logo
Органические соединения

4. Алкины-ацетиленовые углероды

XX/XX/2026 • Время чтения: ~11 мин.

1. Общая характеристика алкинов

Алкины — непредельные углеводороды, содержащие одну тройную связь между атомами углерода:

C≡C\text{C} ≡ \text{C}

Основные признаки:

  • Общая формула: CnH₂n−2
  • Относятся к ацетиленовым углеводородам
  • Имеют более высокую степень ненасыщенности, чем алкены

Первый представитель — Этин (ацетилен):

C₂H₂\text{C₂H₂}

Примеры гомологического ряда:

  • C₂H₂ — этин (ацетилен)
  • C₃H₄ — пропин
  • C₄H₆ — бутин
  • C₅H₈ — пентин
Тройная связь содержит две π-связи, поэтому алкины способны вступать в реакции присоединения дважды.

2. Номенклатура алкинов

Основные правила:

  1. Выбирается самая длинная цепь, содержащая тройную связь.
  2. Нумерация ведётся от конца, ближайшего к C≡C.
  3. Используется суффикс –ин.

Пример:

CH₃–CH₂–C≡CH—бутин-1\text{CH₃} – \text{CH₂} – \text{C} ≡ \text{CH} — \text{бутин-1}

Непредельные радикалы алкинов имеют суффикс –инил:

  • CH≡C– — этинил
  • CH≡C–CH₂– — пропаргил (2-пропинил)

3. Изомерия алкинов

3.1 Структурная изомерия

  • изомерия углеродного скелета
  • изомерия положения тройной связи

Пример:

  • пентин-1
  • пентин-2

3.2 Межклассовая изомерия

Алкины изомерны алкадиенам, так как имеют одинаковую общую формулу:

CnH₂n−2\text{CnH₂n} − \text{2}
Межклассовая изомерия означает принадлежность веществ к разным классам при одинаковом составе молекулы.

4. Строение алкинов

Тройная связь включает:

  • одну σ-связь
  • две π-связи

Атомы углерода находятся в состоянии sp-гибридизации.

Особенности:

  • молекула линейная (угол 180°)
  • связь C≡C короче и прочнее одинарной
  • высокая электронная плотность вдоль оси связи
Линейное строение делает вращение вокруг тройной связи невозможным.

5. Физические свойства алкинов

Агрегатное состояние:

  • C₂–C₄ — газы
  • C₅–C₁₆ — жидкости
  • C₁₇ и выше — твёрдые вещества

Другие свойства:

  • температуры кипения выше, чем у алкенов
  • плохо растворимы в воде
  • хорошо растворимы в неполярных органических растворителях
  • низшие алкины растворяются в воде немного лучше, чем алканы и алкены

6. Получение алкинов

6.1 Дегалогенирование дигалогеналканов

При действии спиртового раствора щёлочи отщепляются две молекулы HX → образуется тройная связь.


6.2 Крекинг метана

При очень высокой температуре (~1400 °C):

2CH₄→C₂H₂+H₂\text{2CH₄} → \text{C₂H₂} + \text{H₂}

6.3 Получение ацетилена из карбида кальция

Лабораторный способ:

CaC₂+2H₂O→C₂H₂+Ca(OH)₂\text{CaC₂} + \text{2H₂O} → \text{C₂H₂} + \text{Ca(OH)₂}
Ацетилен образует взрывоопасные смеси с воздухом, поэтому требует осторожного обращения.

7. Химические свойства алкинов

Обусловлены наличием тройной связи.

Основной тип — реакции электрофильного присоединения.


7.1 Реакции присоединения

Проходят в две стадии — по каждой π-связи.

Гидрирование

Присоединение водорода:

алкин→алкен→алкан\text{алкин} → \text{алкен} → \text{алкан}

Катализаторы: Ni, Pd, Pt.


Галогенирование

Присоединение Cl₂ или Br₂:

  • сначала образуется дигалогеналкен
  • затем тетрагалогеналкан

Гидрогалогенирование

Присоединение HCl, HBr и др.:

  • подчиняется правилу Марковникова
  • часто требует катализатора (например AlCl₃)

Гидратация (реакция Кучерова)

Присоединение воды:

  • катализируется солями ртути (Hg²⁺)
  • приводит к образованию альдегидов или кетонов
Реакция идёт через образование нестойкого енола, который таутомеризуется в карбонильное соединение.

7.2 Кислотные свойства алкинов

Концевые алкины (–C≡C–H) проявляют слабокислотные свойства.

Способны:

  • отдавать протон
  • реагировать с сильными основаниями
  • образовывать ацетилениды металлов

Общая схема:

R–C≡C–H+основание→R–C≡C⁻M⁺+H₂\text{R} – \text{C} ≡ \text{C} – \text{H} + \text{основание} → \text{R} – \text{C} ≡ \text{C⁻M⁺} + \text{H₂}
Кислотность обусловлена высокой s-долей sp-гибридной орбитали.

7.3 Реакции между молекулами алкинов

В присутствии катализаторов возможна поликонденсация.

  • димеризация ацетилена → винилацетилен
  • тримеризация ацетилена → бензол

7.4 Полимеризация

Производные ацетилена используются для получения синтетических каучуков (например, хлоропренового).


7.5 Окисление

Алкины легко окисляются сильными окислителями:

  • KMnO₄
  • K₂Cr₂O₇
  • O₂
  • O₃

Обычно происходит разрыв тройной связи с образованием карбоновых кислот.


8. Применение алкинов

Наибольшее значение имеет ацетилен.

Основные области применения:

  • кислородно-ацетиленовая сварка и резка металлов
  • сырьё органического синтеза
  • получение синтетических каучуков
  • производство различных химических веществ
Температура ацетиленового пламени может превышать 3000 °C, что делает его особенно эффективным для обработки металлов.
© 2026 Studles Docs
v0.1.0-master.14+20260330