محتويات
ماهو الشكل الهندسي للألكاين
ماهو الشكل الهندسي للألكاين: تتميز الألكاينات بالشكل الخطي، مع زاوية رابطة بدرجة 180 درجة مئوية. حيث تتخذ الألكاينات شكلاً قضيبياً بسبب هذه الزاوية للرابطة.
ويعود ذلك نتيجة للتهجين sp الذي ينطوي على تداخل جانبي للمدارات. وبسبب العدد الأكبر من الروابط التي تربط ذرتي الكربون معاً، يكون طول الرابطة الثلاثية C–C في الأستيلين 121 بيكومتر، وهو أقل من الألكينات التي يبلغ طول الرابطة فيها 134 بيكومتر، والألكانات 153 بيكومتر.
من ناحية أخرى، تُعتبر الألكاينات الحلقية من المركبات نادرة الوجود. كما أن الألكاينات لديها خصائص فيزيائية مماثلة لخواص الألكانات والألكينات الموافقة لها، حيث في مقارنة بين الألكانات والالكينات والالكاينات، نجد أنها تكون غير قابلة للذوبان في الماء والمذيبات القطبية لأنها مركبات غير قطبية ذات كثافة أقل من الماء مثل الألكانات والألكينات. ولكن تذوب جيداً في المذيبات العضوية غير القطبية.
وفي درجة الحرارة العادية، توجد الألكاينات ذات الوزن الجزيئي الأقل مثل الإيثاين والبروباين على شكل غازات، في حين توجد الألكاينات ذات الوزن الجزيئي الأعلى مثل 1-أوكتين و1-ديسين كسوائل. [1]
ما هو ابسط الكاين
ما هو ابسط الكاين: الأسيتايلين، ويُسمى أيضاً بالإيثاين.
الصيغة الجزيئية للإيثاين هي C2H2، وكل ذرة كربون في الأسيتايلين تخضع لتهجين من نوع sp.
كل ذرة كربون تملك مدارين مهجنين من نوع sp واثنين من المدارات 2p غير المهجنة. حيث تتشكل رابطة سيجما (σ) بين ذرتي الكربون من خلال تداخل محوري المدارات المهجّنة sp لكلتا ذرتي الكربون. كما يتداخل المدار المهجن sp المتبقي لكل ذرة كربون مع المدار ls لذرة الهيدروجين على طول محور النوى لتشكيل رابطتي سيجما (σ).
لكل ذرة كربون مداران 2p غير مهجّنين وهما عموديان على بعضهما البعض، وكذلك على مستوى رابطة C-C، بالإضافة إلى أن مدارات 2p لذرة كربون واحدة تكون موازية لمدارات 2p لذرة الكربون الأخرى، والتي تخضع لتداخل جانبي لتشكيل رابطتي باي (π).
بالتالي، تتكون الرابطة C≡C الثلاثية من رابطة سيجما (σ) واحدة ورابطتي (π)، كما أن جميع الألكاينات، عدا الأسيتايلين، ليس لها رائحة. حيث أن الأسيتيلين له رائحة مميزة.
ويستخدم الأسيتايلين على نطاق واسع في لهب الأكسجين والأسيتايلين لقطع ولحام المعادن، حيث يمكن لهذا اللهب أن يولد درجات حرارة تصل إلى 3073 كلفن. [2]
الصيغة العامة للالكين
الصيغة العامة للالكين: CnH2n.
حيث أنه بمجرد معرفة عدد ذرات الكربون في الألكين، يمكن بسهولة معرفة عدد ذرات الهيدروجين، وذلك بمضاعفة عدد ذرات الكربون في الصيغة.
تشكل الألكينات سلسلة متجانسة، وتتميز برابطتها الثنائية C=C. وتُعرف الألكينات أيضاً باسم الأوليفينات، وهي هيدروكربونات غير مشبعة. حيث أنه الهيدروكربونات هي جزيئات عضوية تحتوي فقط على ذرات الكربون والهيدروجين. والمصطلح “غير مشبع” يعني أنها تحتوي على رابطة ثنائية واحدة على الأقل بين ذرتي الكربون (C=C)؛ التي تجعل الألكينات أكثر تفاعلاً من الألكانات.
تُستخدم الألكينات لصنع البوليمرات مثل البوليسترين وPVC، ويمكن أيضاً العثور عليها في منتجات مثل مضاد التجمد والدهانات.
تتشابه الألكينات في بعض الخصائص مع الألكانات؛ فهي متشابهة في الكتلة، وتحتوي فقط على روابط غير قطبية. لذلك، القوى الوحيدة الموجودة بين الجزيئات هي قوى فان دير فالس. بالإضافة إلى كونها غير قابلة للذوبان في الماء، وذلك نظراً لأنها تحتوي على روابط غير قطبية فقط، ونتيجة لذلك فإنها لا تستطيع الارتباط بجزيئات الماء القطبية. لكنّها قابلة للذوبان في مذيبات عضوية أخرى.
كما تتميز الألكينات بنقاط انصهار وغليان منخفضة نسبياً، والسبب وراء ذلك هو أن قوى “فان دير فالس” الضعيفة بين الجزيئات لا تحتاج إلى الكثير من الطاقة كي تتحطم. [3]
أسماء الألكينات
أسماء الألكينات: الألكينات العشر الأولى هي:
- الإيثين.
- البروبين.
- البوتين.
- البنتين.
- الهكسين.
- الهيبتين.
- الأوكتين.
- النونين.
- الديكين.
- الأوندكين.
وجميعها يحمل اللاحقة -ene، وتعني أنها تملك رابطة مزدوجة واحدة، كما أن البادئات تعكس طول سلاسل الكربون.
وتتم تسمية وفق عدة خطوات، حيث أنه في الخطوة الأولى في تسمية الهيدروكربونات يتم تحديد أطول سلسلة مستمرة من ذرات الكربون في الجزيء، أو السلسلة الأم، فعدد ذرات الكربون في السلسلة الأم يحدد أساس اسم الجزيء.
بعض الألكينات تكون هيدروكربونات ذات سلسلة مستقيمة، وهي عبارة عن سلسلة واحدة من ذرات الكربون، بدون حلقات وبدون فروع وهي الأسهل في التسمية. والهيدروكربونات ذات السلسلة المتفرعة هي التي لديها فرع واحد أو أكثر، أو سلسلة جانبية، تمتد من السلسلة الأم. إذا كان هناك سلسلتان أم بنفس الطول، يتم اختيار السلسلة التي تحتوي على عدد أكبر من المجموعات الوظيفية.
ويتم اختيار البادئة بحسب عدد ذرات الكربون في السلسلة الأساسية وفق مايلي:
- ذرتين كربون تأخذ البادئة (إيث-).
- 3 ذرات كربون تأخذ البادئة (بروب-).
- 4 ذرات كربون تأخذ البادئة (بوت-).
- 5 ذرات كربون تأخذ البادئة (بنت-).
- 6 ذرات كربون تأخذ البادئة (هكس-).
- 7 ذرات كربون تأخذ البادئة (هبت-).
- 8 ذرات كربون تأخذ البادئة (أوكت-).
- 9 ذرات كربون تأخذ البادئة (نون-).
- 10 ذرات كربون تأخذ البادئة (ديك-).
- 11 ذرة كربون تأخذ البادئة (أونديك-).
الخطوة الثانية هي ترقيم ذرات الكربون في السلسلة الأم، وتحديد ذرات الكربون المرتبطة بكل مجموعة وظيفية. ويجب البدء الترقيم من الجانب الذي يؤدي إلى ارتباط المجموعات الوظيفية بالأرقام الأدنى. كما يتم تحديد موقع الرابطة المزدوجة باستخدام رقم أول ذرة كربون في الألكين.
وبمجرد تحديد السلسلة الأم، الخطوة التالية هي تحديد المجموعات الوظيفية، ويشمل ذلك تحديد موقع الرابطة المزدوجة، أو الروابط في كل من الألكينات ذات السلسلة المستقيمة والسلاسل المتفرعة، بالإضافة إلى الفروع الصغيرة النابعة من السلسلة الأم. الفرع الحاوي على ذرة كربون واحدة يسمى ميثيل، والحاوي على ذرتين كربون يسمى إيثيل وهكذا. حيث تسمى هذه المجموعات بالألكيل. [4]
استخدامات الألكينات
استخدامات الألكينات: إن للألكينات استخدامات عديدة مهمة مثل:
- تُستخدم الألكينات كوحدات أساسية لاصطناع المركبات العضوية المعقدة.
- تُستخدم في صناعة البولي إيثايلين الذي يُستخدم في صناعة أنابيب البولي إيثايلين والدلاء والألعاب.
- يمكن استخدام أكسيد الإيثايلين الذي يتم الحصول عليه من الإيثايلين كمادة سيلوسولف.
- يُستخدم جلايكول الإيثايلين الناتج من الإيثين كعامل مانع للتجمد في رادياتيرات السيارات.
- يتم استخدام الإيثين للنضوج الصناعي للفاكهة وكمادة مخدرة.
- يُعتبر الإيثين مادة بدائية لتحضير الإيثانول، الذي يُستخدم كمذيب ويدخل في تركيب مواد التنظيف.
- يُستخدم الأوكسي إيثايلين المشتق من الإيثايلين في إنتاج غاز الخردل والكحول، وكذلك في لهبه المُستخدم لقطع ولحام المعادن. [5]
الصيغة العامة للألكانات
الصيغة العامة للألكانات: الصيغة العامة للألكان هي CnH2n+2.
حيث أن الحرف n هو عدد صحيح يُعبّر عن عدد ذرات الكربون الموجودة في المركب.
إن الألكان هو هيدروكربون مشبع يتكون من ذرات الكربون والهيدروجين المرتبطة بروابط تساهمية، أي هو مركب عضوي يتكون من ذرة كربون مرتبطة بروابط أحادية. تحتوي هذه الفئة من الجزيئات العضوية على العدد الأقصى من ذرات الهيدروجين التي يمكن أن يرتبط بها الكربون، مما يجعلها هيدروكربونات مشبعة، وأبسط ألكان هو الألكان المكون من كربون واحد مرتبط بأربعة ذرات هيدروجين، وهو الميثان.
تُستخدم الألكانات كمواد خام في إنتاج العديد من مشتقات الوقود، حيث أنه معظم مشتقات الوقود بما في ذلك البنزين. كما أن المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي هي الميثان والإيثان وهي من الألكانات. [6]
