Алкены - класс органических соединений, имеющий двойную связь между атомами углерода, структурная формула - CnH2n. Двойная связь в молекулах олефинов - это одна σ- и одна π-связь
Объяснение:
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Алкены - класс органических соединений, имеющий двойную связь между атомами углерода, структурная формула - CnH2n. Двойная связь в молекулах олефинов - это одна σ- и одна π-связь. Таким образом, если мы представим два атома углерода и разместим их на плоскости, σ-связь будет расположена на плоскости, а π-связь будет распологаться выше и ниже плоскости (если Вы плохо представляете себе, о чём идёт речь, обратитесь к разделу химические связи).
ГИБРИДИЗАЦИЯ
В алкенах имеет место sp2-гибридизация, для которой угол H-C-H составляет 120 градусов, а длина связи C=C равна 0,134 нм.
СТРОЕНИЕ
Из наличия π-связи следует, и подтверждается экспериментально, что:
По своему строению, двойная связь в молекулах алкенов более восприимчива к внешнему воздействию, нежели обычная σ-связь
Двойная связь делает невозможным вращение вокруг σ-связи, откуда следует наличие изомеров, данные изомеры называются цис- и транс-
π-связь менее прочна, чем σ-связь, поскольку электроны находятся дальше от центров атомов
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Физические свойства алкенов схожи с физическими свойствами алканов. Алкены, имеющие до пяти атомов углерода, находятся в газообразном состоянии при нормальных условиях. Молекулы с содержанием от шести до 16 атомов углерода находятся в жидком состоянии и от 17 атомов углерода - алкены находятся в твёрдом состоянии при нормальных условиях.
Температура кипения алкенов в среднем увеличивается на 30 градусов на каждую CH2-группу, как и у алканов, ответвления снижают температуру кипения вещества.
Наличие π-связи делает олефины слаборастворимыми в воде, что обуславливает их небольшую полярность. Алкены - неполярные вещества и растворяются в неполярных растворителях и слабо полярных растворителях.
Плотность алкенов выше, чем у алканов, но ниже чем у воды
ИЗОМЕРИЯ
Изомерия углеродного скелета: 1-бутен и 2-метилпропен
Изомерия положения двойной связи: 1-бутен и 2-бутен
Межклассовая изомерия: 1-бутен и циклобутан
РЕАКЦИИ
Характерные реакции алкенов - реакции присоединения, π-связь разрывается и образовавшиеся электроны охотно принимают новый элемент. Наличие π-связи означает большее количество энергии, поэтому, как правило, реакции присоединения носят экзотермический характер, т.е. протекают с выделением тепла.
РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ПРИСОЕДИНЕНИЕ ГАЛОГЕНВОДОРОДОВ
Галогенводороды легко присоединяются к двойной связи алкенов, формируя галогеналкилы. Галогенводороды смешивают с уксусной кислотой, либо напрямую, в газообразном состоянии, смешивают с алкеном. Для рассмотрения механизма реакции, необходимо знать правило Марковникова.
а) Из метана при сильном нагревании можно получить ацетилен:

В присутствии катализатора ацетилен превращается в бензол (реакция тримеризации):

Бензол реагирует с хлором в присутствии хлорида железа, при этом образуется хлорбензол:

При сильном нагревании карбоната кальция с углеродом образуется карбид кальция:

При действии на карбид кальция воды получается ацетилен:

При гидрировании ацетилена в присутствии катализатора образуется этилен:

В результате присоединения к этилену хлороводорода образуется хлорэтан:

Бутен из хлорэтана можно получить в две стадии. Хлорэтан реагирует с натрием, при этом получается бутан (реакция Вюрца):

При дегидрировании бутана образуется смесь бутена-1 и бутена-2:

в) Этан из метана можно получить в две стадии. При хлорировании метана на свету образуется хлорметан:

При взаимодействии хлорметана с натрием образуется этан (реакция Вюрца):

Пропан из этана также можно получить в две стадии. При хлорировании этана образуется хлорэтан:

При реакции хлорэтана с хлорметаном в присутствии натрия образуется пропан:

Из пропана в две стадии можно получить гексан. При хлорировании пропана образуется смесь изомеров - 1-хлорпропана и 2-хлорпропана. Изомеры имеют разные температуры кипения и их можно разделить перегонкой.

При взаимодействии 1-хлорпропана с натрием образуется гексан:

При дегидрировании гексана можно получить циклогексан:

Циклогексан можно далее дегидрировать в бензол:

При взаимодействии бензола с азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты образуется нитробензол (реакция нитрования):

