Непредельные углеводороды (алкены)
🧪 Химия · 9 класс
Что такое алкены
Алкены — это непредельные углеводороды, в молекулах которых между атомами углерода есть одна двойная связь. Их общая формула — C_nH_2n. Простейший представитель — этилен (этен) C_2H_4. Слово «непредельные» означает, что в молекуле не все связи углерода заполнены водородом, в отличие от предельных алканов.
Строение и двойная связь
Главная особенность алкенов — наличие двойной связи между двумя атомами углерода. Структурная формула этилена: CH_2=CH_2. Двойная связь менее прочна и легче разрывается, чем одинарная. Именно она определяет химическую активность алкенов: по месту разрыва двойной связи присоединяются другие атомы.
Гомологический ряд
Названия алкенов оканчиваются на «-ен». Каждый следующий член ряда отличается от предыдущего на группу CH_2.
| Название | Формула |
|---|---|
| Этен (этилен) | C_2H_4 |
| Пропен | C_3H_6 |
| Бутен | C_4H_8 |
Химические свойства
Для алкенов характерны реакции присоединения по двойной связи:
- присоединение водорода (гидрирование):
C_2H_4 + H_2 = C_2H_6; - присоединение галогена:
C_2H_4 + Br_2 = C_2H_4Br_2; - присоединение воды (гидратация):
C_2H_4 + H_2O = C_2H_5OH.
Как и все углеводороды, алкены горят: C_2H_4 + 3O_2 = 2CO_2 + 2H_2O.
Качественная реакция: этилен обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия. Так отличают непредельные углеводороды от предельных: алканы эти растворы не обесцвечивают, потому что у них нет двойной связи.
Реакция полимеризации
Особенно важна для алкенов полимеризация — соединение множества одинаковых молекул в одну длинную цепь. Из этилена так получают полиэтилен:
nCH_2=CH_2 = (−CH_2−CH_2−)_n
Полиэтилен — один из самых распространённых пластиков: из него делают плёнку, пакеты, трубы, бутылки.
Получение алкенов
В лаборатории этилен получают из этилового спирта, отнимая у него воду при нагревании с концентрированной серной кислотой:
C_2H_5OH = C_2H_4 + H_2O
В промышленности алкены получают при переработке нефти и природного газа — расщеплением (крекингом) более крупных молекул углеводородов. Этот способ даёт огромные количества этилена, необходимого для производства пластмасс.
Отличие от алканов
Важно понимать разницу между предельными и непредельными углеводородами. У алканов все связи одинарные, поэтому для них характерны реакции замещения, и они химически малоактивны. У алкенов есть двойная связь, поэтому для них характерны реакции присоединения, и они гораздо активнее.
| Признак | Алканы | Алкены |
|---|---|---|
| Связь | одинарная | двойная |
| Формула | C_nH_2n+2 | C_nH_2n |
| Главные реакции | замещение | присоединение |
Применение
Этилен и его производные используют для производства пластмасс, спирта, растворителей, антифризов. Этилен также ускоряет созревание плодов, поэтому его применяют в сельском хозяйстве, чтобы фрукты дозревали при хранении и перевозке.
Кратко о главном
- Алкены — непредельные углеводороды с двойной связью, формула
C_nH_2n. - Простейший алкен — этилен
C_2H_4. - Характерны реакции присоединения по двойной связи и полимеризация.
- Качественная реакция — обесцвечивание бромной воды.
- Из этилена получают полиэтилен и многие другие продукты.