ALKENI. Nezasićeni ugljovodonici Sadrže dvostruku vezu Može biti više dvostrukih veza u molekulu

Transcript

1 ALKENI Nezasićeni ugljovodonici Sadrže dvostruku vezu Može biti više dvostrukih veza u molekulu

2 ALKENI (OLEFINI) STRUKTURA DVOSTRUKE VEZE

3 STRUKTURA DVOSTRUKE VEZE

4 NOMENKLATURA Alkeni imaju sufiks en Položaj dvostruke veze se određuje po principu najmanjih brojeva CH 2 CH CH 2 CH CH 3 CH CH CH 3 1-buten 2-buten CH 2 C CH 3 2-metilpropen CH 3

5 CIS TRANS IZOMERIJA Geometrijska izomerija Nemogućnost rotacije oko dvostruke veze

6 HEMIJSKE OSOBINE Reaktivni su zbog prisustva dvostruke veze. Najvažnije reakcije su: Reakcije adicije Reakcije oksidacije Reakcije polimerizacije

7 Reakcije adicije H H C C + A B H C C H Opšta reakcija adicije A B H 2 CH 3 CH 3 etan hidrogenizacija H 2 C CH 2 + Br 2 CH 2 CH 2 Br Br 1,2-dibrometan bromovanje HCl CH 3 CH 2 hloretan hidrohlorovanje Cl H 2 O CH 3 CH 2 etanol hidratacija OH

8 Adicija HX na nesimetrične alkene Markovnikovljevo pravilo CH 3 CH CH 2 + HCl CH 3 CH CH 3 Cl 2-hlorpropan A NE CH 3 CH 2 CH 2 Cl 1-hlorpropan C H C elektrofilni napad H C C Cl nukleofilni napad H C Cl C H H + - CH 3 C C H + H + Cl CH 3 CH CH 3 Cl

9 Markovnikovljevo pravilo Kada ugljenikovi atomi koji nisu čine dvostruku vezu ne sadrže isti broj H atoma, onda se vodonik iz reagensa vezuje za C atom koji ima više vezanih vodonikovih atoma CH 2 CH 2 C CH 3 + HBr CH 2 CH 3 CH 2 C Br CH 2 CH 2 CH CH 2 CH 2 CH 2

10 Reakcije oksidacije 1. Sagorevanje CH 2 CH O 2 2 CO H 2 O H= kj/mol 2. Reakcija sa KMnO 4 CH 2 CH 2 + (O) + H 2 O KMnO 4 CH 2 CH 2 OH OH etandiol

11 Reakcije polimerizacije n CH 2 CH 2 (CH 2 CH 2 )n polietilen n CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH CH 2 CH Cl Cl Cl n-2 Cl vinil-hlorid polivinil-hlorid (PVC)

12 ETEN (etilen) Najjednostavniji alken Veoma važan za hemijsku industriju Važna uloga u biologiji (biljni hormon) Jedna od najviše prozvođenih organskih supstanci na svetu ( tona godišnje) Proizvodi se u petrohemijskoj industriji u procesu krekovanja Gasoviti ili laki tečni ugljovodonici se zagrevaju na o C. Viši ugljovodonici se prevode u niže i uvodi se dvostruka veza.

13 ETEN (etilen) industrijska primena

14 ETEN (etilen) - primena 80% prozvedenog etena se koristi za proizvodnju Etilen oksida deterdženti, etilen glikol Etilen dihlorida vinil hlorid, PVC Polietilena plast. Masa, pakovanje Manji deo se koristi za: Anesteziju (85% C 2 H 2, 15% O 2 ) Pospešivanje sazrevanja plodova Zavarivanje

15 ETEN (etilen) biljni hormon Sintetiše se u biljnom tkivu i utiče na mnoge fiziološke procese kod biljaka kao: Klijanje Sazrevanje plodova Opadanje listova Cvetanje

16 ETEN (etilen) biljni hormon sazrevanje plodova O Cl CH 2 CH 2 P OH OH 2-hloretanfosfonska kiselina

17 ALKINI STRUKTURA TROSTRUKE VEZE

18 ALKINI - Nomenklatura Sufiiks -in Položaj trostruke veze po principu najmanjih brojeva H C C H CH 3 C CH etin (acetilen) propin HC C CH 2 CH 3 CH 3 C C CH 3 1-butin 2-butin

19 Hemijske osobine Hemijske osobine alkina su veoma slične hemijskim osobinama alkena Karakteristične su reakcije adicije, oksidacije i polimerizacije H C C H + 2 H 2 CH 3 CH 3 Br Br H C C H + 2 Br 2 H C C H Br Br 1,1,2,2-tetrabrometan

20 Dobijanje i upotreba etina (acetilena) Reakcijom negašenog kreča (CaO) i koksa (C) nastaje kalcijum-karbid CaO(s) + 3 C(s) CaC 2 (l) + CO(g) Reakcijom kalcijum-karbida i vode nastaje acetilen CaC 2 (s) + 2 H 2 O(l) C 2 H 2 (g) + Ca(OH) 2 (aq) Danas se dobija nepotpunim sagorevanjem metana ili kao nuzproizvod pri krekovanju Upotreba acetilena: za autogeno zavarivanje za sintezu drugih supstanci (dihloretilen, tetrahloretan, acetaldehid, vinil-hlorid, vinilacetat, 1,3-butadien...

21 DIENI Raspored veza, nomenklatura Sadrže dve dvostruke veze u molekulu, imaju sufiks dien Postoji trojak raspored dvostrukih veza kod diena C C C C C C C C C C C C C konjugovan kumulovan izolovan

22 Najvažniji dieni su sa konjugovanim vezama CH 2 CH CH CH 2 CH 2 C CH CH 2 CH 2 C C CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 1,3-butadien 2-metil-1,3-butadien 2,3-dimetil-1,3-butadien (izopren)

23 DIENI Konjugacija veza

24 Dieni hemijske osobine Adicija Polimerizacija veštački kaučuk CH 2 CH CH CH 2 + Br 2 CH 2 CH CH CH 2 Br Br 3,4-dibrom-1-buten + CH 2 CH CH CH 2 Br Br 1,4-dibrom-2-buten n CH 2 CH C CH 2 CH 2 CH C CH 2 CH 2 CH C CH 2 CH 2 CH C CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 n-2

25 AROMATIČNI UGLJOVODONICI Aromatični ugljovodonici su grupa ugljovodonika koji se hemijski razlikuju od zasićenih i nezasićenih ugljovodonika Karakteristična grupacija je šestočlani prsten sa tri konjugovane dvostruke veze benzenov prsten mogu se smatrati derivatima benzena

26 Struktura benzena Prvu strukturu benzena je dao Kekule godine

27 Struktura benzena Kekule je sugerisao premeštanje dvostrukih veza kod benzena

28 Struktura benzena Rezonancione strukture Benzen se predstavlja sa dve ekvivalentne rezonancione strukture

29 Struktura benzena Objašnjenje preko molekulskih orbitala Ugljenikovi atomi u benzenu su sp 2 hibridizovani sa p orbitalama na svih 6 atoma (a) p orbitale se preklapaju oko prstena (b) tako da se vezujuća molekulska orbitala sa gustinom elektrona iznad i ispod ravni prstena (c)

30 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 (90 o ) 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 Homolozi benzena Nomenklatura, izomerija CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 metilbenzen (toluol) 1,2-dimetilbenzen (orto-ksilol) CH 3 1,3-dimetilbenzen (meta-ksilol) CH 3 1,4-dimetilbenzen (para-ksilol) CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 1,2,3-trimetilbenzen (vicinalni) CH 3 CH 3 1,3,5-trimetilbenzen (simetricni) CH 3 CH 3 1,3,4-trimetilbenzen (asimetricni)

32 Benzen pokazuje izuzetnu stabilnost Ne daje reakcije karakteristične za nezasićene ugljovodonike

33 Aromatični ugljovodonici podležu reakciji elektrofilne aromatične supstitucije

34 Reakcija nitrovanja

35 Uticaj supstituenata na benzenu na reakciju elektrofilne aromatične suptitucije Pravila supstitucije I grupa supstituenata- orto i para Alkil grupe Halogeni elementi -OH -NH 2 -NO 2 ; -SO 3 H II grupa supstituenata-meta -COOH -CN - O C H O - - OH - -

36 Oksidacija homologa benzena CH O KMnO 4 COOH + H 2 O benzoeva kiselina CH 2 CH O COOH + CO H 2 O

37 Policiklični aromatični ugljovodonici Aromatični ugljovodonici sa kondenzovanim prstenovima CH 2 difenil difenilmetan naftalen antracen fenantren

38 BENZEN - upotreba

39 Policiklični aromatični ugljovodonici Sadrže više povezanih aromatičnih prstenova. Nastaju nepotpunim sagorevanjem i tretmanom toplotom Imaju mutageno, genotoksično, teratogeno delovanje.