11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici

8/16/2019 11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici

1/39

ALKENI

Nezasićeni ugljovodonici

Sadrže dvostruku vezu Može biti više dvostrukih veza u molekulu


2/39

ALKENI (OLEFINI)

STRUKTURA DVOSTRUKE VEZE


3/39

STRUKTURA DVOSTRUKE VEZE


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


5/39

CIS – TRANS IZOMERIJA

• Geometrijska izomerija• Nemogućnost rotacije oko dvostruke veze


6/39

HEMIJSKE OSOBINE

Reaktivni su zbog prisustva dvostruke veze.

Najvažnije reakcije su:

• Reakcije adicije• Reakcije oksidacije

• Reakcije polimerizacije


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


8/39

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


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


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


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)


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


13/39

ETEN (etilen) – industrijskaprimena

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d8/C2H4uses.png


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


15/39

ETEN (etilen) – biljni hormon

Sintetiše se u biljnomtkivu i utiče namnoge fiziološke

procese kod biljakakao:

• Klijanje

• Sazrevanje plodova• Opadanje listova• Cvetanje


16/39

ETEN (etilen) – biljni hormonsazrevanje plodova

Cl CH2 CH2 P

O

OH

OH

2-hloretanfosfonska kiselina


17/39

ALKINI

STRUKTURA TROSTRUKE VEZE


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


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


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


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


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)


23/39

DIENI

Konjugacija veza


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


25/39


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


27/39

Struktura benzena

• Kekule je sugerisao premeštanjedvostrukih veza kod benzena


28/39

Struktura benzena

Rezonancione strukture

• Benzen se predstavlja sa dve ekvivalentnerezonancione strukture


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)


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


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)


32/39

Benzen pokazuje izuzetnu stabilnostNe daje reakcije karakteristične za nezasićene ugljovodonike


33/39

Aromatični ugljovodonici podležu reakciji elektrofilnearomatične supstitucije


34/39

Reakcija nitrovanja


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

--


36/39

Oksidacija homologa benzena

CH3

+ 3 O

COOHKMnO4

+ H2O

CH2 CH3

+ 6 O

COOH

+ CO2 + 2 H2O

benzoeva kiselina


37/39

Policiklični aromatični ugljovodonici Aromatični ugljovodonici sa kondenzovanim prstenovima

CH2

difenil difenilmetan

naftalen antracen fenantren


38/39

BENZEN - upotreba


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.jpg

Documents

11. Hemija Nezasiceni Ugljovodonici