3-máruza. Alkenlar

3-máruza. Alkenlar Gomologik qatori. Nomlanishi. Tuzilishi. Izomeriyasi. π –bog`lanish va geometrik izomieriya to`g`risida tushincha. Olinishi. Zaytsiev qoidasi. Kimioviy xossalari. Markovnikov qoidasi. Oksidlanishi. Polimierlanish reaktsiyalari. Ishlatilishi.

Reja:

1. 
   Gomologik qatori,nomlanishi,tuzilishi
   
2. 
   Alkenlarni izomerlanshi.
   
3. 
   Markovnikov, Zaytsiev qoidasi.
   
4. 
   Polimierlanish reaktsiyalari,ishlatilishi.
   

Nazariy tushunshalar: Alken,π –bog`lanish, geometrik izomieriya, qo’sh bog’, ximiyalıq reaktsiya, M.Zaytsev, Karash effekti




Eten (Etilen)
CH₂=CH₂
H H
I I
H-C=C-H
Tarkibida bitta π bog‘ saqlagan ochiq zanjirli uglevodorodlarga etilen qatori uglevodorodlari deyiladi. Bu qatorga kirgan har bir uglevodorod molekulasining tarkibi tegishli to‘yingan uglevodorod tarkibidan ikkita vodorod atomiga kam bo‘ladi. Alkenlaming umumiy formulasi CH_2n bo‘lib, ulaming birinchi vakili etilen hisoblanadi. Etilenning bir valentli radikali (CH₂=CH-) vinil radikali deb ataladi.


Etan
CH₃—CH₃
H H
I I
H-C-C-H
I I
H H

Molekulasida qo’sh bog’ tutgan uglevodorodlarga alkenlar (olefinlar) deyiladi. Gomologik qatorning umumiy formulasi CnH_2n. Gomologik qatorga quyidagilar misol bo’ladi: C₂H_4, C₃H₆, C₄H₈, C₅H₁₀, C₆H₁₂. Alkenlarning birinchi vakili etilendir. Etilenning vodorodlarini alkil guruhlarga almashtirilsa, uning gomologik qatori hosil bo’ladi. Masalan: etilen vodorodini metil radikaliga almashtirilsa metiletilen hosil bo’ladi. Metiletilenda uch xil vodorodlar bo’lib, ularni CH₃ ga almashtirilsa uchta alken hosil bo’ladi: etiletilen CH₃CH₂CH=CH₂, simmetrik dimetiletilen CH₃CH=CHCH₃, nosimmetrik dimetiletilen (CH₃)₂C=CH₂. Bu alkenlar bir-biriga izomerdir. Alken birikmalarni ratsional nomenklaturada nomlash uchun etilen asos qilib olinadi va radikallarning nomi qo’shib yoziladi. Alkenlarni sistematik nomenklaturada nomlash uchun tegishli alkanning -an qo’shimchasi -en ga almashtiriladi. Alkenlarni nomlash uchun uzun zanjir tanlab olinadi va qo’sh bog’ yaqin tomondan nomerlanadi:

CH₂=CH₂ eten CH₃CH=CH₂ propen


Alkenil radikallar quyidagicha nomlanadi:

Alkenlarda uch xil izomeriya mavjud:
1. Zanjirdagi qo’sh bog’ning holatini o’zgarishi hisobiga izomerlar hosil bo’ladi:
CH₃CH₂CH=CH₂ , CH₃CH=CHCH₃
2. Zanjirni tarmoqlanishi hisobiga izomerlar hosil bo’ladi:
CH₃CH₂CH=CH₂, (CH₃)₂C=CH₂
3. Qo`sh bog’ga nisbatan o’rinbosarlarning joylashishi hisobiga fazoviy izomerlar hosil bo’ladi:

Tri va tetra almashgan alkenlarni sis va trans izomerlarini belgilash uchun E, Z sistemadan foydalaniladi. Buning uchun qo’sh bog’li uglerod atomidagi o’rinbosarlarning katta qo’shimchaligi aniqlanadi: kattasi 1, kichigi 2 bilan belgilanadi. Agar katta o’rinbosarlar -bog’ tekisligining bir tomonida bo’lsa Z (sis), ikki tomonida joylashgan bo’lsa E (trans) deb belgilanadi. Alken molekulasidagi o’rinbosarlarni katta qo’shimchaligi aniqlanadi. Radikallarning katta qo’shimchaligi quyidagi qatorda ortib boradi:
-CH₃  -CH₂CH₃  -CH₂CH₂CH₃  -CH₂CH₂CH₂CH₃  -CH(CH₃)₂  -C(CH₃)₃.
Galogenlarning katta qo’shimchali qatori quyidagicha: NFClBrI.
Shu qoidalarni hisobga olib alkenni quyidagicha nomlash mumkin:

Olish usullari. 1. Toyo’ngan uglevodorodlardan degidrogenlash orqali olish:

2. Spirtlarni degidratlash usuli bilan olish:

Katalizator sifatida H₂SO₄, H₃PO₄ va Al₂O₃ ishlatish mumkin. Ikkilamchi butil spirtidan Al₂O₃ yordamida buten-2 olinadi:

Reaksiya M.Zaytsev qoidasi bo`yicha ketib, vodorod vodorodi kam uglerod atomidan ketadi.
3. Molekulasida bitta uglerod atomi tutgan birikmalardan alkanlar, alkenlar va aromatik birikmalarni olish mumkin. Buning uchun seolit katalizatoridan foydalaniladi:

Uglerod (II)- oksidini temir, kobalt, nikel katalizatorlari ishtirokida qaytarilsa alkanlar va alkenlarning aralashmasi hosil bo’ladi:

Agar katalizator sifatida kobalt olinsa, alkenning unumi 80 % ga yetadi.
4. Alkenlarni mono yoki digalogenli birikmalardan ishqorning kontsentrlangan yoki spirtdagi eritmasi ta’sirida olish mumkin:
CH₃CH₂CH₂CH₂Br + NaOH  CH₃CH₂CH=CH₂ + NaBr +H₂O
Digalogenli birikmalardan rux metali yordamida qizdirish orqali alken olinadi:
R-CHX-CHX-R + Zn  R-CH=CH-R + ZnX₂
5. To’rtlamchi ammoniy asoslaridan qizdirib alken olinadi:
[(CH₃CH₂CH₂)₃N⁺-CH₃]OH^-CH₃CH=CH₂+H₂O+CH₃CH₂CH₂)₂N-CH₃
6. Diyen va alkinlarni selektiv katalizatorlar ishtirokida vodorod bilan qaytarib alken olinadi:

7. Neftni kreking qilishda hosil bo’ladigan mahsulotlarni bosim ostida haydab alkenlar olinadi.
8. Ko’mirni kokslash jarayonida hosil bo’ladigan gazlardan haydab alkenlar olinadi.

Alkenlarning xossalari va ishlatilishi

Reja:

1. 
   Alkenlarning fizik va kimyoviy xossalari.
   
2. 
   Elektron tuzilishi.
   
3. 
   Uglerod-uglerod bog’ining tabiati.
   
4. 
   Elektrofil reagentlarning birikishi. Elektrofil birikish reaksiyasining mexanizmi. ( va  - komplekslar).
   
5. 
   Markovnikov qoidasi. Elektrofil birikishning fazoviy kimyosi.
   
6. 
   Alkenlarga radikal birikish (Karash effekti).
   
7. 
   Alkenlarni gidrogenlash va oksidlash reaksiyalari.
   
8. 
   Ishlatilishi.
   

Etilen, propilen va butilenlar oddiy sharoitda o’tkir hidli gaz moddalar. C₅ dan boshlab suyuq moddalar. Etilen qutblanmagan modda, propilenning dipol momenti  = 0,30 D (debay), izobutilenniki esa  = 0,49 D ga teng. Sis- va trans- izomerlar fizik doimiyliklari bilan bir-biridan farq qiladi.
Alken molekulasidagi elektronni tortib olish energiyasi ionlanish energiyasi (IE) deyiladi. Bu jarayonni quyidagicha yozish mumkin:

Umuman, -orbitalning elektronlari atom yadrosidan uzoqroqda joylashgan bo’lib, harakatchan va -orbitalning energiyasidan qo’shimcha. Shuning uchun alkenlarning IE alkanlarnikidan qo’shimcha. Etilen uglevodorodlarda uglerod sp² gibridlanish holatida bo’ladi. Bitta 2s va ikkita 2p orbitallari gibridlanadi va uchta ekvivalent gibridlangan sp²-orbitallarni hosil qiladi. Gibridlangan orbitallar teng yonli uchburchak shaklida bo’lib, uchburchakning markazida uglerod atomi yotadi va orbitallar uchburchakning uchlariga yo’nalgan bo’lib, orasidagi burchak 120^o ga teng. Etilen molekulasi hosil bo’lganda uglerod atomining sp² gibridlangan orbitali ikkinchi uglerod atomining sp² gibridlangan orbitalini maksimal qoplaydi va -bog’ini hosil qiladi. Uglerod atomlarining sp² orbitallari vodorod atomlarining 1s orbitallarini qoplaydi va C-H -bog’larni hosil qiladi va bir tekislikda yotadi.




Gibridlanmagan 2p orbitallarning gantel ko’rinishdagi shaklining bir qismi etilen molekulasi yotgan tekislik ustida va ostida yotadi va bir-birini qoplab, -bog’ni hosil qiladi:
Qo`sh bog’ning uzunligi 0,133 nm va C-H bog’ uzunligi 0,108 nm ga teng.

Alkenlar elektrofil reagentlar bilan -, -komplekslar hosil qilib reaksiyaga kirishadi: