Tính chất hóa học của alkene | Tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng

Bài viết về tính chất hóa học của alkane gồm đầy đủ thông tin về tính chất một số alkane thường gặp, đồng đẳng, đồng phân, danh pháp, cách điều chế, ứng dụng, .... Mời các bạn đón xem:

Tính chất hóa học của alkene

Tính chất một số alkene thường gặp

• Tính chất của acetylene C₂H₂
• Tính chất của Etilen C₂H₄
• Tính chất của propene C₃H₆
• Tính chất của Buten C₄H₈
• Tính chất của Penten C₅H₁₀
• Tính chất của Hexen C₆H₁₂

I. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp

1. Đồng đẳng

- Etilen (C₂H₄), propilen (C₃H₆) , butilen (C₄H₈) ,... đều có một liên kết đôi C=C, có công thức chung là C_n) H_2n) (n ≥ 2). Chúng hợp thành dãy đồng đẳng gọi là dãy đồng đẳng của etilen.

- Tên của một số alkene đơn giản lấy từ tên của alkane tương ứng nhưng đổi đuôi an thành đuôi ilen. Thí dụ:

- Nhóm CH₂=CH- được gọi là nhóm vinyl.

2. Danh pháp

Số chỉ vị trí – Tên nhánh + Tên mạch chính – số chỉ vị trí + en

- Mạch chính là mạch chứa liên kết đôi, dài nhất và có nhiều nhánh nhất.

- Đánh số C mạch chính bắt đầu từ phía gần liên kết đôi hơn.

- Số chỉ vị trí liên kết đôi ghi ngay trước đuôi en (khi mạch chính chỉ có 2 hoặc 3 nguyên tử cacbon thì không cần ghi).

Thí dụ:

3. Cấu trúc phân tử

- Hai nguyên tử C mang nối đôi ở trạng thái lai hóa sp²(lai hóa tam giác). Liên kết đôi ở phân tử alkene gồm một liên kết σ và một liên kết π. Liên kết σ được tạo thành do sự xen phủ trục (2 obitan lai hóa sp ²) nên tương đối bền vững. Liên kết π được tạo thành do sự xen phủ bên (2 obitan p) nên kém bền hơn so với liên kết σ. Hai nhóm nguyên tử liên kết với nhau bởi liên kết đôi không quay tự do được quanh trục liên kết (do bị cản trở bởi liên kết π).

- Ở phân tử etilen, hai nguyên tử C và 4 nguyên tử H đều nằm cùng trên một mặt phẳng (gọi là mặt phẳng phân tử), các góc hầu như bằng nhau và gần bằng 120 độ .

4. Đồng phân

- Đồng phân cấu tạo

- Annken từ C₄ trở lên có đồng phân mạch cacbon và đồng phân vị trí liên kết đôi.

a) Đồng phân hình học

- alkene từ C₄ trở nên nếu mỗi C mang liên kết đôi đính với 2 nhóm nguyên tử khác nhau thì sẽ có hai cách phân bố không gian khác nhau dẫn tới 2 đồng phân hình học.

- Nếu mạch chính nằm cùng một phía của liên kết thì gọi là đồng phân cis. Nếu mạch chính nằm ở hai phía khác nhau của liên kết thì gọi là đồng phân trans. Thí dụ:

II. Tính chất vật lí

- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và khối lượng riêng của alkene không khác nhiều so với alkane tương ứng và thường nhỏ hơn so với cycloalkane có cùng có nguyên tử cacbon.

- Ở điều kiện thường, alkene từ C₂ đến C₄ là chất khí. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng theo khối lượng mol phân tử. Các alkene đều nhẹ hơn nước.

- alkene hòa tan tốt trong dầu mỡ. alkene hầu như không tan trong nước và là những chất không màu.

III. Tính chất hóa học

- Liên kết π ở nối đôi của alkene kém bền vững, nên trong phản ứng dễ bị đứt ra để tạo liên kết σ với các nguyên tử khác. Vì thế, liên kết đôi là trung tâm phản ứng gây ra những phản ứng hóa học đặc trưng cho alkene như phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp và phản ứng oxis hóa.

1. Phản ứng cộng

- Phản ứng cộng halogen (phản ứng halogen hóa)

Cộng brom

- Dẫn khí etilen qua dung dịch brom màu da cam

- Hiện tượng: Dung dịch brom bị mất màu.

- Nhận xét: Etilen đã phản ứng với brom trong dung dịch.

- Liên kết kém bền trong liên kết đôi bị đứt ra và mỗi phân tử etilen đã kết hợp thêm một phân tử brom. Phản ứng trên được gọi là phản ứng cộng.

- Ngoài brom, trong những điều kiện thích hợp, etilen còn có phản ứng cộng với một số chất khác. Ví dụ hiđro, clo.

- Nhìn chung, các chất có liên kết đôi (tương tự như etilen) dễ tham gia phản ứng cộng.

Cộng clo

- Phản ứng cộng hiđro (phản ứng hiđro hóa)

- Phản ứng cộng axit

    + Hiđro halogenua (HCl, HBr, HI), axit sunfuric đậm đặc ,... có thể cộng vào etilen.

- Phản ứng cộng nước (phản ứng hiđrat hóa)Ở nhiệt độ thích hợp và có xúc tác axit, etilen có thể cộng nước.

=> Hướng của phản ứng cộng axit và nước vào alkene

- Phản ứng cộng axit hoặc nước vào alkene bất đối xứng thường tạo ra hỗn hợp hai đồng phân, trong đó có một đồng phân là sản phẩm chính. Thí dụ:

2. Phản ứng trùng hợp

- Các alkene ở đầu dãy như etilen, propilen, butilen trong những điều kiện nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp thì tham gia phản ứng cộng nhiều phân tử với nhau thành những phân tử mạch rất dài và có khối lượng phân tử rất lớn.

- Phản ứng trên được gọi là phản ứng trùng hợp.

- Polyethylene là chất rắn, không tan trong nước, không độc. Nó là nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp chất dẻo.

3. Phản ứng oxi hóa

- Giống với alkane, alkene cháy hoàn toàn tạo ra CO₂, H₂O và tỏa nhiều nhiệt:

- Khác với alkane, alkene làm mất màu dung dịch KMnO4:

- Phản ứng làm mất màu dung dịch thuốc tím kali permangante được dùng để nhận ra sự có mặt của liên kết đôi của alkene.

IV. Điều chế

- Trong công nghiệp, etilen, propilen và butilen được điều chế bằng phản ứng tách hiđro từ alkane tương ứng hoặc bằng phản ứng cracking.

- Trong phòng thí nghiệm, etilen được điều chế bằng cách đun ethanol với axit sunfuric đậm đặc:

V. Ứng dụng

- Trong các hợp chất hữu cơ do con người sản xuất thì etilen đứng hàng đầu về sản lượng. Sở dĩ như vậy vì etilen cũng là nguyên liệu quan trọng của công nghiệp tổng hợp polymer và các hợp chất hữu cơ khác.

- Tổng hợp polymer

    + Trùng hợp etilen người ta thu được các polymer để chế tạo màng mỏng.... dùng cho nhiều mục đích khác nhau.

    + Chuyển hóa etilen thành các monome khác để tổng hợp ra hàng loạt polymer đáp ứng nhu cầu phong phú của đời sống và kĩ thuật.

- Tổng hợp các hóa chất khác

    + Từ etilen tổng hợp ra những hóa chất hữu cơ thiết yếu như ethanol, etilen oxit, ethylene glycol, aldehyde acetic,....

- Etilen dùng để kích thích quả mau chín.

Xem thêm tính chất hóa học của các chất khác:

• Tính chất của Kim loại
• Tính chất của Kim loại kiềm
• Tính chất của Kim loại kiềm thổ
• Tính chất của Phi kim
• Tính chất của alkane
• Tính chất của alkyne

---