ ટ્રાઇઓડાઇડ આયનોની ક્રિયા હેઠળ ડીયોડીનેટ થાય છે. વિસિનલ ડિક્લોરાઇડ્સ અને ડિબ્રોમાઇડ્સ એલ્કેનિસમાં અનુક્રમે ક્લોરિન અથવા બ્રોમિન ઉમેરવાની પરિસ્થિતિઓમાં ડિહેલોજેનેટ થતા નથી.

ક્લોરિન અથવા બ્રોમિનનું વિરોધી ઉમેરણ એલ્કેન્સની લાક્ષણિકતા છે, જેમાં બેન્ઝીન રિંગના -ઇલેક્ટ્રોન સાથે ડબલ બોન્ડ સંયોજિત નથી. સ્ટાયરીન, સ્ટીલબેન અને તેના ડેરિવેટિવ્ઝ માટે વિરોધી- પ્રવેશ થાય છે અને સમન્વય-હેલોજનનો ઉમેરો, જે ધ્રુવીય વાતાવરણમાં પણ પ્રભાવશાળી બની શકે છે.

એવા કિસ્સાઓમાં કે જ્યાં ન્યુક્લિયોફિલિક દ્રાવક વાતાવરણમાં ડબલ બોન્ડમાં હેલોજનનો ઉમેરો કરવામાં આવે છે, દ્રાવક હેલોજેનિયમ આયનની ત્રણ-મેમ્બર્ડ રિંગને ખોલવામાં અસરકારક રીતે હલાઇડ આયન સાથે સ્પર્ધા કરે છે:

દ્રાવક અથવા કેટલાક અન્ય "બાહ્ય" ન્યુક્લિયોફિલિક એજન્ટની ભાગીદારી સાથે વધારાના ઉત્પાદનોની રચનાને સંયોજક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયા કહેવામાં આવે છે. જ્યારે બ્રોમિન અને સ્ટાયરીન મિથેનોલમાં પ્રતિક્રિયા આપે છે, ત્યારે બે ઉત્પાદનો રચાય છે: વિસિનલ ડિબ્રોમાઇડ અને બ્રોમિન એસ્ટર, જેનો ગુણોત્તર મિથેનોલમાં બ્રોમાઇનની સાંદ્રતા પર આધારિત છે.

અત્યંત પાતળું દ્રાવણમાં, સંયોજક ઉમેરણ ઉત્પાદન પ્રભુત્વ ધરાવે છે, જ્યારે સંકેન્દ્રિત દ્રાવણમાં, તેનાથી વિપરિત, વિસિનલ ડાયબ્રોમાઇડનું વર્ચસ્વ હોય છે. જલીય દ્રાવણમાં, હેલોહાઇડ્રિન (-કાર્બન અણુ પર હેલોજન ધરાવતું આલ્કોહોલ) - સંયુગેટ ઉમેરાનું ઉત્પાદન - હંમેશા પ્રભુત્વ ધરાવે છે.

તેણીના અનુયાયી સમાધિ-2-ક્લોરોસાયક્લોહેક્સનોલ O-H હાઇડ્રોજન બોન્ડ દ્વારા વધુ સ્થિર થાય છે . . . Cl. અસમપ્રમાણતાવાળા આલ્કેનિસના કિસ્સામાં, સંયોજક ઉમેરણ પ્રતિક્રિયાઓમાં, હેલોજન હંમેશા હાઇડ્રોજન અણુઓની સૌથી વધુ સંખ્યા ધરાવતા કાર્બન પરમાણુમાં અને ન્યુક્લિયોફિલિક એજન્ટ ઓછામાં ઓછા હાઇડ્રોજન અણુઓ સાથે કાર્બનમાં ઉમેરે છે. જૂથોમાં જોડાવાની અલગ વ્યવસ્થા સાથેનું આઇસોમેરિક ઉત્પાદન રચાયું નથી. આનો અર્થ એ છે કે મધ્યવર્તી તરીકે રચાયેલા ચક્રીય હેલોજેનોનિયમ આયનમાં બે બોન્ડ C 1 -Hal અને C 2 -Hal સાથે અસમપ્રમાણ માળખું હોવું આવશ્યક છે જે ઊર્જા અને શક્તિમાં ભિન્ન હોય છે અને આંતરિક કાર્બન અણુ C 2 પર મોટો સકારાત્મક ચાર્જ હોઈ શકે છે. ગ્રાફિકલી બે રીતે વ્યક્ત:

તેથી, હેલોજેનિયમ આયનનો C2 કાર્બન અણુ દ્રાવક દ્વારા ન્યુક્લિયોફિલિક હુમલાને આધીન છે, તે હકીકત હોવા છતાં કે તે વધુ અવેજી અને સ્ટીરીલી ઓછી સુલભ છે.

બ્રોમોહાઇડ્રિનના સંશ્લેષણ માટેની શ્રેષ્ઠ તૈયારી પદ્ધતિઓમાંની એક એન-બ્રોમોસુસિનિમાઇડનો ઉપયોગ કરીને અલ્કેન્સનું હાઇડ્રોક્સિબ્રોમિનેશન છે N.B.S.) ડાઇમેથાઇલ સલ્ફોક્સાઇડના દ્વિસંગી મિશ્રણમાં ( ડીએમએસઓ) અને પાણી.

આ પ્રતિક્રિયા પાણીમાં અથવા તેના વિના કરી શકાય છે ડીએમએસઓજો કે, આ કિસ્સામાં બ્રોમોહાઈડ્રિનની ઉપજ કંઈક અંશે ઓછી છે.

અલ્કેનીસની હેલોજનેશન પ્રતિક્રિયામાં સંયુક્ત ઉમેરણ ઉત્પાદનોની રચના આપણને એક હેલોજન પરમાણુ ઉમેરવાની સિંક્રનસ મિકેનિઝમને નકારવા માટે પણ પરવાનગી આપે છે. હેલોજેનિયમ કેશનને મધ્યવર્તી તરીકે સામેલ કરતી બે-પગલાની પદ્ધતિ સાથે ડબલ બોન્ડમાં સંયોજક ઉમેરણ સારી રીતે સંમત છે.

ડબલ બોન્ડમાં ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણની પ્રતિક્રિયા માટે, વ્યક્તિએ ઇલેક્ટ્રોન-દાન કરતા આલ્કિલ અવેજીની હાજરીમાં પ્રતિક્રિયા દરમાં વધારો અને ડબલ બોન્ડ પર ઇલેક્ટ્રોન-ઉપાડનારા અવેજીની હાજરીમાં ઘટાડો થવાની અપેક્ષા રાખવી જોઈએ. ખરેખર, જ્યારે ઇથિલિનમાંથી તેના મિથાઈલ-અવેજી ડેરિવેટિવ્ઝ તરફ જાય છે ત્યારે ડબલ બોન્ડમાં ક્લોરિન અને બ્રોમિન ઉમેરવાનો દર તીવ્રપણે વધે છે. ઉદાહરણ તરીકે, tetramethylethylene માં બ્રોમિન ઉમેરવાનો દર તેના 1-butene ના ઉમેરા કરતા 10 5 ગણો વધારે છે. આ પ્રચંડ પ્રવેગ સ્પષ્ટપણે સંક્રમણ અવસ્થાની ઉચ્ચ ધ્રુવીયતા અને સંક્રમણ અવસ્થામાં ચાર્જ વિભાજનની ઉચ્ચ ડિગ્રી દર્શાવે છે અને તે ઉમેરણની ઈલેક્ટ્રોફિલિક પદ્ધતિ સાથે સુસંગત છે.

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઇલેક્ટ્રોન-દાન આપતા અવેજીઓ ધરાવતા એલ્કેન્સમાં ક્લોરિનનો ઉમેરો ક્લોરાઇડ આયનના ઉમેરાને બદલે મધ્યવર્તી સંયોજનમાંથી પ્રોટોનના અમૂર્તતા સાથે છે. પ્રોટોનનું અમૂર્તકરણ ક્લોરિન-અવેજીકૃત એલ્કીનની રચનામાં પરિણમે છે, જેને ઔપચારિક રીતે ડબલ બોન્ડ સ્થળાંતર સાથે સીધા અવેજી તરીકે ગણી શકાય. જો કે, આઇસોટોપ લેબલ્સ સાથેના પ્રયોગો અહીં થતા પરિવર્તનની વધુ જટિલ પ્રકૃતિ દર્શાવે છે. જ્યારે આઇસોબ્યુટીલીનને 0 0 સે તાપમાને ક્લોરીનેટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે અપેક્ષિત ડિક્લોરાઇડને બદલે 2-મિથાઈલ-3-ક્લોરોપ્રોપીન (મેટાલિલ ક્લોરાઇડ) બને છે, જે ડબલ બોન્ડ પર ઉમેરાનું ઉત્પાદન છે.

ઔપચારિક રીતે, એવું લાગે છે કે ત્યાં કોઈ અવેજી છે, પ્રવેશ નથી. 14 સી આઇસોટોપ સાથે પોઝિશન 1 પર લેબલવાળા આઇસોબ્યુટીલીનનો ઉપયોગ કરીને આ પ્રતિક્રિયાના અભ્યાસમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે ક્લોરિન સાથે હાઇડ્રોજનનું સીધું રિપ્લેસમેન્ટ થતું નથી, કારણ કે પરિણામી મેટલાઇલ ક્લોરાઇડમાં લેબલ 14 CH 2 Cl જૂથમાં સ્થિત છે. આ પરિણામ નીચેના રૂપાંતરણોના ક્રમ દ્વારા સમજાવી શકાય છે:

કેટલાક કિસ્સાઓમાં, અલ્કિલ જૂથનું 1,2-સ્થળાંતર પણ થઈ શકે છે

CCl 4 (બિન-ધ્રુવીય દ્રાવક) માં આ પ્રતિક્રિયા લગભગ 100% ડિક્લોરાઇડ આપે છે બી- ડબલ બોન્ડ પર સામાન્ય ઉમેરાનું ઉત્પાદન (પુનઃગોઠવણી વિના).

મધ્યવર્તી કણો તરીકે ખુલ્લા કાર્બોકેશનને સામેલ કરતી પ્રક્રિયાઓ માટે આ પ્રકારની હાડપિંજરની પુનઃ ગોઠવણી સૌથી લાક્ષણિક છે. શક્ય છે કે આ કિસ્સાઓમાં ક્લોરિનનો ઉમેરો ક્લોરોનિયમ આયન દ્વારા નહીં, પરંતુ ખુલ્લા કાર્બોકેશનની નજીકના કેશનિક કણ દ્વારા થાય છે. તે જ સમયે, એ નોંધવું જોઈએ કે ડબલ બોન્ડમાં હેલોજન અને મિશ્રિત હેલોજનના ઉમેરાની પ્રક્રિયાઓમાં હાડપિંજરની પુનઃરચના એ એક દુર્લભ ઘટના છે: તે ક્લોરિનના ઉમેરા દરમિયાન વધુ વખત જોવા મળે છે અને ઘણી ઓછી વાર બ્રોમિન બિન-ધ્રુવીય સોલવન્ટ્સ (CCl 4) થી ધ્રુવીય (નાઈટ્રોમેથેન, એસેટોનાઈટ્રાઈલ) તરફ જતી વખતે આવી પુનઃ ગોઠવણીની સંભાવના વધે છે.

સ્ટીરિયોકેમિસ્ટ્રી પર પ્રસ્તુત ડેટાનો સારાંશ, સંયોજક ઉમેરણ, એલ્કીનમાં અવેજીના પ્રભાવ, તેમજ ડબલ બોન્ડ પર હેલોજનની વધારાની પ્રતિક્રિયાઓમાં પુનઃ ગોઠવણી, એ નોંધવું જોઈએ કે તેઓ ઇલેક્ટ્રોફિલિક ઉમેરણની પદ્ધતિ સાથે સારી રીતે સંમત છે. ચક્રીય હેલોજેનિયમ આયન. એલ્કેન્સમાં મિશ્રિત હેલોજનના ઉમેરા પરના ડેટા, જેના માટે ઉમેરાના તબક્કાઓ બે હેલોજન અણુઓના બોન્ડની ધ્રુવીયતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તે જ રીતે અર્થઘટન કરી શકાય છે.