Ацетилений бүтцийн онцлог нь түүний шинж чанар, үйлдвэрлэл, хэрэглээнд нөлөөлдөг. Бодисын найрлагын тэмдэг - С2Н2 нь түүний хамгийн энгийн бөгөөд бүдүүлэг томъёо юм. Ацетилен нь хоёр нүүрстөрөгчийн атомаас үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн хооронд гурвалсан холбоо үүсдэг. Түүний оршихуй нь этиний молекулын янз бүрийн төрлийн томъёо, загвараар тусгагдсан бөгөөд энэ нь бодисын шинж чанарт бүтцийн нөлөөллийн асуудлыг ойлгох боломжийг олгодог.
Алкинс. Ерөнхий томъёо. Ацетилен
Алкиний нүүрсустөрөгч буюу ацетилен нүүрсустөрөгч нь ациклик, ханаагүй. Нүүрстөрөгчийн атомын гинж нь хаалттай биш, нэг ба олон тооны холбоог агуулдаг. Алкины найрлагыг C H2n – 2 хураангуй томъёонд тусгасан болно. Энэ ангийн бодисын молекулууд нь нэг буюу хэд хэдэн гурвалсан холбоог агуулдаг. Ацетилений нэгдлүүд нь ханаагүй байдаг. Энэ нь устөрөгчийн зардлаар нүүрстөрөгчийн зөвхөн нэг валент үүсдэг гэсэн үг юм. Үлдсэн гурван холбоог бусад нүүрстөрөгчийн атомуудтай харилцан үйлчлэхэд ашигладаг.
Алкины анхны бөгөөд хамгийн алдартай төлөөлөгч - ацетилен буюу этилен. Бодисын өчүүхэн нэр нь "ацетум" - "цуу" гэсэн латин үгнээс гаралтайГрек - "хайл" - "мод". Гомологийн цувралын өвөг дээдсийг 1836 онд химийн туршилтаар нээсэн бөгөөд дараа нь уг бодисыг нүүрс, устөрөгчөөс Э. Дэви, М. Бертелот (1862) нар нийлэгжүүлсэн. Хэвийн температур, хэвийн атмосферийн даралттай үед ацетилен нь хийн төлөвт байдаг. Энэ нь өнгөгүй, үнэргүй, усанд бага зэрэг уусдаг хий юм. Этин нь этанол болон ацетонд амархан уусдаг.
Ацетилений молекулын томъёо
Этин нь гомологийн цувралын хамгийн энгийн гишүүн бөгөөд найрлага, бүтэц нь дараах томьёог илэрхийлдэг:
- С2Н2 - Этиний найрлагын молекулын бүртгэл нь уг бодис нь нүүрстөрөгчийн хоёр атомаас үүсдэг гэсэн ойлголтыг өгдөг. устөрөгчийн атомын тоо ижил байна. Энэ томъёог ашиглан та нэгдлийн молекул ба молийн массыг тооцоолж болно. Ноён (С2Н2)=26 a. э.м., М (С2Н2)=26.04 г/моль.
- Н:С:::С:Н - ацетилений электрон цэгийн томъёо. "Льюисын бүтэц" гэж нэрлэгддэг ийм зургууд молекулын электрон бүтцийг тусгадаг. Бичиж байхдаа дүрмийг дагаж мөрдөх шаардлагатай: химийн холбоо үүсгэх үед устөрөгчийн атом нь гелийн валентын бүрхүүлийн тохиргоотой байх хандлагатай байдаг, бусад элементүүд - гадаад электронуудын октет. Хоёр цэг бүр нь хоёр атомын нийтлэг буюу гадаад энергийн түвшний ганц хос электрон гэсэн утгатай.
- H-C≡C-H - ацетилений бүтцийн томьёо нь атомуудын хоорондын холбоодын дараалал, олон талт байдлыг тусгасан. Нэг зураас нэг хос электроныг орлоно.
Ацетилений молекулын загвар
Электронуудын тархалтыг харуулсан томьёо нь атомын тойрог замын загвар, молекулуудын орон зайн томъёог (стереохимийн) бүтээх үндэс суурь болсон. 18-р зууны төгсгөлд бөмбөг, саваа загварууд өргөн тархсан - жишээлбэл, ацетилен үүсгэдэг нүүрстөрөгч, устөрөгчийг илэрхийлдэг өөр өөр өнгө, хэмжээтэй бөмбөлөгүүд. Молекулын бүтцийн томьёо нь атом тус бүрийн химийн холбоо, тэдгээрийн тоог илэрхийлсэн саваа хэлбэрээр үзүүлэв.
Ацетилений бөмбөг ба зөөгч загвар нь 180°-тай тэнцэх өнцгийг үүсгэдэг боловч молекул дахь цөмийн хоорондын зай ойролцоогоор тусгагдсан байдаг. Бөмбөлгүүдийн хоорондох хоосон зай нь атомын орон зайг электрон нягтралаар дүүргэх санааг бий болгодоггүй. Сул тал нь атомын цөмийг бөмбөлөг биш, харин саваа бие биендээ бэхлэх цэг гэж тодорхойлсон Dreiding-ийн загваруудад арилсан. Орчин үеийн эзэлхүүний загварууд нь атомын болон молекулын орбиталуудын илүү тодорхой дүр зургийг өгдөг.
Ацетилений эрлийз атомын орбитал
Өдөөгдсөн төлөвт байгаа нүүрстөрөгч нь гурван p-орбиталь ба нэг с хосгүй электронтой. Метан үүсэхэд (CH4) устөрөгчийн атомуудтай эквивалент холбоо үүсгэхэд оролцдог. Америкийн нэрт судлаач Л. Паулинг атомын тойрог замын (АО) эрлийз төлөвийн тухай сургаалыг боловсруулсан. Химийн урвал дахь нүүрстөрөгчийн зан үйлийн тайлбар нь AO-ийн хэлбэр, энергийн уялдаа холбоо, шинэ үүл үүсэх явдал юм. эрлийзОрбиталууд нь илүү хүчтэй холбоог үүсгэдэг тул томъёо нь илүү тогтвортой болдог.
Ацетилений молекул дахь нүүрстөрөгчийн атомууд нь метанаас ялгаатай нь sp-эрлийзжилтэнд ордог. s- ба p электронууд нь хэлбэр, энергийн хувьд холилдсон байдаг. Цөмийн эсрэг тал руу чиглэсэн 180° өнцгөөр байрлах хоёр sp-орбитал гарч ирнэ.
Гурвалсан бонд
Ацетилен дэх нүүрстөрөгчийн эрлийз электрон үүл нь ижил хөрш атомууд болон C-H хосууд дахь устөрөгчтэй σ-бонд үүсгэхэд оролцдог. Бие биедээ перпендикуляр хоёр эрлийз бус p-орбитал үлдлээ. Этиний молекулд тэд хоёр π холбоо үүсэхэд оролцдог. σ-тэй хамт гурвалсан холбоо үүсдэг бөгөөд энэ нь бүтцийн томъёогоор тусгагдсан байдаг. Ацетилен нь этан ба этиленээс атом хоорондын зайгаараа ялгаатай. Гурвалсан холбоо нь давхар бондоос богино боловч илүү их энергийн нөөцтэй, илүү бат бөх байдаг. σ- ба π-бондын хамгийн их нягт нь перпендикуляр мужуудад байрладаг бөгөөд энэ нь цилиндр хэлбэртэй электрон үүл үүсэхэд хүргэдэг.
Ацетилен дэх химийн бондын онцлог
Этиний молекул нь шугаман хэлбэртэй бөгөөд энэ нь ацетилений химийн томьёо - H-C≡C-H-ийг амжилттай тусгасан байдаг. Нүүрстөрөгч ба устөрөгчийн атомууд нэг шулуун шугамын дагуу байрладаг бөгөөд тэдгээрийн хооронд 3 σ- ба 2 π-бонд үүсдэг. Чөлөөт хөдөлгөөн, C-C тэнхлэгийн дагуу эргэлт хийх боломжгүй, энэ нь олон тооны бонд байгаа тул урьдчилан сэргийлдэг. Гурвалсан холболтын бусад онцлогууд:
- хоёр нүүрстөрөгчийн атомыг холбодог хос электронуудын тоо - 3;
- урт - 0.120 нм;
- эвдрэх энерги - 836кЖ/моль.
Харьцуулбал: этан ба этилений молекулуудад нэг ба давхар химийн бондын урт нь 1.54 ба 1.34 нм, С-С тасрах энерги нь 348 кЖ/моль, С=С - 614 кЖ/моль.
Ацетилен гомологууд
Ацетилен нь алкины хамгийн энгийн төлөөлөгч бөгөөд молекулуудад мөн гурвалсан холбоо байдаг. Пропин CH3C≡CH нь ацетилен гомолог юм. Алкины гурав дахь төлөөлөгч болох бутин-1-ийн томъёо нь CH3CH2C≡CH байна. Ацетилен бол этиний өчүүхэн нэр юм. Алкины системчилсэн нэршил нь IUPAC дүрмийг дагаж мөрддөг:
- шугаман молекулуудад үндсэн гинжин хэлхээний нэрийг зааж өгсөн бөгөөд энэ нь грек тооноос гаралтай бөгөөд үүнд -in дагавар ба гурвалсан холбоо дахь атомын дугаар, тухайлбал, этилин, пропин зэрэг орно., бутин-1;
- Атомын үндсэн гинжний дугаарлалт нь гурвалсан холбоонд хамгийн ойр байгаа молекулын төгсгөлөөс эхэлдэг;
- салбарласан нүүрсустөрөгчийн хувьд эхлээд хажуугийн салааны нэр, дараа нь -in дагавартай атомын үндсэн гинжин хэлхээний нэрийг бичнэ.
- нэрийн эцсийн хэсэг нь гурвалсан холбоо молекул дахь байршлыг харуулсан тоо, жишээ нь бутин-2.
Алкины изомеризм. Бүтцийн шинж чанаруудын хамаарал
Этин ба пропинд гурвалсан холболтын байрлалын изомер байхгүй, бутинээс эхэлж харагддаг. Нүүрстөрөгчийн араг ясны изомерууд нь пентин болон түүнийг дагасан гомологуудаас олддог. Гурвалсан бондын хувьд орон зай гэж байхгүйацетилен нүүрсустөрөгчийн изомеризм.
Этиний эхний 4 гомолог нь усанд муу уусдаг хий юм. Ацетилен нүүрсустөрөгч C5 – C15 - шингэн. Хатуу бодисууд нь C17 нүүрсустөрөгчөөс эхлээд этиний гомологууд юм. Алкины химийн шинж чанарт гурвалсан холбоо ихээхэн нөлөөлдөг. Энэ төрлийн нүүрсустөрөгч нь этиленээс илүү идэвхтэй байдаг тул янз бүрийн тоосонцорыг хавсаргадаг. Энэхүү өмч нь этинийг үйлдвэрлэл, технологид өргөнөөр ашиглах үндэс суурь болдог. Ацетиленийг шатаах үед их хэмжээний дулаан ялгардаг бөгөөд энэ нь хийн хайчлах, металл гагнахад ашиглагддаг.
