Cùng tìm hiểu về công thức phân tử chung của anken và tính chất đặc trưng của chúng!
Nội dung
Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp
Dãy đồng đẳng anken
Những chất có công thức phân tử C3H6, C4H8, C5H10,… và tương tự etilen (C2H4) lập thành một dãy đồng đẳng có công thức phân tử chung là CnH2n (với n > 2). Dãy này được gọi là anken hay olefin.
Đồng phân
Đồng phân cấu tạo
Etilen và propilen không có đồng phân anken. Tuy nhiên, từ C4H8 trở đi, với mỗi công thức phân tử có thể có đồng phân anken về vị trí liên kết đôi và về mạch cacbon.
Đồng phân hình học
Trong phân tử anken, mạch chính là mạch cacbon dài nhất chứa liên kết đôi C=C. Các anken mà mỗi nguyên tử cacbon ở vị trí liên kết đôi liên kết với hai nhóm nguyên tử khác nhau sẽ có sự phân bố không gian khác nhau của mạch chính xung quanh liên kết đôi. Điều này tạo ra đồng phân về vị trí không gian của các nhóm nguyên tử, được gọi là đồng phân hình học.
Các đồng phân có mạch chính ở cùng một phía của liên kết đôi được gọi là đồng phân cis-, trong khi các đồng phân có mạch chính ở các phía khác nhau của liên kết đôi được gọi là đồng phân trans-.
Danh pháp
Trong tên thông thường, một số ít anken được đặt tên dựa trên tên ankan tương ứng bằng cách thay thế đuôi -an thành -ilen. Ví dụ: etilen (C2H4), propilen (C3H6), butilen (C4H8).
Còn trong tên thay thế, tên anken được kéo dài từ tên ankan bằng cách thêm số chỉ vị trí nguyên tử cacbon đầu tiên có liên kết đôi. Mạch cacbon được đánh số từ phía gần liên kết đôi hơn.
Tên thay thế và một vài hằng số vật lí của một số anken
Tính chất vật lí
Các anken từ C2H4 đến C4H8 thường là chất khí ở điều kiện thường. Từ C5H10 trở đi, chúng là chất lỏng hoặc chất rắn.
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng của các anken tăng dần theo chiều tăng của phân tử khối.
Các anken đều nhẹ hơn nước (D < 1 g/cm3) và không tan trong nước.
Tính chất hóa học
Anken tham gia dễ dàng vào các phản ứng cộng, tạo thành các hợp chất no tương ứng.
1. Phản ứng cộng
Cộng hiđro
Khi được đun nóng với kim loại niken (hoặc platin hoặc palađi) làm xúc tác, anken kết hợp với hiđro để tạo thành ankan tương ứng.
Cộng halogen
Trong phản ứng này, khí etilen được dẫn vào dung dịch brom dần dần, và màu nâu đỏ của dung dịch dần mất đi. Rót dung dịch brom vào cốc đựng anken (dạng lỏng) cũng có hiện tượng tương tự. Các đồng đẳng của etilen cũng làm mất màu dung dịch brom.
Cộng HX (X là OH, Cl, Br,…)
Các anken cũng tham gia phản ứng cộng với nước, hiđro halogenua (HCl, HBr, HI), và các axit mạnh. Khi các anken có cấu tạo phân tử không đối xứng phản ứng với HX, có thể tạo ra hỗn hợp hai sản phẩm khác nhau. Quy tắc cộng Mac-côp-nhi-côp (1838-1904) cho biết trong phản ứng cộng HX vào liên kết đôi, nguyên tử H (hoặc phần mang điện dương) chủ yếu cộng vào nguyên tử cacbon bậc thấp hơn (có nhiều H hơn), còn nguyên tử hay nhóm nguyên tử X (phần mang điện âm) cộng vào nguyên tử cacbon bậc cao hơn (có ít H hơn).
2. Phản ứng trùng hợp
Ở nhiệt độ cao, áp suất cao và có chất xúc tác thích hợp, các phân tử anken có thể kết hợp với nhau để tạo thành các phân tử có mạch rất dài và phân tử khối lớn.
Ví dụ: etilen (C2H4) trùng hợp tạo thành polietilen (PE):
nC2H4 → [t^o, p, xt] (−CH2-CH2-)nPhản ứng như trên được gọi là phản ứng trùng hợp (thuộc loại phản ứng polime hóa) – quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành các phân tử rất lớn (polime). Chất đầu (C2H4) tham gia phản ứng trùng hợp được gọi là monome, và sản phẩm (−CH2-CH2-)n là polime, trong đó (−CH2-CH2-) được gọi là mắt xích của polime.
3. Phản ứng oxi hóa
Phản ứng oxi hóa hoàn toàn
Khi bị đốt với oxi, etilen và các đồng đẳng khác đều cháy và tỏa nhiều nhiệt.
Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn
Trong phản ứng này, khí etilen được sục vào dung dịch KMnO4, và màu của dung dịch KMnO4 dần mất đi và có kết tủa nâu đen của MnO2. Các đồng đẳng của etilen cũng gây mất màu dung dịch KMnO4. Phản ứng này được sử dụng để phân biệt anken với ankan.
Điều chế
1. Trong phòng thí nghiệm
Etilen có thể được điều chế từ ancol etylic:
C2H5OH → [H2SO4 đặc, 170°C] C2H4 + H2O2. Trong công nghiệp
Các anken có thể được điều chế từ ankan:
CnH2n + H2 → [xt, t^o, p] CnH2n+2Ứng dụng
Các anken và dẫn xuất của chúng là nguyên liệu quan trọng cho nhiều quá trình sản xuất hóa học. Etilen, propilen, butilen được sử dụng làm chất đầu trong tổng hợp các polime có nhiều ứng dụng.
Hãy thăm fptskillking.edu.vn để cập nhật thông tin mới nhất về chúng tôi!
