Avval o‘rganing: To‘yingan uglevodorodlar
Alkenlar (olefinlar) — molekulasida bitta C=C qo‘sh bog‘ bo‘lgan to‘yinmagan uglevodorodlar. Qo‘sh bog‘ tarkibidagi π-bog‘ σ-bog‘ga nisbatan kuchsiz va elektronlari ochiq joylashgan, shuning uchun alkenlar juda faol: ular birikish reaksiyalariga kirishadi, oson oksidlanadi va polimerlanadi. Etilen — dunyoda eng ko‘p ishlab chiqariladigan organik modda: undan polietilen, etanol, etilenglikol, vinilxlorid olinadi. Bu mavzuda alkadiyenlar (ikki qo‘sh bog‘li uglevodorodlar) ham ko‘rib chiqiladi, chunki ulardan kauchuk olinadi.
Umumiy formula CₙH₂ₙ (n ≥ 2); M = 14n
Qo‘sh bog‘dagi uglerod sp², valent burchak 120°, qo‘sh bog‘ atrofi tekis
Qo‘sh bog‘ ikki xil bog‘dan iborat: biri σ-bog‘ (gibrid orbitallar o‘q bo‘ylab qoplanadi), ikkinchisi π-bog‘ (gibridlanmagan p-orbitallar yon tomondan qoplanadi). C=C bog‘ uzunligi 0,134 nm — oddiy bog‘dan (0,154 nm) qisqa. π-bog‘ tufayli qo‘sh bog‘ atrofida erkin aylanish yo‘q, bu esa geometrik izomeriyaga sabab bo‘ladi.
Gomologik qator: etilen (eten) C₂H₄, propilen (propen) C₃H₆, butenlar C₄H₈, pentenlar C₅H₁₀. Nomlashda alkan nomidagi -an qo‘shimchasi -en ga almashtiriladi, zanjir qo‘sh bog‘ eng kichik raqam oladigan uchidan raqamlanadi: CH₂=CH–CH₂–CH₃ — buten-1, CH₃–CH=CH–CH₃ — buten-2.
Fizik xossalari alkanlarnikiga o‘xshaydi: C₂–C₄ — gazlar, C₅–C₁₇ — suyuqliklar, yuqorilari — qattiq; suvda yomon eriydi.
Alkenlarda to‘rt xil izomeriya bor:
Geometrik izomeriya bo‘lishi uchun qo‘sh bog‘dagi har bir uglerod atomida ikki xil o‘rinbosar bo‘lishi kerak. Propen CH₂=CH–CH₃ da birinchi uglerodda ikkita bir xil H bor, shuning uchun sis-trans izomer yo‘q; buten-2 da esa har bir uglerodda H va CH₃ bor — izomeriya mavjud. Sis-izomerda bir xil guruhlar qo‘sh bog‘ning bir tomonida, trans-izomerda qarama-qarshi tomonida joylashadi.
C₄H₈ uchun alkenlar orasida 4 ta izomer: buten-1, sis-buten-2, trans-buten-2, 2-metilpropen
Alkenlarga xos reaksiyalar — elektrofil birikish: zarracha (H⁺, Br⁺) avval π-elektronlarga hujum qiladi, karbokation hosil bo‘ladi, so‘ng anion birikadi.
Nosimmetrik alkenlarda Markovnikov qoidasi amal qiladi: vodorod atomi qo‘sh bog‘dagi ko‘proq vodorodli uglerodga, galogen yoki OH esa kamroq vodorodli uglerodga birikadi. Sababi — barqarorroq (ikkilamchi yoki uchlamchi) karbokation hosil bo‘lishi.
CH₂=CH–CH₃ + HBr → CH₃–CHBr–CH₃ (2-brompropan)
CH₂=CH–CH₃ + H₂O → CH₃–CH(OH)–CH₃ (H⁺, propanol-2)
Peroksidlar ishtirokida HBr qoidaga teskari birikadi (Xarash effekti) — reaksiya radikal mexanizm bo‘yicha boradi va 1-brompropan hosil bo‘ladi.
7 g alken 16 g brom bilan to‘liq reaksiyaga kirishdi. Alken formulasini toping.
Amaliy ahamiyati: etilendan polietilen, etanol, etilenglikol (antifriz), etilen oksidi va vinilxlorid olinadi; propilendan polipropilen va propanol-2 olinadi. Etilen tabiatda o‘simliklar gormoni sifatida ham ma’lum — u mevalarning pishishini tezlashtiradi, shuning uchun omborlarda pishmagan mevalarni etilen bilan ishlov berish usuli qo‘llaniladi.
Qaysi alken qattiq oksidlanganda faqat sirka kislota beradi?
Spirtlarni degidratlash: C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O (kons. H₂SO₄, t > 140 °C)
Galogenalkanlarga spirtli ishqor ta’siri: C₂H₅Br + KOH(spirt) → C₂H₄ + KBr + H₂O
Visinal digalogenalkanlardan rux bilan: CH₂Br–CH₂Br + Zn → C₂H₄ + ZnBr₂
Sanoatda: alkanlarni degidrogenlash va kreking, alkinlarni chala gidrogenlash
Zaysev qoidasi: eliminatsiyada vodorod kamroq vodorodli qo‘shni uglerod atomidan ajraladi, ya’ni ko‘proq o‘rinbosarli alken hosil bo‘ladi: 2-brombutan dan asosan buten-2 olinadi. 140 °C dan past haroratda spirt degidratlanishi alken emas, oddiy efir beradi.
Umumiy formula CₙH₂ₙ₋₂ (alkinlar bilan sinflararo izomer); ikki qo‘sh bog‘
Qo‘sh bog‘lar joylashuviga ko‘ra kumulyatsiyalangan (CH₂=C=CH₂, allen), tutash (konjugirlangan: butadiyen-1,3 CH₂=CH–CH=CH₂, izopren — 2-metilbutadiyen-1,3) va ajralgan diyenlar bo‘ladi. Tutash diyenlarda π-elektronlar to‘rtta uglerod bo‘ylab taqsimlangan, shuning uchun ular 1,2- va 1,4-birikish beradi; 1,4-birikishda qo‘sh bog‘ zanjir o‘rtasiga ko‘chadi. Tutash diyenlar polimerlanib kauchuk hosil qiladi: tabiiy kauchuk — poliizopren, sintetik — polibutadiyen. Lebedev usuli:
2C₂H₅OH → C₄H₆ + 2H₂O + H₂ (Al₂O₃, ZnO, 425 °C)
H va C atomlari soni 2 ga farq qiladigan alkadiyen 150 g 3,2 % li brom eritmasidan o‘tkazildi; dibrom- va tetrabromhosilalar teng mol miqdorda olindi. Alkadiyen massasini toping.