Урок №52. Алкины

• Приветствие и начало урока.  

• Упоминание о землетрясении и госте.  

• Начало урока на три минуты раньше.  

• Приветствие и просьба не шатать подставку.  

• Объявление о начале 52-го урока.  

• Обсуждение объема работы и новостей недели.  

• Обзор тем: алкины, арены и стирол.  

• Предупреждение о возможном сложном уроке.  

• Указание на важность прослушивания объяснений.  

• Обсуждение заполнения рабочей тетради.  

• Упоминание пробников по химии.  

• Планы на следующую неделю и практику.  

• Вопрос на засыпку перед началом урока.  

• План урока: общая информация, химические свойства, способы получения и ответы на вопросы.  

• Определение алкинов и их строение.  

• Гибридизация атомов углерода и изомерия.  

• Физические свойства и применение ацетилена.  

• Терминология и номенклатура алкинов.  

• Изомерия углеродного скелета и нумерация.  

• Примеры и правила записи структурных формул.  

• Для пентина возможен только один изомер с разветвленным скелетом.  

• Тройная связь остается в первом положении, радикал выносится к третьему атому углерода.  

• Нумерация идет так, чтобы кратная связь имела меньший номер.  

• Симметрия молекулы влияет на положение тройной связи.  

• Если молекула симметрична, тройная связь будет во втором положении.  

• Если молекула не симметрична, тройная связь будет в первом положении.  

• Для общей формулы CnH2n-2 характерны алкины, алкадиены и циклалкены.  

• Алкины могут быть с любым количеством атомов углерода, но для пяти атомов углерода они устойчивы.  

• Алкадиены с пятью атомами углерода образуют натуральный каучук.  

• Структурная изомерия возможна только при наличии плоскости.  

• Тройная связь делает молекулу линейной.  

• Алкины проявляют слабые кислотные свойства и реагируют с водородом и галогенами.  

• Алкины реагируют с водородом, галогенами и водой.  

• Присоединение одной молекулы приводит к образованию двойной связи.  

• Присоединение двух молекул приводит к образованию предельного соединения.  

• Гидрирование ацетилена происходит при нагревании и катализе.  

• Неполное гидрирование приводит к образованию этина.  

• Процесс обратимый и экзотермический.  

• Водород присоединяется к алкинам, разрушая пи-связи.  

• При полном гидрировании образуются алканы.  

• Гидрирование пропина приводит к образованию пропена.  

• Галогенирование алкинов протекает с обесцвечиванием бромной воды.  

• При недостатке брома образуется дибромпроизводное.  

• При полном галогенировании образуются предельные соединения.  

• Хлорирование алкинов протекает без особых условий.  

• При недостатке хлора образуется дихлорпроизводное.  

• При полном хлорировании образуются предельные хлоруглеводороды.  

• Гидрохлорирование алкинов протекает по правилу Марковникова.  

• При недостатке аш-хлора образуется винилхлорид.  

• При полном гидрохлорировании образуются предельные дихлорпроизводные.  

• Гидробромирование пропина протекает по правилу Марковникова.  

• При недостатке брома образуется 2-бромпропен.  

• При полном бромировании образуются 2,2-дибромпропан.  

• Гидратация алкинов протекает в присутствии катализатора соль ртути II.  

• Реакция Кучерова приводит к образованию ацетальдегида или кетона.  

• Катализатор соль ртути II является важным условием реакции.  

• Ацетилен реагирует с водой в присутствии соли ртути II.  

• Реакция протекает по кратной связи, образуя виниловый спирт.  

• Виниловый спирт неустойчив и перегруппировывается в альдегид.  

• Виниловый спирт нестабилен и перегруппировывается в альдегид.  

• Образуется двойная связь между углеродом и кислородом, что приводит к образованию альдегида.  

• Конечный продукт - этаналь, также известный как ацетальдегид.  

• Пропин реагирует аналогично, образуя ацетон.  

• Промежуточный продукт - виниловый спирт, который перегруппировывается в кетон.  

• Конечный продукт - ацетон, также известный как пропанон.  

• Бутин-1 и бутин-2 реагируют аналогично, образуя бутанол.  

• Водород присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода, а у-группа - к наименее гидрированному.  

• Конечный продукт - бутанол, независимо от положения у-группы.  

• Фенилацетилен реагирует аналогично, образуя метил-фенилкетон.  

• Водород присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода, а у-группа - к наименее гидрированному.  

• Конечный продукт - метил-фенилкетон.  

• Бутадиен-1,3 реагирует аналогично, образуя бутандион.  

• Водород присоединяется к наиболее гидрированному атому углерода, а у-группа - к наименее гидрированному.  

• Конечный продукт - бутандион, содержащий две кето-группы.  

• Свойства зависят от функциональной группы, а не от количества кратных связей.  

• Важно знать свойства для одной функциональной группы.  

• В ЕГЭ рассматриваются только димеризация и тримеризация ацетилена.  

• Две молекулы ацетилена связываются, образуя новую тройную связь и разрывая старую.  

• Образуется винил ацетилен, который является продуктом замещения водорода на винил.  

• Реакция каталитическая, катализатор - купрум хлор в растворе хлорида аммония при нагревании.  

• Винил ацетилен сочетает свойства алкинов и алкенов.  

• Молекулярная формула: C4H4, что указывает на наличие одной тройной и одной двойной связи.  

• Реакция присоединения, полное гидрирование приводит к образованию бутана.  

• Гидрохлорирование происходит по тройной связи, образуя хлоропрен.  

• Хлоропрен может полимеризоваться, образуя каучук.  

• Реакция тримеризации ацетилена приводит к образованию бензола.  

• Три молекулы ацетилена соединяются в присутствии активированного угля.  

• Образуется бензол, который является устойчивым продуктом.  

• Тримеризация гомологов ацетилена также возможна, образуя триметилбензол.  

• Алкины горят с образованием углекислого газа и воды.  

• Окисление перманганатом возможно в мягкой и жесткой форме.  

• Мягкое окисление сохраняет сигма-связи, но разрушает пи-связи, образуя карбоксильные группы.  

• Марганец восстанавливается до четырехвалентного состояния.  

• Калий не участвует в реакции.  

• Промежуточный продукт - диальдегид с двойной связью между углеродом и кислородом.  

• Альдегиды легко окисляются в среде перманганата.  

• Конечный продукт - щавелевая кислота.  

• Неправильные продукты: кислота и щелочь.  

• Водород имеет степень окисления +1, углерод -1.  

• Углерод окисляется до карбоксильной группы.  

• Марганец окисляется до +4.  

• Углерод отдает 8 электронов, марганец - 3.  

• Соотношение щавелевой кислоты и щелочи: 3 к 8.  

• Щавелевая кислота - двухосновная, требуется 6 моль щелочи.  

• Исправление: вместо 8 молекул щелочи остается 2.  

• Вода добавляется в продукты реакции для уравнивания.  

• Итоговая реакция: мягкое окисление ацетилена.  

• Ацетилен реагирует с перманганатом в нейтральной среде.  

• Разрушаются две π-связи, сигма-связь сохраняется.  

• Углерод окисляется до карбоксильной группы, образуется щелочь и соль.  

• Марганец восстанавливается до бурого осадка.  

• Коэффициенты: 3 перед органикой, 8 перед марганцем, 2 перед калием, 8 перед марганцем 2, 2 перед водой.  

• Реакция пока не встречалась в 32-й цепочке, но может быть в будущем.  

• Аналогия с мягким окислением алкенов: сигма-связь остается, углерод повышает степень окисления.  

• Жесткое окисление алкинов аналогично мягкому окислению алкенов.  

• Концевые атомы углерода окисляются до CO2.  

• Реакция идет при нагревании в кислой среде.  

• Коэффициенты: 1 перед органикой, 2 перед марганцем, 3 перед сульфатом калия, 4 перед водой.  

• Качественная реакция: обесцвечивание перманганата в кислой среде.  

• Признаки реакции: обесцвечивание и выделение газа.  

• Бутин окисляется до карбоновой кислоты.  

• Концевой атом углерода окисляется до CO2, радикал не позволяет окислению до максимума.  

• Реакция идет при нагревании, марганец восстанавливается до Mn2+.  

• Коэффициенты: 5 перед органикой, 8 перед марганцем, 4 перед сульфатом калия, 12 перед водой.  

• Качественная реакция: обесцвечивание и выделение CO2.  

• Образуется пропионовая кислота.  

• Тройная связь внутри углеродного скелета разрушается.  

• Каждый атом углерода окисляется до карбоксильной группы.  

• Образуется карбоновая кислота, симметричная молекула дает одну кислоту.  

• Бутин 2 окисляется до уксусной кислоты.  

• Каждый атом углерода окисляется до карбоксильной группы.  

• Окисление алкинов с помощью марганца и калия.  

• Углерод окисляется до карбоксильной группы.  

• Образуется смесь карбоновых кислот.  

• Окисление алкинов перманганатом и серной кислотой.  

• Образуются уксусная и пропионовая кислоты.  

• Коэффициенты в реакциях аналогичны предыдущим.  

• Алкины с концевой тройной связью проявляют слабые кислотные свойства.  

• Реакция замещения водорода при тройной связи.  

• Взаимодействие с аммиачным раствором оксида серебра.  

• Образование ацетиленита серебра.  

• Белый осадок ацетиленида серебра как качественный признак.  

• Реакция отличает алкины с концевой тройной связью от других углеводородов.  

• Замещение водорода на серебро в пропине.  

• Образование метилацетиленита серебра.  

• Реакция с фенилацетиленом аналогична.  

• Водород замещается на серебро, выделяется белый осадок.  

• Из комплекса выделяются аммиак и вода.  

• Молекулярная формула: 5-6 углерода в кольце, 2 углерода в заместителе, 5 водорода в бензольном кольце.  

• Ацетилен реагирует с двумя молями аммиачного раствора оксида серебра.  

• Замещаются два водорода, образуется ацетиленит серебра.  

• Реакция идет с двумя молями, выделяется аммиак и вода.  

• Натрий замещает водород в алкинах, образуя ацетиленит натрия.  

• Выделяется водород, реакция протекает с газообразным веществом.  

• Строение ионное, выделяются аммиак и вода.  

• Натрий в жидком аммиаке реагирует с аммиаком, образуя амид натрия.  

• Замещается водород, выделяется аммиак.  

• Строение ионное, реакция протекает аналогично реакции с натрием.  

• Аммиачный раствор хлорида меди реагирует с аммиаком, образуя комплексную соль.  

• Медь замещает водород, образуется ацетиленит меди.  

• Выделяются аммиак и хлорид аммония, реакция протекает с хлоридом меди.  

• Алкины с концевой тройной связью проявляют кислотные свойства.  

• Примеры реакций: замещение водорода на медь, выделение красного осадка.  

• Гидролиз ацетиленидов: необратимый процесс, приводящий к образованию ацетилена и щелочи.  

• Гидролиз ацетиленидов натрия и серебра.  

• В результате гидролиза образуются ацетилен и щелочь или хлорид серебра.  

• Ацетилен не реагирует с водой, так как для гидратации нужны особые условия.  

• Алкины проявляют те же свойства, что и алкены, но с некоторыми дополнениями.  

• Характерны реакции присоединения: гидрирование, галогенирование, гидрогалогенирование.  

• Ацетилен образует альдегид, другие алкины – кетоны.  

• Возможны реакции полимеризации и окисления.  

• Ацетилен получают при пиролизе метана и гидролизе карбида кальция.  

• Лабораторные способы включают дегидрирование, дегалогенирование и дегидрогалогенирование.  

• Примеры: дегидрирование алканов и алкенов, дегалогенирование тетрагалогеналканов.  

• Реакция требует двух молекул галогена.  

• Пример: дегидрогалогенирование 1,2-дихлорэтана.  

• Используется спиртовой раствор щелочи, например, натрия гидроксида.  

• Образуется ацетилен и трихлорметан.  

• Хлор отщепляется от углерода, водород от соседнего.  

• Образуются две новые пи-связи.  

• Пример: 1,1-дихлорэтана не может дать алкен, но может дать ацетилен.  

• Хлор отщепляется от одного углерода, водород от соседнего.  

• Образуется ацетилен и трихлорметан.  

• Можно использовать щелочи щелочных металлов, например, калий гидроксида.  

• Пример: дегидрогалогенирование 2,3-дибромбутана.  

• Образуется бутин-2.  

• Пример: дегидрогалогенирование 1,2-дибромбутана.  

• Ацетилениды могут гидролизоваться и алкилироваться.  

• Гидролиз приводит к ацетилену или алкину с концевой тройной связью.  

• Алкилирование удлиняет углеродный скелет.  

• Алкилирование ацетиленидов увеличивает углеродный скелет.  

• Пример: ацетиленид натрия и бромметан дают пропин.  

• Для удлинения скелета на два атома углерода используется ди-ацетиленид натрия.  

• Метил замещает натрий, образуя бутин-2.  

• Реакции можно записать в общем виде, используя галоген-алканы.  

• Примеры: метил-ацетиленит натрия и взаимодействие пропина с натрием.  

• Промышленные способы: неполный пиролиз метана, дегидрирование алканов.  

• Лабораторные способы: дегалогенирование тетра-галогеналканов, гидрогалогенирование дигалогеналканов.  

• Взаимодействие галогеналканов с ацетиленидами щелочных металлов.  

• Обсуждение усталости и методов преподавания.  

• Проблемы с интернетом и трансляциями.  

• Загадка о 1,3-дибромбутане и его циклизации.  

• Обсуждение качественных реакций и их важности.  

• Вопросы о радикальном замещении и гидролизе карбидов.  

• Важность однозначности в заданиях ЕГЭ.  

• Механизмы реакций: от плюса к минусу и наоборот.  

• Схемы реакций для запоминания.  

• Ориентирование на спецификации ЕГЭ.  

• Примеры на уроках для развития навыков.  

• Важность внимательного слушания и повторения.  

• Планы на следующий урок и отработка реакций.