View
239
Download
3
Category
Preview:
Citation preview
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
1/39
ALKENI
Nezasićeni ugljovodonici
Sadrže dvostruku vezu Može biti više dvostrukih veza u molekulu
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
2/39
ALKENI (OLEFINI)
STRUKTURA DVOSTRUKE VEZE
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
3/39
STRUKTURA DVOSTRUKE VEZE
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
4/39
NOMENKLATURA
• Alkeni imaju sufiks en
• Položaj dvostruke veze se određuje po principunajmanjih brojeva
CH2 CH CH2 CH31 2 3 4
CH2 C CH3
CH3
CH3 CH CH CH31 2 3 4
1-buten
2-buten
2-metilprope
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
5/39
CIS – TRANS IZOMERIJA
• Geometrijska izomerija• Nemogućnost rotacije oko dvostruke veze
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
6/39
HEMIJSKE OSOBINE
Reaktivni su zbog prisustva dvostruke veze.
Najvažnije reakcije su:
• Reakcije adicije• Reakcije oksidacije
• Reakcije polimerizacije
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
7/39
Reakcije adicije
C C HH
H H
A B
C C + A B
H2C CH2+
H2
Br 2
HCl
H2O
CH3 CH3
CH2 CH2
Br Br
CH3 CH2
Cl
CH3 CH2
OH
Opšta reakcija adicije
etan hidrogenizacija
1,2-dibrometan bromovanje
hloretan hidrohlorovanje
etanol hidratacija
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
8/39
Adicija HX na nesimetrične alkene Markovnikovljevo pravilo
2-hlorpropan 1-hlorpropan
CH3 C C H
H H
+ H Cl+ -
+ CH3 CH CH3
Cl
CH3 CH CH2 + HCl CH3 CH CH3
Cl
CH3 CH2 CH2
Cl
A NE
C C
H
elektrofilni napadC C
H
nukleofilni napad
ClC C
H Cl
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
9/39
Markovnikovljevo pravilo
• Kada ugljenikovi atomi kojinisu čine dvostruku vezu nesadrže isti broj H atoma, ondase vodonik iz reagensa vezuje
za C atom koji ima viševezanih vodonikovih atoma
CH2CH2
CH
C
CH2CH2
CH3
+ HBr
CH2CH2
CH2
C
CH2CH2
CH3Br
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
10/39
Reakcije oksidacije
1. Sagorevanje
CH2 CH2 + 3 O2 2 CO2 + 2 H2O H= -1380 kJ/mol
2. Reakcija sa KMnO4
CH2 CH2 + (O) + H2OKMnO4
CH2
OH
CH2
OH
etandiol
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
11/39
Reakcije polimerizacije
CH2 CH2n (CH2 CH2)n
polietilen
n CH2 CH
Cl
CH2 CH
Cl
CH2 CH
Cl n-2
CH2 CH
Cl
vinil-hlorid polivinil-hlorid (PVC)
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
12/39
ETEN (etilen)• Najjednostavniji alken• Veoma važan za hemijsku
industriju• Važna uloga u biologiji (biljni
hormon)
• Jedna od najviše prozvođenihorganskih supstanci na svetu(120·106 tona godišnje)
• Proizvodi se u petrohemijskojindustriji u procesukrekovanja
• Gasoviti ili laki tečniugljovodonici se zagrevaju na750 – 950 oC. Višiugljovodonici se prevode uniže i uvodi se dvostrukaveza.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Russian_Cracking.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Ethylene-CRC-MW-3D-balls.pnghttp://en.wikipedia.org/wiki/File:Ethylene-CRC-MW-dimensions-2D.png
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
13/39
ETEN (etilen) – industrijskaprimena
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/C2H4uses.png
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
14/39
ETEN (etilen) - primena80% prozvedenog etena se koristi za
proizvodnju
• Etilen oksida → deterdženti, etilenglikol
• Etilen dihlorida → vinil hlorid, PVC • Polietilena → plast. Masa, pakovanje
Manji deo se koristi za:
• Anesteziju (85% C2H2, 15% O2)• Pospešivanje sazrevanja plodova
• Zavarivanje
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Ethylene-oxide-2D-skeletal.pnghttp://en.wikipedia.org/wiki/File:1,2-dichloroethane.pnghttp://en.wikipedia.org/wiki/File:Polyethylene.jpg
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
15/39
ETEN (etilen) – biljni hormon
Sintetiše se u biljnomtkivu i utiče namnoge fiziološke
procese kod biljakakao:
• Klijanje
• Sazrevanje plodova• Opadanje listova• Cvetanje
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
16/39
ETEN (etilen) – biljni hormonsazrevanje plodova
Cl CH2 CH2 P
O
OH
OH
2-hloretanfosfonska kiselina
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
17/39
ALKINI
STRUKTURA TROSTRUKE VEZE
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
18/39
ALKINI - Nomenklatura
• Sufiiks -in
• Položaj trostruke veze po principunajmanjih brojeva
H C C H CH3 C CH
HC C CH2 CH3 CH3 C C CH3
etin (acetilen) propin
1-butin 2-butin
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
19/39
Hemijske osobine
• Hemijske osobine alkina su veoma sličnehemijskim osobinama alkena
• Karakteristične su reakcije adicije, oksidacije i
polimerizacije
H C C H + 2 Br 2
H C C H + 2 H2 CH3 CH3
H C C H
Br Br
Br Br
1,1,2,2-tetrabrometan
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
20/39
Dobijanje i upotreba etina (acetilena)• Reakcijom negašenog kreča (CaO)
i koksa (C) nastaje kalcijum-karbid
CaO(s) + 3 C(s) → CaC2(l) + CO(g)• Reakcijom kalcijum-karbida i vode
nastaje acetilen
CaC2(s) + 2 H2O(l) → C2H2(g) +Ca(OH)
2
(aq)
Danas se dobija nepotpunimsagorevanjem metana ili kaonuzproizvod pri krekovanju
Upotreba acetilena:
• za autogeno zavarivanje• za sintezu drugih supstanci(dihloretilen, tetrahloretan,acetaldehid, vinil-hlorid, vinil-acetat, 1,3-butadien.......
http://www.ram-rijeka.com/Administration/_Upload/LargeImages/Pokrivaci%20za%20zavarivanje.jpg
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
21/39
DIENI
Raspored veza, nomenklatura
• Sadrže dve dvostruke veze u molekulu,imaju sufiks dien
• Postoji trojak raspored dvostrukih vezakod diena
C C C C C C C C C C C C C
konjugovan kumulovan izolovan
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
22/39
Najvažniji dieni su sa konjugovanim vezama
CH2 CH CH CH2 CH2 C CH
CH3
CH2 CH2 C C CH2
CH3CH3
1,3-butadien 2-metil-1,3-butadien 2,3-dimetil-1,3-butadien
(izopren)
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
23/39
DIENI
Konjugacija veza
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
24/39
Dieni –hemijske osobine• Adicija• Polimerizacija – veštački kaučuk
CH2 CH CH CH2 + Br 2 CH2 CH CH CH2
Br Br
+ CH2 CH CH CH2
Br Br
3,4-dibrom-1-buten 1,4-dibrom-2-buten
CH2 CH C CH2
CH3
n CH2 CH CCH3
CH2 CH2 CH CCH3
CH2CH2 CH CCH3
CH2
n-2
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
25/39
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
26/39
Struktura benzena
• Prvu strukturubenzena je dao
Kekule 1865. godine
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Historic_Benzene_Formulae_V.3.svghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Historic_Benzene_Formulae_Kekul%C3%A9_%28original%29.png
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
27/39
Struktura benzena
• Kekule je sugerisao premeštanjedvostrukih veza kod benzena
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
28/39
Struktura benzena
Rezonancione strukture
• Benzen se predstavlja sa dve ekvivalentnerezonancione strukture
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
29/39
Struktura benzena
Objašnjenje preko molekulskih orbitala
• Ugljenikovi atomi u benzenu su sp2 hibridizovani sa p orbitalama nasvih 6 atoma (a)
• p orbitale se preklapaju oko prstena (b) tako da se vezujućamolekulska orbitala sa gustinom elektrona iznad i ispod ravniprstena (c)
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
30/39
Da li samo benzen ima aromatični karakter? Pravila aromatičnosti
Da bi jedinjenje bilo aromatično:
• Mora biti ciklično • Mora biti planarno• Svaki atom u prstenu mora imati p orbitalu koja mora biti
normalna (90o) u odnosu na ravan prstena
• Mora da sadrži 4n+2π elektrona (gde je n= 1,2....) – Hikelovo
pravilo
benzen n=1, 6 elektrona
naftalen antracen fenantren
10 14
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
31/39
Homolozi benzena
Nomenklatura, izomerija
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3metilbenzen (toluol)
1,2-dimetilbenzen (orto-ksilol)
1,3-dimetilbenzen (meta-ksilol)
1,4-dimetilbenzen (para-ksilol)
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3CH3
CH3
CH3
CH3
1,2,3-trimetilbenzen (vicinalni)
1,3,5-trimetilbenzen (simetricni)
1,3,4-trimetilbenzen (asimetricni)
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
32/39
Benzen pokazuje izuzetnu stabilnostNe daje reakcije karakteristične za nezasićene ugljovodonike
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
33/39
Aromatični ugljovodonici podležu reakciji elektrofilnearomatične supstitucije
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
34/39
Reakcija nitrovanja
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
35/39
Uticaj supstituenata na benzenu na reakciju elektrofilne
aromatične suptitucije “Pravila supstitucije”
I grupa supstituenata- orto ipara
• Alkil grupe• Halogeni elementi
• -OH• -NH2• -NO2; -SO3HII grupa supstituenata-meta
• -COOH• -CN
OH
--
-
C OHO
--
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
36/39
Oksidacija homologa benzena
CH3
+ 3 O
COOHKMnO4
+ H2O
CH2 CH3
+ 6 O
COOH
+ CO2 + 2 H2O
benzoeva kiselina
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
37/39
Policiklični aromatični ugljovodonici Aromatični ugljovodonici sa kondenzovanim prstenovima
CH2
difenil difenilmetan
naftalen antracen fenantren
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
38/39
BENZEN - upotreba
8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici
39/39
Policiklični aromatični ugljovodonici
• Sadrže više povezaniharomatičnihprstenova.
• Nastaju nepotpunimsagorevanjem i
tretmanom toplotom
• Imaju mutageno,genotoksično,teratogeno delovanje.
http://i.ehow.com/images/GlobalPhoto/Articles/2260825/smoking-main_Full.jpgRecommended