Непредельные углеводороды ряда этилена, общая формула состава. электронное и пространственное строение, свойства этилена

1. Алкены (олефины, этиленовые углеводороды) — ациклические непредельные углеводороды, содержащие одну двойную связь между атомами углерода.

2. Алкены образуют гомологический ряд с общей формулой CnH2n:

C₂H₄ этен(этилен)     H₂C=CH₂

C₃H₆ пропен(пропилен) H₂C=CH-CH

C₄H₈ бутен(бутилен) H₂C=CH-CH-CH

C₅H₁₀ пентен  H₂C=CH-CH-CH-CH

C₆H₁₂ гексен H₂C=CH-CH-CH-CH-CH

C₇H₁₄ гептен H₂C=CH-CH-CH-CH-CH-CH

C₈H₁₆ октен H₂C=CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH

C₉H₁₈ нонен H₂C=CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH

C₁₀H₂₀ децен H₂C=CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH-CH

3.  Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp² гибридизации и имеют валентный угол 120°. Двойная связь: одна сигма-связь и одна пи-связь. Пи-связь в отличие от сигма-связи непрочная, разрывается. образуются два неспаренных электрона и за счет них идет реакция присоединения.

Алкены могут существовать в виде пространственных или геометрических изомеров.

цис- изомеры: заместители расположены по одну сторону от двойной связи;

транс- изомеры: заместители расположены по разные стороны от двойной связи.

4. Алкены химически активны. Их химические свойства во многом определяются наличием двойной связи. Для алкенов наиболее характерны реакции электрофильного присоединения и реакции радикального присоединения.  Пи-связь в отличие от сигма-связи непрочная, разрывается образуются два неспаренных электрона и за счет них идет реакция присоединения.

Алкены легко вступают в реакции окисления, гидрируются с сильными восстановителями или водородом под действием катализаторов , а также к радикальному замещению.

4. Химические свойства этилена C₂H₄

4.1 Реакции присоединения за счет разрыва пи-связи:

а)Гидрирование: H₂C=CH₂+H₂→H₃C-CH₃ этан (в присутствии никеля)

б)Галогенирование: H₂C=CH₂+CI₂ → CIH₂C-CH₂CI хлорэтан

в)Гидрогалогенирование: H₂C=CH₂+HBr →CH₃-CH₂Br хлорэтан

г)Гидратация:  H₂C=CH₂+HOH→ CH₃-CH₂OH этиловый спирт(в присутствии серной кислоты)

4.2 Окисление:

Этилен легко окисляется. Если этилен пропускать через раствор перманганата калия, то он обесцветится. Эта реакция используется для отличия предельных и непредельных соединений. В результате образуется этиленгликоль:

3H₂C=CH₂+2KMnO₄+4H₂O→CH₂OH-CH₂OH+2MnO₂+2KOH

4.3 Горение:

C₂H₄+O₂=CO₂+H₂O+Q

4.4  Полимеризация: nH₂C=CH₂→(-H₂C-CH₂-)n полиэтилен

4.5 Димеризация:

HC=CH₂→H₂C=CH-CH₂-CH₃