Bun, să cunoaștem cei mai „tensi” membri ai familiei hidrocarburilor nesaturate: Alchinele. Dacă alchenele sunt adolescenții energici, alchinele sunt rebelii cu atitudine – au o legătură triplă (C≡C) și sunt și mai nerăbdători să reacționeze. Să vedem ce le dă această atitudine!
1. Ce Sunt Alchinele? Definiția Radicală
Alchinele sunt hidrocarburi NESATURATE, aciclice, care conțin cel puțin o LEGĂTURĂ TRIPLĂ carbon-carbon (C≡C).
- Formula generală:
CₙH₂ₙ₋₂(pentru o singură legătură triplă). Atenție! Aceeași formulă generală ca și la alchil-cicloalcani și la diene (cu două legături duble). Trebuie să știi structura! - Denumire: Se termină în „-ină” (Etină, Propină, Butină).
- Gruparea funcțională: Legătura triplă C≡C – nucleul super-reactiv.
2. Structura Legăturii Triple: O Fortăreață cu Două Vulnerabilități
Legătura triplă este compusă din:
- O legătură σ (sigma) – puternică, directă.
- Două legături π (pi) – paralele, formate din suprapunerea a două perechi de orbitali p.
Consecințe STRUCTURALE:
- Geometrie LINEARĂ: Atomii de carbon ai triplei și cei legați direct la ei sunt aliniați pe o linie dreaptă, cu unghiuri de 180°. Aceasta pentru că carbonii sunt
sphibridizați. - Nici o rotație, dar și mai puțini hidrogeni: Sunt și mai nesaturate decât alchenele. Un carbon din tricupru poate lega doar un singur alt atom (ex: H sau un alt carbon) pe lângă cei trei de la triplă.
Exemplu: Etina (Acetilena), HC≡CH
- Cel mai simplu alchină.
- Are hidrogeni acidici! (Poate fi detașat de baze puternice).
3. Seria Omoloagă Simplă și Nomenclatură
(întoarce ecranul pe telefon)
| Nume | Formula Moleculară | Formula Structurală | Observații |
|---|---|---|---|
| Etină (Acetilena) | C₂H₂ | H–C≡C–H | Gaz, combustibil pentru sudură, materie primă. |
| Propină | C₃H₄ | CH₃–C≡C–H | Cel mai simplu alchină internă (cu substituent). |
| Butină | C₄H₆ | CH₃–CH₂–C≡C–H (1-butină) sau CH₃–C≡C–CH₃ (2-butină) | Are izomeri de poziție. |
Izomeria la alchine:
- Izomeria de poziție: Poziția legăturii triple în lanț (ex: 1-Butină vs. 2-Butină).
- NU există izomerie geometrică (cis-trans) la alchine! Din cauza geometriei liniare, substituenții sunt mereu opuși, nu poți avea aranjamente diferite în spațiu pentru aceeași moleculă.
Reguli de nomenclatură IUPAC:
- Alege lanțul cel mai lung care conține tripla.
- Numerotezi de la capătul care dă număr cel mai mic triplei.
- Terminația este „-ină”, iar poziția triplei este indicată printr-un număr.
- Ex:
CH₃–CH₂–C≡C–CH₃se numește pent-2-ină (tripla între C2 și C3).
4. Proprietăți Chimice: Reactivitate Explozivă!
Alchinele sunt Mai Reactive decât Alchenele! De ce? Pentru că cele două legături π sunt mai bogate în electroni și mai ușor de atacat. Ele fac toate reacțiile alchenelor, dar mai repede și uneori în doi pași (pot adăuga doi moli de reactiv).
A. REACȚIILE DE ADIȚIE – Principala Cale
Pot adăuga reactivul o dată (formând o alchenă) sau de două ori (formând un alcan).
1. Adiția de halogeni (Halogenarea) – TEST pentru NESATURARE
- Pasul 1:
HC≡CH + Br₂ → H–C(Br)=C(Br)–H(1,2-dibromoetenă) - Pasul 2:
H–C(Br)=C(Br)–H + Br₂ → H–C(Br₂)–C(Br₂)–H(1,1,2,2-tetrabromoetan) - Testul Br₂/CCl₄: Se decolorează, la fel ca la alchene. Dacă adaugi exces de brom, se va decolora în doi pași, dar testul nu deosebește între alchenă și alchină.
2. Adiția de acizi halogenhidrici (HX) – ÎN GENERAL URMEAZĂ MARKOVNIKOV
- Pasul 1:
HC≡CH + HBr → CH₂=CH–Br(bromură de vinil) - Pasul 2 (dacă exces HX):
CH₂=CH–Br + HBr → CH₃–CHBr₂(1,1-dibromoetan) - La alchinele interne (ex: propina), adiția este mai complexă.
3. Adiția de apă (Hidratarea) – OBIȘNUIT CU CATALIZATOR Hg²⁺
- Foarte important! Hidratarea etinei nu dă direct un alcool stabil.
HC≡CH + H₂O --(HgSO₄, H₂SO₄)--> [CH₂=CH–OH](intermediar instabil – enol)- Acest intermediar se tautomerizează imediat (se rearanjează) la
CH₃–CHO– Acetaldehidă! (o aldehidă). - Aceasta este o cale importantă de obținere a aldehidelor din alchine.
4. Adiția de hidrogen (Hidrogenarea) – Poate fi oprită la alchenă!
- Cu catalizatori obișnuiți (Ni, Pt, Pd): Hidrogenează complet până la alcan.
HC≡CH + 2 H₂ → CH₃–CH₃(etan)
- TRUC IMPORTANT: Cu un catalizator „otrăvit” parțial (ex: Pd/BaSO₄ cu chinolină, numit catalizator Lindlar), poți opri adiția la nivel de alchenă și să obții o alchenă CIS.
HC≡CH + H₂ --(Lindlar)--> CH₂=CH₂(etenă, în special forma cis la alchine mai complicate). Aceasta este o sinteză valoroasă în laborator.
**B. REACȚIA CARACTERISTICĂ: FORMAREA *ACETILURILOR*** (o dovadă a *HIDROGENILOR ACIDICI*)
Aceasta este CEA MAI SPECIFICĂ și DISTINCTIVĂ reacție pentru alchinele terminale (cu C≡C la capăt, legat de H).
- Alchinele terminale (ex: HC≡CH, RC≡CH) au un hidrogen ușor acid (δ+) din cauza electronegativității carbonului
sp. - Ele reacționează cu metalele alcaline (Na) sau, mai important, cu soluții de săruri ale metalelor nobile (Ag⁺, Cu⁺).
- Exemplu cu [Ag(NH₃)₂]⁺ (Reactiv Tollens):
HC≡CH + 2 [Ag(NH₃)₂]⁺ → Ag–C≡C–Ag↓ (acetilură de argint) + 2 NH₄⁺ + 2 NH₃- Se formează un PRECIPITAT GALBEN de acetilură de argint. Acesta este un TEST CALITATIV EXCELENT pentru a deosebi o alchină terminală (cu H) de una internă (fără H) sau de o alchenă.
- Exemplu cu [Cu(NH₃)₂]⁺:
- Formează precipitat roșu-cărămiziu de acetilură de cupru(I).
5. Obținerea și Utilizările
Obținere:
- Deshidrohalogenarea dihalogenurilor vicinale sau germinale: Eliminarea a 2HX dintr-o moleculă cu doi halogeni. E cea mai comună metodă de laborator.
- Ex:
CH₃–CHCl₂ + 2 KOH (alcoolic) → HC≡CH + 2 KCl + 2 H₂O
- Ex:
- Reacția dintre carbura de calciu și apă (clasică pentru acetilenă):
CaC₂ + 2 H₂O → HC≡CH + Ca(OH)₂- Aceasta a fost principala sursă industrială de acetilenă în trecut.
Utilizări:
- Sudură și tăiere oxiacetilenică: Arderea etinei cu O₂ produce o flacără de peste 3000°C.
- Materie primă în sinteză organică: Pentru obținerea acetaldehidei, acidului acetic, alcoolului vinilic, cauciucului sintetic (cloropren).
- Iluminat (istoric): Lămpi cu acetilenă.
- Producerea negrului de fum (pentru anvelope, cerneală).
Concluzie: Maverick-ul Util și Periculos
Alchinele sunt un paradox: extrem de reactive și potențial instabile, dar cu aplicații cruciale datorită energiei și versatilității lor. Hidrogenul lor acidic le oferă o cale de identificare unică.
Pentru Bac, asigură-ți că știi:
- Formula generală
CₙH₂ₙ₋₂și geometria liniară. - Testele de identificare: cu Br₂/CCl₄ (decolorare comună cu alchenele) și TESTUL SPECIFIC cu [Ag(NH₃)₂]⁺ (precipitat galben pentru alchine terminale).
- Reacțiile de adiție (cu H₂, Br₂, HX, H₂O) și faptul că pot adăuga doi moli de reactiv.
- Hidratarea etinei → Acetaldehidă (cu catalizator Hg²⁺).
- Obținerea acetilenei din carbură:
CaC₂ + H₂O → C₂H₂.
Alchinele încheie trilogia fundamentală a hidrocarburilor: alcani (saturate, lente), alchene (o dublă, reactive), alchine (o triplă, super-reactive). Stăpânind aceste trei, ai bazele tuturor transformărilor organice.
Leave a Reply