HIĐROCACBON MẠCH HỞ pptx

HIĐROCACBON MẠCH HỞ I - ANKAN 1. Tính chất vật lí Anka n Công thức C n , o nc t C , o s t C Khối lượng riêng (g/cm 3 ) Metan CH 4 C 1 -183 -162 0,415 (-164C) Etan CH 3 CH 3 C 2 -183 -89 0,561 (-100C) Propan CH 3 CH 2 CH 3 C 3 -188 -42 0,585 (-45C) Butan CH 3 [CH 2 ] 2 CH 3 C 4 -158 -0,5 0,600 ( 0C) Pentan CH 3 [CH 2 ] 3 CH 3 C 5 -130 36 0,626 (20C ) Hexan CH 3 [CH 2 ] 4 CH 3 C 6 -95 69 0,660 (20C ) Heptan CH 3 [CH 2 ] 5 CH 3 C 7 -91 98 0,684 (20C ) Octan CH 3 [CH 2 ] 6 CH 3 C 8 -57 126 0,703 (20C ) Nonan CH 3 [CH 2 ] 7 CH 3 C 9 -54 151 0,718 (20C ) Đekan CH 3 [CH 2 ] 8 CH 3 C 10 -30 174 0,730 (20C ) Icosan CH 3 [CH 2 ] 18 CH 3 C 20 37 343 0,778 (20C ) 2.Tính chất hóa học a. Phản ứng thế Khi chiếu sáng hoặc đốt nóng hỗn hợp metan và clo sẽ xảy ra phản ứng thế lần lượt các nguyên tử hiđro bằng clo : CH 4 + Cl 2  CH 3 Cl + HCl metyl clorua (clometan) CH 3 Cl + Cl 2  CH 2 Cl 2 + HCl metylen clorua (điclometan) CH 2 Cl 2 + Cl 2  CHCl 3 + HCl clorofom (triclometan) CHCl 3 + Cl 2  CCl 4 + HCl cacbon tetraclorua (tetraclometan) Các đồng đẳng của metan cũng tham gia phản ứng thế tương tự metan. Thí dụ : CH 3 -CH 2 -CH 3 2 o Cl ,as. 25 C  CH 3 -CHCl -CH 3 + CH 3 -CH 2 -CH 2 -Cl + HCl 2-clopropan, 57% 1-clopropan, 43% CH 3 -CH 2 -CH 3 2 o Br ,as. 25 C  CH 3 -CHBr -CH 3 + CH 3 -CH 2 -CH 2 -Br + HBr 97% (chính) 3% (phụ) Phản ứng thế H bằng halogen thuộc loại phản ứng halogen hoá, sản phẩm hữu cơ có chứa halogen gọi là dẫn xuất halogen. Clo thế H ở cacbon các bậc khác nhau. Brom hầu như chỉ thế cho H ở cacbon bậc cao. Flo phản ứng mãnh liệt nên phân huỷ ankan thành C và HF. Iot quá yếu nên không phản ứng với ankan. b. Phản ứng tách (gãy liên kết C - C và C - H) CH 3 - CH 3 o 500 C,xt  CH 2 = CH 2 + H 2 CH 3 CH=CHCH 3 + H 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 o 500 C, xt CH 3 CH=CH 2 + CH 4 CH 2 =CH 2 + CH 3 CH 3 c. Phản ứng oxi hoá  Khi đốt, các ankan bị cháy tạo ra CO 2 , H 2 O và toả nhiều nhiệt : CH 4 + 2O 2  CO 2 + 2H 2 O ;    H 890 kJ C n H 2n+2 + 3n 1 2  O 2  n CO 2 + (n + 1) H 2 O  Khi có xúc tác, nhiệt độ thích hợp, ankan bị oxi hoá không hoàn toàn tạo thành dẫn xuất chứa oxi, thí dụ : CH 4 + O 2 o t ,xt  HCH = O + H 2 O II - ANKEN 1. Tính chất vật lí Anken Cấu tạo t nc , º C t s , º C D, g/cm 3 Eten (etilen) CH 2 = CH 2 - 169 - 104 0,57 (- 110 o C) Propen CH 2 = CHCH 3 - 186 - 47 0,61 (- 50 o C) But-1-en CH 2 = CHCH 2 CH 3 - 130 - 6 0,63 (- 6 o C) 2-Metylpropen CH 2 = C(CH 3 ) 2 - 141 - 7 0,63 (- 7 o C) Pent-1-en CH 2 = - 165 30 0,64 (20 0 C) CHCH 2 CH 2 CH 3 cis -Pent-2-en cis-CH 3 CH = CHC 2 H 5 - 151 37 0,66 (20 o C) trans -Pent-2- en trans-CH 3 CH = CHC 2 H 5 - 140 36 0,65 (20 o C) Hex-1-en CH 2 = CH[CH 2 ] 3 CH 3 - 140 64 0,68 (20 o C) Hept-1-en CH 2 = CH[CH 2 ] 4 CH 3 - 119 93 0,70 (20 o C) Oct-1-en CH 2 = CH[CH 2 ] 5 CH 3 - 102 122 0,72 (20 o C) Non-1-en CH 2 = CH[CH 2 ] 6 CH 3 - 146 0,73 (20 o C) Đek-1-en CH 2 = CH[CH 2 ] 7 CH 3 - 87 171 0,74 (20 o C) 2. Tính chất vật lí a. Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hoá) CH 2 = CH 2 + H 2 o xt, t  CH 3 -CH 3 R 1 R 2 C = CR 3 R 4 + H 2 o xt, t  R 1 R 2 CH-CHR 3 R 4 b. Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hoá) a) Tác dụng với clo CH 2 = CH 2 + Cl 2  2 2 ClCH CH Cl  (1,2-đicloetan, t s 83,5 o C) b) Tác dụng với brom CH 3 CH = CHCH 2 CH 2 CH 3 + Br 2  3 2 2 3 | | CH CH CHCH CH CH Br Br - (2,3- đibromhexan) Anken làm mất màu của dung dịch brom, vì thế người ta thường dùng nước brom hoặc dung dịch brom trong CCl 4 làm thuốc thử để nhận biết anken. c. Phản ứng cộng axit và cộng nước a) Cộng axit Hiđro halogenua (HCl, HBr, HI), axit sunfuric đậm đặc… có thể cộng vào anken. Thí dụ : CH 2 = CH 2 + H-Cl (khí )  CH 3 CH 2 Cl (etyl clorua) CH 2 = CH 2 + H-OSO 3 H  CH 3 CH 2 OSO 3 H (etyl hiđrosunfat) b) Cộng nước (phản ứng hiđrat hoá) Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác axit, anken có thể cộng nước, thí dụ : CH 2 = CH 2 + H-OH o H , t   2 2 CH CH H OH - (etanol) c) Hướng của phản ứng cộng axit và nước vào anken Phản ứng cộng axit hoặc nước vào anken không đối xứng thường tạo ra hỗn hợp hai đồng phân, trong đó có một đồng phân là sản phẩm chính. Thí dụ : CH 2 = CH-CH 3 HCl  2 3 | | CH CH CH - - H Cl + 2 3 | | CH CH CH H Cl - - (Sản phẩm chính) (Sản phẩm phụ) 2 3 | 3 CH C CH CH = - | | HOH 2 3 | 3 CH C CH CH H OH ¾ ¾ ¾ ¾® - - + | | 2 3 | 3 CH C CH CH OH H - - (Sản phẩm chính) (Sản phẩm phụ) Quy tắc Mac-côp-nhi-côp Trong phản ứng cộng axit hoặc nước (kí hiệu chung là HA) vào liên kết C= C của anken, H (phần tử mang điện tích dương) ưu tiên cộng vào C mang nhiều H hơn (cacbon bậc thấp hơn), còn A (phần tử mang điện tích âm) ưu tiên cộng vào C mang ít H hơn (cacbon bậc cao hơn). d. Phản ứng trùng hợp nCH 2 = CH 2 o Peoxit,100 300 C 100atm   ( CH 2 -CH 2 ) n (polietilen, n= 3000 - 40 000) 2 | 3 nCH CH CH  0 t , xt  2 | 3 n CH CH CH    (polipropilen) Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành những phân tử rất lớn gọi là polime. Trong phản ứng trùng hợp, chất đầu (các phân tử nhỏ) được gọi là monome. Sản phẩm của phản ứng gồm nhiều mắt xích monome hợp thành nên được gọi là polime. Số lượng mắt xích monome trong một phân tử polime gọi là hệ số trùng hợp và kí hiệu là n. e. Phản ứng oxi hoá Giống với ankan, anken cháy hoàn toàn tạo ra CO 2 , H 2 O và toả nhiều nhiệt : C n H 2n + 3n 2 O 2  nCO 2 + nH 2 O ; H  < 0 Khác với ankan, anken làm mất màu dung dịch KMnO 4 và bị oxi hoá. Thí dụ : 3CH 2 = CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O  3HOCH 2 -CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH (etylen glicol) III - ANKIN 1. Cấu trúc phân tử Trong phân tử ankin, hai nguyên tử C liên kết ba ở trạng thái lai hoá sp (lai hoá đường thẳng). Liên kết ba C  C gồm 1 liên kết  và 2 liên kết . Hai nguyên tử C mang liên kết ba và 2 nguyên tử liên kết trực tiếp với chúng nằm trên một đường thẳng. 2. Tính chất hóa học a. Phản ứng cộng - Cộng hiđro : Khi có xúc tác Ni, Pt, Pd ở nhiệt độ thích hợp, ankin cộng với H 2 tạo thành ankan : Muốn dừng lại ở giai đoạn tạo ra anken thì phải dùng xúc tác là hỗn hợp Pd với PbCO 3 : CHCH + 2H 2  0 Ni, t CH 3 – CH 3 CHCH + H 2 Pd / PbCO 3  CH 2 = CH 2 - Cộng brom : Giống như anken, ankin làm mất màu nước brom, phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn. Muốn dừng lại ở giai đoạn thứ nhất thì cần thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thấp, thí dụ : C 2 H 5 -C  C-C 2 H 5 2 o Br 20 C    2 5 2 5 | | C H C C C H Br Br    2 Br  | | 2 5 2 5 | | Br Br C H C C C H Br Br    hex-3-in 3,4-đibromhex-3-en 3,3,4,4- tetrabromhexan - Cộng hiđro clorua CH  CH + HCl   2 o HgCl 150 200 C CH 2 = CH - Cl (vinyl clorua) CH 2 = CH - Cl + HCl  CH 3 - CHCl 2 (1,1-đicloetan) - Cộng nước (hiđrat hoá) Khi có mặt xúc tác HgSO 4 trong môi trường axit, H 2 O cộng vào liên kết ba tạo ra hợp chất trung gian không bền và chuyển thành anđehit hoặc xeton, thí dụ : HC  CH + H-OH 2 , 4 4 o HgSO H SO 80 C  [CH 2 = CH – OH]  CH 3 – CH = O etin (không bền) anđehit axetic Phản ứng cộng HX, H 2 O vào các ankin trong dãy đồng đẳng của axetilen cũng tuân theo quy tắc Mac-côp-nhi-côp như anken. - Phản ứng đime hoá và trime hoá 2CH  CH 0 xt,t  CH 2 = CH - C  CH vinylaxetilen 3CHCH 0 xt, t  C 6 H 6 [...]... nước) HCCH + 2[Ag(NH3)2]OH  Ag – CC – Ag + 2H2O + 4NH3 (kết tủa màu vàng nhạt) Phản ứng này không những dùng để nhận ra axetilen mà cả các ankin có nhóm H – C  C- (các ankin mà liên kết ba ở đầu mạch) : R – C  C – H + [Ag(NH3)2]OH  R–C  C–Ag + H2O + 2NH3 (kết tủa màu vàng nhạt) c Phản ứng oxi hoá Các ankin cháy trong không khí tạo ra CO2, H2O và toả nhiều nhiệt : CnH2n-2 + 3n  1 O2  nCO2 . HIĐROCACBON MẠCH HỞ I - ANKAN 1. Tính chất vật lí Anka n Công thức C n , o nc t C , o s t C . những dùng để nhận ra axetilen mà cả các ankin có nhóm H – C  C- (các ankin mà liên kết ba ở đầu mạch) : R – C  C – H + [Ag(NH 3 ) 2 ]OH  R–C  C–Ag + H 2 O + 2NH 3 (kết tủa màu vàng nhạt)