HIĐRO CACBON KHÔNG NO A. Anken I. ĐỒNG ĐẲNG VÀ DANH PHÁP 1. Đồng đẳng và tên thông thường - Đồng đẳng : C 2 H 4 , C 3 H 6 , C 4 H 8 , C 5 H 10 , C n H 2n ( n ≥ 2 ) , tạo thành dãy đồng đẳng của etilen ( anken ) ⇒ Anken là hợp chất hidrocacbon không no, mạch hở, phân tử có chứa 1 lk đôi C=C , có công thức chung C n H 2n ( n ≥ 2 ) - Tên thông thường: X phát từ ankan Ví dụ : C 2 H 6 ( Etan ) : CH 2 =CH 2 etilen C 3 H 8 ( Propan) : CH 2 =CH-CH 3 propilen ⇒ Đổi ‘’ an ‘’→ ‘’ilen ‘’ - Tên nhóm CH 2 =CH- : vinyl 2. Tên thay thế : *Quy tắc: Tên anken = STT + tên nhánh+ tên mạch chính + số chỉ vị trí LK đôi + “EN” - Mạch chính : Chứa lk đôi C=C, dài nhất, nhiêu nhánh nhất - Đánh số tt : Ưu tiên từ phía gần lk đôi Ví dụ : CH 2 =CH 2 : eten CH 2 =CH-CH 3 : Propen CH 2 =CH-CH 2 -CH 3 but-1-en CH 3 -CH=CH-CH 3 but-2-en CH 3 CH 3 -CH 2 -CH-CH-CH 3 CH=CH 2 (3-etyl-4-metylpent-1-en) II. CẤU TRÚC VÀ ĐỒNG PHÂN 1. Câu trúc Xét cấu trúc phân tử etilen H H C=C H H - C nối đôi lai hóa sp 2 ⇒ Góc lk có đỉnh C lk đôi =120 0 - 2 nhóm nguyên tử lk trực tiếp với 2C nối đôi cùng nằm trên một mặt phẳng. - LK đôi C=C gồm 1 liên kết σ và 1 lk π - Liên kết đôi C=C không quay được tự do 2. Đồng phân a. Đồng phân cấu tạo : Các anken từ C 4 có đồng phân cấu tạo mạch C , ví trí lk đôi b. Đồng phân hình học ( đồng phân không gian ) a d C=C b e ĐK : a ≠ b và d ≠ e - Mạch C chính cùng phía : cis - Mạch C chính trái phía : trans Kết luận : Anken có đồng phân Lữ Bảo Khánh 1 +) mạch cácbon +) vị trí lk đôi +) không gian ( cis , trans ) C n H 2n ( n ≥ 3 ) ngoài đồng phân anken còn có đồng phân monoxicloankan III. TÍNH CHẤT VẬT LÍ 1. Nhiệt độ sôi , nhiết độ nóng chảy và khối lượng riêng - t 0 sôi , t o n/c , khối lượng riêng tăng dần khi khối lượng phân tử tăng dần +) t 0 sôi , t o n/c , khối lượng riêng của anken không khác nhiều so với ankan và thường nhỏ hơn xicloankan cùng C +) Các anken đều nhẹ hơn nước - Đkt C 2 ,C 3 , C 4 là chất khí 2. Tính tan và màu sắc - Tan tốt trong dầu mỡ , không tan trong nước - Không màu IV. TÍNH CHẤT HÓA HỌC R R’ R R’ C=C → R 1 C-C R’’ R 1 R’’ Liên kết π bị đứt ra, để tạo lk δ 1. Phản ứng cộng hidro: Ví dụ 1 : CH 2 =CH 2 + H 2 0 Ni t → CH 3 -CH 3 TQ: C n H 2n + H 2 0 Ni t → C n H 2n+2 ankan 2. Phản ứng cộng halogen a. Cộng Clo: CH 2 =CH-CH 3 + Br 2dd →CH 2 Cl-CHCl-CH 3 (1,2-điclopropan) b. Cộng Brom: CH 2 =CH-CH 3 + Br 2dd →CH 2 Cl-CHCl-CH 3 (1,2-đibrompropan) Nhận xét: Anken làm mất màu brom⇒ dùng nước Br 2 (dd Br 2 trong CCl 4 ) để nhận biết anken 3. Phản ứng cộng axit và cộng nước a. Cộng axit: CH 2 =CH 2 + HCl ( khí) → CH 3 -CH 2 Cl ( cloetan ) CH 2 =CH-CH 3 + HCl → ( hai hướng ) * Cơ chế phản ứng cộng axit vào anken(sgk) b. Cộng nước: CH 2 =CH 2 + H-OH → CH 3 -CH 2 OH ( etanol ) c. Hướng của cộng axit và cộng nước vào anken: (SGK) Quy tắc cộng Mac-cốp-nhi-cốp: Khi cộng axit hoặc nước (H-A) vào liên kết đôi C=C của anken thì H (phần mang điện dương) ưu tiên tân công vào C nối đôi chứa nhiều H hơn (C bậc Lữ Bảo Khánh 2 thấp hơn), còn A (phần mang điện âm) ưu tiên tân công vào C nối đôi chứa ít H hơn (C bậc cao hơn). 4. Phản ứng trùng hợp Ví dụ : n CH 2 =CH 2 0 peoxit,100-300 100 C atm → -(CH 2 -CH 2 -) n ( với n =3000 → 40 000 ) Polietilen Ví dụ 2: n CH 2 =CH-CH 3 0 ,t xt → (-CH 2 -CH-) n CH 3 - Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành những phân tử rất lớn gọi là polime - monome :Chất tham gia phản ứng - Polime : Sản phẩm tạo thành - Hệ số trùng hợp : Số mắt xích monome trong một phân tử polime 3. Phản ứng oxi hóa - Cháy hoàn toàn : tạo ra CO 2 và H 2 O , Q C n H 2n + 3 2 n O 2 → n CO 2 + n H 2 O ; H ∆ < 0 - Anken bị oxi hóa bỡi dd KMnO 4 3CH 2 =CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O → 3CH 2 OH-CH 2 OH + 2MnO 2 + 2KOH NX :dd KMnO 4 mất màu tím ⇒ Nhận biết V. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1. Điều chế : - Công nghiệp : Tách H 2 từ ankan - PTN: Điều chế C 2 H 4 C 2 H 5 OH → C 2 H 4 + H 2 O ( 170 0 C , H 2 SO 4 đ) 2. ứng dụng : sgk B. Ankadien: I. KHÁI NIỆM , DANH PHÁP VÀ PHÂN LOẠI Ví dụ : CH 2 =C=CH 2 Propadien ( C 3 H 4 ) CH 2 =CH-CH=CH 2 Buta-1,3-dien(butadien) ( C 4 H 6 ) CH 2 =C=CH-CH 3 Buta-1,2-dien ( C 4 H 6 ) CH 2 =C(CH 3 )-CH 2 2-metylbuta-1,3-dien ( isopren ) ( C 5 H 8 ) - Khái niệm : Ankadien là hợp chất hidrocacbon không no mạch hở, trong phân tử có hai liên kết đôi và có công thức chung là C n H 2n-2 (n≥3) - Danh pháp = Số + tên nhánh + tên MCC+an + số + dien - Phân loại : +) Ankadien liền kề : +) Ankadien liên hợp : Nối đôi xen kẽ nối đơn ( Quan trọng hơn cả ) +) Ankadien không liên hợp II. CẤU TRÚC PHÂN TỬ CỦA BUTADIEN - C đều lai hóa sp 2 , tạo góc 120 0 - Cả 10 nguyên tử cùng nằm trên một m/f Lữ Bảo Khánh 3 - 4 AO p vuông góc với m/f phân tử xen phủ liên tiếp với nhau tạo thành hệ lk π liên hợp III. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA BUTADIEN VÀ ISOPREN 1. Phản ứng cộng : a) Cộng H 2 ( Ni,t 0 ) : Tương tự anken , tạo sản phẩm no là ankan b) Cộng halogen , axit Ví dụ 1: CH 2 =CH-CH-=CH 2 + Br-Br → Ví dụ 2: CH 2 =CH-CH-=CH 2 + H-Br → Nx: - ở nhiệt độ thấp ưu tiên hướng 1,2 - ở nhiệt độ cao , ưu tiên hướng 1,4 - Nếu dư X 2 , HX thì chúng có thể cộng vào cả hai lk đôi 2. Phản ứng trùng hợp nCH 2 =CH-CH=CH 2 0 ,t xt → (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -) n Polibutadien ( cao su buna) CH 2 =C(CH 3 )-CH=CH 2 0 ,t xt → (-CH 2 -C(CH 3 )=CH-CH 2 -) n Isopren Poliisopren 3. Phản ứng oxi hóa : Tương tự như anken IV. ĐIỀU CHẾ BUTADIEN VÀ ISOPREN - Từ ankan tương ứng: Tách H 2 +)CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3 0 ,t xt → CH 2 =CH-CH=CH 2 + 2H 2 +)CH 3 -CH(CH 3 )-CH 2 -CH 3 0 ,t xt → CH 2 =C(CH 3 )-CH=CH 2 + 2H 2 - Từ etanol : 2C 2 H 5 OH 0 ,t xt → C 4 H 6 + H 2 + 2H 2 O V. ỨNG DỤNG : sgk C. Ankin I. ĐỒNG ĐẲNG, ĐỒNG PHÂN, DANH PHÁP, TÍNH CHẤT VẬT LÍ, CẤU TRÚC 1. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp C 2 H 2 , CH≡CH , etin ( axetilen ) C 3 H 4 , CH≡C-CH 3 , propin ( metylaxetilen ) C 4 H 6 , CH≡C-CH 2 -CH 3 CH 3 -C≡C-CH 3 => CTTQ của ankin C n H 2n-2 ( n≥ 2 ) - Khái niệm : Ankin là hợp chất hidrocacbon không no, mạch hở, phân tử có chứa 1 liên kết 3, có công thức chung C n H 2n-2 ( n ≥ 2 ) - Đồng phân : Từ C 4 ↑ xuất hiện đồng phân ankin và vị trí lk ba , C 5 ↑ xuất hiện thêm đồng phân mạch C - Danh pháp : Tên thay thế : (IUPAC) Lữ Bảo Khánh 4 Tên anken = STT + tên nhánh+ tên mạch chính + số chỉ vị trí LK đôi + “IN” 2. Tính chất vật lí (SGK) 3. Cấu trúc phân tử C liên kết 3 lai hóa sp, định hướng đường thẳng H-C≡C-H , góc HCC=180 0 Trong lk 3 gồm 1δ và 2 π ( kém bền ) II. TÍNH CHẤT HÓA HỌC R-C≡C-R’ p. giai ®o¹n 1 → R-C=C-R’ p. giai ®o¹n 2 → R-C-C-R’ 1. Phản ứng cộng a) Cộng H 2 CH≡CH + H 2 0 ,Ni t → CH 2 =CH 2 (eten) gđ1 CH 2 =CH 2 +H 2 0 ,Ni t → CH 3 CH 3 ( etan ) gđ 2 NX : Muốn dừng lại ở gđ 1 thì dùng xúc tác Pd/PbCO 3 b) Cộng brom : Tương tự anken , ankin làm mất màu dd nước brom, pư xảy ra qua hai giai đoạn . Muốn dừng ở gđ 1 thì tiến hành ở nhiệt độ thấp Ví dụ : c) Cộng HCl CH≡CH + HCl 2 0 150 200 HgCl C− → CH 2 =CH-Cl ( vinyl clorua ) CH 2 =CHCl + HCl → CH 3 -CHCl 2 (1,2-đicloetan ) d) Cộng nước ( hidrat hóa) CH≡CH + H-OH 4 2 4 0 , 80 HgSO H SO C → CH 3 -CHO NX: Ankin cộng H 2 O , HX cũng tuân theo quy tắc cộng Mac cốp nhi cốp e) Phản ứng đime hóa và trime hóa 2CH≡CH 0 ,t xt → CH≡C-CH=CH 2 ( vinylaxetilen ) 3C 2 H 2 0 ,t xt → C 6 H 6 ( benzen ) 2. Phản ứng thế bằng ion kim loại Ví dụ : H-C≡C-H + 2[Ag(NH 3 ) 2 ]OH→AgC≡CAg↓ + 2H 2 O + 4NH 3 Ht:↓vàng nhạt , sau chuyển sang màu xám => Phản ứng này dùng để nhận biết ankin có liên kết 3 đầu mạch H-C≡C-R 3. Phản ứng oxi hóa - Cháy hoàn toàn tạo CO 2 , H 2 O , Q Lữ Bảo Khánh 5 C n H 2n-2 + 3 1 2 n − O 2 →nCO 2 + (n-1)H 2 O NX: n ( H 2 O) < n (CO 2 ) Sô mol CO 2 -số mol H 2 O = số mol ankin - Giống anken , ankin làm mất màu dd KMnO 4 , pư tạo hổn hợp sp phức tạp III. ĐIỀU CHẾ VÀ ỨNG DỤNG 1.Điều chế - Từ metan ( pp CN hiện nay) 2CH 4 0 1500 C → C 2 H 2 + 3H 2 - Từ canxicacbua ( CaC 2 ) : CaC 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + C 2 H 2 ↑ ( CaO + 3C lß ®iÖn → CaC 2 + CO ) Axetilen được đ/c từ đất đèn thường có lẫn tạp chât là NH 3 , H 2 S, PH 3 , nên có mùi 2. Ứng dụng - Khí axetilen dùng trong đèn xì axetilen -oxi ( t 0 = 3000 0 C ) - Axetilen và ankin khác dùng làm nguyên liệu tổng hợp các hóa chất cơ bản khác: Vinylclorua , vinylaxetat, benzen, andehit axetic , Lữ Bảo Khánh 6