ΑΝΤΙΔΡΆΣΕΙΣ ΠΡΟΣΘΉΚΗΣ: (1) Προσθήκη στο διπλό δεσμό (> C = C <): i. Προσθήκη υδρογόνου (Η 2 ): C v. H 2v H 2. H 2v 2.

Transcript

1 Νίκος Γαλάνης Καθηγητής Χημείας 2 ο Λύκειο Ηρακλείου ΠΡΣΉΚΗΣ: (1) Προσθήκη στο διπλό δεσμό (> C = C <): i. Προσθήκη υδρογόνου (Η 2 ): H 2 Pt,Pd, Ni 2 αλκένιο αλκάνιο ii. Προσθήκη αλογόνου (Cl 2, Br 2, I 2 ): CCl 4 αλκένιο διαλογονίδιο Το διάλυμα Br 2 σε διαλύτη CCl 4 (τετραχλωράνθρακας) είναι καστανέρυθρο, ενώ το διβρωμίδιο που παράγεται είναι άχρωμο υγρό. Έτσι, αν προσθέσουμε μία ακόρεστη ένωση με διπλό δεσμό C = C, το διάλυμα Br 2 αποχρωματίζεται. Η αντίδραση με Br 2 σε τετραχλωράνθρακα αποτελεί μια απλή εργαστηριακή διαδικασία για την ανίχνευση του διπλού δεσμού C = C. iii. Προσθήκη υδραλογόνου (HCl, HBr, HI): ΗΧ 1 Χ αλκένιο αλκυλαλογονίδιο Το κύριο προϊόν καθορίζεται με βάση τον κανόνα του Markovnikov, σύμφωνα με τον οποίο: Όταν ένα μόριο της μορφής Α - Β προστίθενται στο διπλό δεσμό C = C ενός μη συμμετρικού αλκενίου, το θετικό άτομο (συνήθως Η δ+ ) ενώνεται κατά προτίμηση με το άτομο άνθρακα του διπλού δεσμού που έχει τα περισσότερα άτομα υδρογόνου. Δηλαδή, «ο πλούσιος άνθρακας γίνεται πλουσιότερος σε υδρογόνα». iv. Προσθήκη νερού (H 2 ): Η Η 1 αλκένιο Και εδώ, το κύριο προϊόν καθορίζεται με βάση τον κανόνα του Markovnikov. (2) Προσθήκη στον τριπλό δεσμό ( C C ): i. Προσθήκη υδρογόνου (Η 2 ): 2 2 H 2 Pt, Pd,Ni 2 αλκίνιο αλκάνιο ι αντιδράσεις αυτές μοιάζουν πολύ με τις αντίστοιχες αντιδράσεις προσθήκης του δι (1) & MSN ID: schoolchem@gmail.com

2 πλού δεσμού, με τη διαφορά ότι εδώ καταναλώνεται διπλάσια ποσότητα αντιδραστηρίου απ' ότι στο διπλό δεσμό, καθώς η προσθήκη γίνεται σε δύο στάδια. ι αντιδράσεις προσθήκης στον τριπλό δεσμό μπορούν να περιοριστούν με κατάλληλη επιλογή συνθηκών, στο πρώτο στάδιο προσθήκης. Και εδώ, το κύριο προϊόν καθορίζεται με βάση τον κανόνα του Markovnikov. ii. Προσθήκη αλογόνου (Cl 2, Br 2, I 2 ): 2 2 CCl 4 Χ 4 iii. Προσθήκη υδραλογόνου (HCl, HBr, HI): 2 2 ΗΧ iv. Προσθήκη νερού (H 2 ): 2 όπου O: κετόνες ή ακεταλδεΰδη Η Η HgSO 4 O Όταν το αλκίνιο είναι το HC CH παράγεται ακεταλδεΰδη (CH3CH=O), ενώ για οποιοδήποτε άλλο αλκίνιο, παράγονται κετόνες. Η προσθήκη νερού στο τριπλό δεσμό οδηγεί αρχικά σε μία ενδιάμεση ασταθής ένωση (ενόλη), η οποία μετατρέπεται στη συνέχεια σε καρβονυλική ένωση. ΑΣΚΉΣΕΙΣ: (1) Να βρεθούν όλοι οι δυνατοί συντακτικοί τύποι των αλκενίων ή αλκινίων Α, Β, Γ, Δ, Ε και Ζ. i. Α ΗCl ισοπροπυλοχλωρίδιο ii. Β H 2 O CH=O iii. Γ μεθυλοπροπάνιο iv. Δ CH Br Br v. E δευτεροταγής C 4 H 9 vi. Z 2,2 διχλωροπεντάνιο (2) Να γραφούν οι χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων προσθήκης με τις οποίες παρασκευάζονται από το αιθίνιο οι επόμενες ενώσεις: i. αιθένιο ii. 1,1-διχλωροαιθάνιο iii. 1,2-διχλωροαιθάνιο iv. αιθανάλη v. 1,1,2-τριχλωροαιθάνιο vi. προπενονιτρίλιο vii. χρωροαιθένιο (3) Αλκίνιο Α έχει σχετική μοριακή μάζα Mr = 54. i. Να γραφούν τα συντακτικά ισομερή του αλκινίου Α. ii. Να γραφούν οι χημικές εξισώσεις των ισομερών του Α με τα αντιδραστήρια: Cl 2 HCl H 2 O (2) & MSN ID: schoolchem@gmail.com

3 ΑΠΌΣΠΑΣΗΣ: (1) Αφυδραλογόνωση αλκυλαλογονιδίων ( +1 X): 1 Χ Na ΚΧ Η 2 Η απόσπαση υδραλογόνου (αφυδραλογόνωση) από τα αλκυλαλογονίδια, πραγματοποιείται με θέρμανση σε αλκοολικό διάλυμα Na ή K. Με την αντίδραση αυτή σχηματίζονται αλκένια. (2) Αφυδραλογόνωση διαλογονιδίων ( X 2 ): 2 Na 2 2 NaΧ 2 Η 2 Όταν τα κορεσμένα διαλογονίδια έχουν τα δύο άτομα αλογόνου στο ίδιο ή σε δύο γειτονικά άτομα άνθρακα, με αφυδραλογόνωση σχηματίζουν αλκίνια. Όταν τα διαλογονίδια έχουν τα δύο άτομα αλογόνου σε απομακρυσμένα άτομα άνθρακα, με αφυδραλογόνωση σχηματίζουν αλκαδιένια. (3) Αφυδάτωση αλκοολών ( +1 ): 1 Η π. Η 2 Η απόσπαση νερού (αφυδάτωση) από τις αλκοόλες πραγματοποιείται κατά τη θέρμανσή τους με πυκνό σε υψηλή θερμοκρασία (170 ο C) ή παρουσία Al 2 O 3. Με την αφυδάτωση των κορεσμένων μονοσθενών αλκοολών σχηματίζονται αλκένια. ΑΣΚΉΣΕΙΣ: (1) Να γραφούν οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων στις παρακάτω σειρές αντιδράσεων: + Cl K i. CH= A Β Γ ii. Το κύριο προϊόν στις αντιδράσεις απόσπασης καθορίζεται από τον κανόνα του Saytzeff: «Κατά την απόσπαση μορίων της μορφής ΗΑ από μία οργανική ένωση, η ευκολία απόσπασης του ατόμου Η ακολουθεί τη σειρά: τριτοταγές (3 ο ) > δευτεροταγές (2 ο ) > πρωτοταγές (1 ο ) άτομο άνθρακα» Δηλαδή «ο φτωχός άνθρακας σε άτομα υδρογόνου, γίνεται φτωχότερος» 170 o C Δ Ε (3) & MSN ID: schoolchem@gmail.com

4 (2) Να συμπληρωθούν οι επόμενες χημικές εξισώσεις: i o C CH= H 2 O ii K H... iii. Cl K iv Br K, (3) Να αντιστοιχίσετε τα αντιδρώντα της στήλης Α με όλα τα δυνατά προϊόντα της στήλης Β. Στήλη Α α) H HCl β) H Cl 2 γ) H HCN δ) H H 2 Στήλη Β i) 1,2 - διχλωροαιθένιο ii) προπενονιτρίλιο iii) βινυλοχλωρίδιο iv) αιθένιο v) 1,1 διχλωροαιθάνιο vi) αιθάνιο (4) Να αντιστοιχίσετε κάθε αντιδρών της στήλης Α με ένα μόνο προϊόν της στήλης Β. Στήλη Α α) β) γ) δ) C C ε) H Στήλη Β i) αιθανάλη ii) 2,2,3,3 - τετραβρωμοβουτάνιο iii) 2,2 - διχλωροπροπάνιο iv) 1 - πεντένιο v) βουτανόνη (5) Από το σχολικό βιβλίο: 37, 38, 45, 52, 58 και 61 από τις σελίδες ΥΠΚΑΤΆΣΤΑΣΗΣ ΠΚΑΤΆΣΤΑΣΗΣ: Υποκατάσταση υδρογόνου στα αλκάνια. Η αλογόνωση των αλκανίων είναι μια αλυσιδωτή φωτοχημική υποκατάσταση μέσω ελεύθερων ριζών, η οποία συνήθως οδηγεί σε μίγμα προϊόντων. π.χ. στην περίπτωση του CH 4 πραγματοποιούνται οι επόμενες αντιδράσεις: CH 4 Cl 2 Cl HCl 1 ο στάδιο (4) & MSN ID: schoolchem@gmail.com

5 Cl Cl 2 Cl 2 HCl 2 ο στάδιο Cl 2 Cl 2 CHCl 3 HCl 3 ο στάδιο CHCl 3 Cl 2 ΔιάχυτοΦως CCl 4 HCl 4 ο στάδιο ΠΛΥΜΕΡΙΣΜΎ: Πολυμερισμός ονομάζεται η αντίδραση κατά την οποία πολλά μόρια (μονομερή) συνενώνονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα μεγαλομόριο, που ονομάζεται πολυμερές. Η γενική αντίδραση πολυμερισμού μιας ένωσης με τύπο = CH-A είναι η εξής: v =CH A καταλύτες - CH A - v πολυμερισμός αυτός ονομάζεται πολυμερισμός προσθήκης. Χαρακτηριστικά παραδείγματα φαίνονται παρακάτω: i. Όταν το Α είναι Η το πολυμερές ονομάζεται πολυαιθυλένιο (PE) ii. Όταν το Α είναι Cl το πολυμερές ονομάζεται πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC) iii. Όταν το Α είναι CN (κυάνιο) το πολυμερές ονομάζεται πολυακρυλονιτρίλιο (PAN) Το ακετυλένιο ( H ) μπορεί να πολυμεριστεί σε κατάλληλες συνθήκες σε βενζόλιο (τριμερισμός) ή σε βινυλοακετυλένιο (διμερισμός): 3H Fe 300 o C C 6 H 6 : τριμερισμός H H CuCl,NH 4 Cl =CH : διμερισμός ΌΞΙΝΥ ΥΔΡΓΌΝΥ ΔΡΓΌΝΥ: Τα υδρογόνα του H και γενικότερα τα υδρογόνα που είναι συνδεδεμένα με τον C του τριπλού δεσμού, εμφανίζουν όξινο χαρακτήρα και μπορούν εύκολα να αντικατασταθούν από άτομα δραστικών μετάλλων (π.χ. Νa, K, Ca). Τα προϊόντα αυτής της αντικατάστασης ονομάζονται ακετυλενίδια. Για παράδειγμα γράφουμε: H Na HC CNa 1 2 H 2 και HC CNa Na NaC CNa 1 2 H 2 H 2 CuCl NH 3 CuC CCu 2 NH 4 Cl Το χαλκοακετυλενίδιο (καστανέρυθρο ίζημα) χρησιμοποιείται για την ανίχνευση του ακετυλενίου ή γενικότερα των αλκινίων με όξινο υδρογόνο. (5) & MSN ID: schoolchem@gmail.com