Гомологический ряд алкенов.
Билет № 2.
1. Строение атомов и закономерности в изменении свойств химических элементов на примере элементов III периода.
ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМОВ И ИОНОВ.
Все электроны атома образуют его электронную оболочку.
Строение электронной оболочки изображается электронной формулой, которая показывает распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням. В этих формулах энергетические уровни обозначаются цифрами 1, 2, 3, ..., подуровни - буквами s, p, d, f.
Например, атом водорода имеет один электрон, который расположен на s - подуровне 1-ого энергетического уровня: 1s1
Электронная формула атома гелия, содержащего 2 электрона, записываются так : 1s2
Так как на первом энергетическом уровне могут находиться только 2 электрона, то первый слой в атоме гелия является завершенным.
У элементов второго периода электроны заполняют 2-й энергетический уровень, на котором может находится не более 8 электронов. Вначале электроны заполняют s - подуровень , а за тем р - подуровень.
Второй электронный слой атома неона является завершенным.
В атомах третьего периода формируется третий энергетический слой, на котором находится до 18 электронов.
По положению элемента в Периодической системе можно определить его электронную формулу. Для этого необходимо знать следующее:
1.Число энергетических уровней в атоме, на которых расположены электроны, равно номеру периода.
2. У элементов главных подгрупп число электронов на внешнем энергетическом уровне равно номеру группы периодической системы.
У элементов главных подгрупп электроны внешнего энергетического уровня являются валентными, т.е. они участвуют в химическом взаимодействии.
3. У элементов побочных подгрупп III - VII групп и трех элементов побочной подгруппы VIII группы (Fe, Ru, Os) общее число электронов на s- подуровне внешнего энергетического уровня атома и d- подуровне предпоследнего уровня равно номеру группы.
У элементов побочных подгрупп валентными могут быть электроны внешнего энергетического уровня и d- подуровня предпоследнего уровня.
4. У элементов побочных подгрупп I и II групп d-подуровень предпоследнего энергетического уровня завершен (d10), а на внешнем энергетическом уровне число электронов равно номеру группы.
Если атом отдает или принимает электроны, он превращается в ион. Например : переход железа в состояние Fe3+ связано с отдачей трех электронов
Fe 3d6s2 Fe3+ 3d5
В первую очередь атом отдает электроны с более высокого энергетического уровня и подуровня.
Атом серы переходит в ион S2- , принимая два электрона:
S 3s23р4 S2- 3s23р6
2. Непредельные углеводороды ряда этилена, общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Свойства и применение этилена.
Непредельными называют соединения, молекулы которого содержат двойные и тройные связи.
Гомологический ряд алкенов.
Алкены – углеводороды, в молекулах которых имеется одна двойная связь.
Простейшим алкеном является этилен С2Н4. Структурная формула этилена выглядит следующим образом:
Этилен – первый из гомологического ряда алкенов. Прибавляя к формуле СН2 можно получить формулы гомологов:
С3Н6 - пропен, пропилен
С4Н8 - бутен, бутилен и т.д.
Общая формула углеводородов ряда алкенов CnH2n .
Алкены образуют радикалы. Название радикалов складывается из названия алкана и суффикса –ил. Используют тривиальные названия :
СН2 == СН -- винил (этенил)
СН2 == СН – СН2 -- аллил (пропенил)
Изомерия. Для алкенов характерны два вида изомерии.
Структурная изомерия связана с положением двойной связи в углеводородной цепи и с разветвленностью цепи. Например бутен:
СН2 == СН – СН2 – СН3 СН3 – СН == СН – СН3 СН2 == С – СН3
l
CH3
Названия алкенов : выбирается наиболее длинная связь, содержащая двойную связь. Нумеруются атомы углерода, начиная с того конца, к которому ближе расположена двойная связь.
За основу названия изомера берут название алкена. Перед корнем указываются радикалы , а перед ними ставится цифра, обозначающая их положение. Затем идет название основы изомера и ставится наименьший номер атома углерода при котором находится двойная связь.
Другой вид изомерии – это пространственная изомерия или стереоизомерия. Например:
Цис – бутен – 2 транс – бутен – 2
Цис – и транс – изомеры различаются по свойствам.
Свойства.
Этилен, пропилен и бутилен – бесцветные газы. Алкены нормального строения от С5 до С 18 – жидкости, а начиная с С 19 - твердые вещества. Алкены мало растворимы в воде и легче воды.
Алкены охотнее вступают в реакции, чем алканы.
1. Горение.
2. Гидрирование (присоединение водорода). Реакция протекает в присутствии катализаторов (платины, палладия, никеля).
3. Галогенирование. Легко присоединяют галогены, особенно хлор и бром: СН2 == СН2 + Br2 ---> CH2Br – CH2Br - качественная реакция : бромная вода обесцвечивается.
4. Гидрогалогенирование + HCl. Для пропилена возможны 2 варианта. Присоединение идет преимущественно по правилу Марковникова: атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода при двойной связи.
5. Гидратация. Присоединение воды.
6. Полимеризация.
Получение. Из предельных углеводородов.
Применение. Полиэтилен и полипропилен