Me zhvillimin e studimit të kimisë organike, një klasë e veçantë u dallua midis një grupi të madh hidrokarburesh - "alkinet". Këto komponime quhen zakonisht hidrokarbure të pangopura, të cilat përmbajnë në strukturën e tyre një ose më shumë lidhje të trefishta (emrat e tjerë janë karbon-karbon ose acetilen trefishtë), gjë që i dallon nga alkenet (përbërjet me lidhje të dyfishta).
Në burime të ndryshme, mund të gjeni gjithashtu një emër racional të përbashkët për alkinet - hidrokarburet acetileni, dhe të njëjtin emër për "mbetjet" e tyre - radikalet e acetilenit. Alkinet janë paraqitur në tabelën e mëposhtme me formulën e tyre strukturore dhe emra të ndryshëm.
| Formulat strukturore | Nomenklatura | |
| IUPAC Ndërkombëtar | Rational | |
| HC ≡ CH | etin, acetilen | acetileni |
| H3C ‒ C ≡ CH | propine | metilacetilen |
| H3C ‒ CH2 ‒ C≡CH | butin-1 | ethylacetylen |
| H3C ‒ C≡C ‒CH3 | butin-2 | dimetilacetilen |
| H3C ‒ CH2 ‒ CH2 ‒ C ≡ CH | pentin-1 | propilacetilen |
| H3C ‒ CH2 ‒ C ≡ C - CH3 | Pentin-2 | metiletilacetilen |
Nomenklatura ndërkombëtare dhe racionale
Alkinet në kimi, sipas nomenklaturës IUPAC (transliterim nga anglishtja. International Union of Pure and Applied Chemistry), emërtohen duke ndryshuar prapashtesën "-an" në prapashtesën "-in" në emër të alkani i lidhur, për shembull etani → etin (shembulli 1).
Por mund të përdorni edhe emra racional, për shembull: etin → acetilen, propine → metilacetilen (shembulli 2), domethënë, bashkangjitni emrin e radikalit që ndodhet afër lidhjes së trefishtë me emrin e përfaqësuesit më të vogël të seria homologe.
Duhet të mbahet mend se gjatë përcaktimit të emrit të substancave komplekse, ku ka lidhje dyfishe dhe trefishe, numërimi duhet të jetë i tillë që të marrin numrat më të vegjël. Nëse ka një zgjedhje midis fillimit të numërimit, atëherë ato fillojnë me lidhje të dyfishta, për shembull: pentene-1, -in-4 (shembulli 3).
Një rast i veçantë i këtij rregulli janë lidhjet e dyfishta dhe të trefishta të barabarta nga fundi i zinxhirit, si, për shembull, në molekulën e hexadien-1, 3, -në-5 (shembulli 4). Duhet mbajtur mend këtu se numërimi i zinxhirit do të fillojë me një lidhje të dyfishtë.
Për alkinet me zinxhir të gjatë (më shumë se С5-С6) rekomandohet përdorimiNomenklatura ndërkombëtare IUPAC.
Struktura e një molekule me një lidhje të trefishtë
Shembulli më i zakonshëm i strukturës së një molekule hidrokarbure acetileni është paraqitur për etinën, struktura e së cilës mund të shihet në tabelën e alkineve. Për lehtësinë e të kuptuarit, një vizatim i detajuar i ndërveprimit të atomeve të karbonit në një molekulë acetileni do të jepet më poshtë.
Formula e përgjithshme e një alkini është C2H2. Prandaj, në procesi i krijimit të një lidhjeje trefishe përfshihen 2 atome karboni. Meqenëse karboni është katërvalent - gjendja e ngacmuar e atomit - në përbërjet organike, ka 4 elektrone të paçiftuara në orbitalën e jashtme - 2s dhe 2p3 (Fig. 1a). Në procesin e krijimit të një lidhjeje, një re hibride formohet nga retë elektronike të orbitalës s dhe një p, e cila quhet re hibride sp (Fig. 1b). Retë hibride në të dy atomet e karbonit janë fort të orientuara përgjatë një boshti, gjë që shkakton renditjen e tyre lineare (në një kënd prej 180°) në raport me njëra-tjetrën me pjesë më të vogla nga jashtë (Fig. 2). Elektronet në shumicën e pjesëve të resë, kur lidhen, formojnë një çift elektronik dhe krijojnë një lidhje σ (lidhja sigma, Fig. 1c).
Elektroni i paçiftuar, i vendosur në pjesën më të vogël, lidh të njëjtin elektron me atomin e hidrogjenit (Fig. 2). 2 elektronet e mbetura të paçiftuara në orbitalin e jashtëm p të një atomi ndërveprojnë me 2 elektrone të tjerë të ngjashëm të atomit të dytë. Në këtë rast, çdo çift i dy orbitaleve p mbivendoset sipas parimit të lidhjes π (lidhja pi, Fig. 1d) dhe orientohet në lidhje metjetra në një kënd 90°. Pas të gjitha ndërveprimeve, reja e përgjithshme merr një formë cilindrike (Fig. 3).
Vetitë fizike të alkineve
Hidrokarburet e acetilenit janë shumë të ngjashme në natyrë me alkanet dhe alkenet. Në natyrë, ato praktikisht nuk ndodhin, përveç etinës, kështu që ato merren artificialisht. Alkinet më të ulëta (deri në C17) janë gaze dhe lëngje pa ngjyrë. Këto janë substanca me polare të ulëta, si rezultat i të cilave ato janë pak të tretshme në ujë dhe tretës të tjerë polare. Megjithatë, ato treten mirë në substanca të thjeshta organike si eteri, nafta ose benzeni, dhe kjo aftësi përmirësohet me rritjen e presionit gjatë ngjeshjes së gazit. Përfaqësuesit më të lartë të kësaj klase (C17 dhe më lart) janë substanca kristalore.
Lexo më shumë për vetitë e acetilenit
Meqenëse acetilen është më i përdoruri dhe më i përdoruri, vetitë fizike të alkinit kuptohen mirë. Është një gaz pa ngjyrë me pastërti kimike absolute dhe pa erë. Etina teknike ka një erë të fortë për shkak të pranisë së amoniakut NH3, sulfurit të hidrogjenit H2S dhe fluorit të hidrogjenit HF. Ky gaz i lëngshëm ose i gaztë është shumë shpërthyes dhe ndizet lehtësisht edhe nga shkarkimi statik nga gishtat. Gjithashtu, për shkak të vetive fizike, alkini, i përzier me oksigjen, jep një temperaturë djegieje prej 3150 ° C, gjë që bën të mundur përdorimin e acetilenit si një gaz i mirë i djegshëm në saldimin dhe prerjen e metaleve. Acetileni është helmues, ndaj duhet pasur kujdes ekstrem kur punoni me këtë gaz.
Acetileni tretet më mirë në aceton, veçanërisht në gjendje të lëngshme, prandaj, kur ruhet në gjendje të lëngshme, përdoren cilindra të veçantë të mbushur me një masë poroze me aceton të shpërndarë në mënyrë të barabartë nën presion deri në 25 MPa.
Dhe kur përdoret në gjendje të gaztë, gazi lëshohet përmes tubacioneve speciale, të udhëhequr nga dokumentacioni rregullator dhe teknik dhe GOST 5457-75 Acetileni i tretur dhe teknik i gaztë. Specifikimet”, e cila përshkruan formulën e alkinit dhe të gjitha procedurat për verifikimin dhe ruajtjen e hidrokarbureve të gaztë dhe të lëngët të mësipërm.
Prodhimi i acetilenit
Një nga metodat është oksidimi i pjesshëm termik i metanit CH4 me oksigjen në një temperaturë prej 1500 °C. Ky proces quhet edhe plasaritje termike oksidative. Një proces praktikisht i ngjashëm ndodh gjatë oksidimit të metanit në një hark elektrik në një temperaturë mbi 1500 ° C me ftohje të shpejtë të gazrave të evoluar, pasi për shkak të vetive fizike të alkinit, acetilen në një përzierje me metanin e pareaguar mund të provokojë një shpërthim. Gjithashtu, ky produkt mund të merret duke reaguar me karabit kalciumi CaC2 dhe uji në 2000 °C.
Aplikacion
Ndër homologët, siç përshkruhet më sipër, vetëm acetilen është përdorur në shkallë të gjerë dhe të përhershme, dhe historikisht është zhvilluar që emri racional përdoret në prodhim.
Për shkak të tij fizik dhe kimikvetitë dhe një metodë relativisht e lirë e përftimit të këtij hidrokarburi përdoret në prodhimin e tretësve të ndryshëm organikë, gomave sintetike dhe polimereve.
