ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 17
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 17. Алкадиены

Как расположение двух двойных связей влияет на свойства?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как расположение двух двойных связей влияет на свойства?

Исследуем вместе

Две π-связи и сопряжение

Переключай состояния и сравнивай схему с объяснением. Модель показывает, что меняется и почему.

Учебная модель: размеры, цвета и проекции условны. Линии обозначают связи, а подписи CH₃ и CH₂ — группы атомов. Реакционные схемы показывают итог превращения, а не траектории отдельных атомов.

01

Две связи C=C

Ациклические углеводороды с двумя двойными связями называют алкадиенами. Их общая формула CₙH₂ₙ₋₂: по сравнению с алканом из состава удалены четыре атома H.

Положение обеих двойных связей обязательно указывают в названии. Формула CₙH₂ₙ₋₂ не уникальна для диенов: такой же состав имеют ациклические алкины с одной тройной связью.

Бутадиен-1,3

CH₂=CH—CH=CH₂

Пентадиен-1,4

CH₂=CH—CH₂—CH=CH₂

Диен содержит две двойные связи. Молекулярная формула сама по себе не отличает диен от алкина.

02

Сопряжение

В сопряжённом диене двойные связи разделены одной одинарной. p-Орбитали четырёх соседних C могут участвовать в общей системе перекрывания, поэтому свойства не сводятся к двум совершенно независимым алкеновым фрагментам.

Если двойные связи разделены двумя или более одинарными, их называют изолированными. При двух двойных связях у одного C система кумулированная.

Признак / примерОбъяснение
C=C—C=CСопряжённые
C=C—C—C=CИзолированные
C=C=CКумулированные

Сопряжённые связи чередуются через одну одинарную. Такое расположение позволяет взаимодействовать соседним π-системам.

Молекула этена C₂H₄

Окружение двух атомов углерода плоское; на каждом C по два H. Кратность связи разобрана в схеме урока.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Молекула ацетилена C₂H₂

Линейное расположение H—C≡C—H соответствует sp-модели углеродов тройной связи.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Присоединение

К бутадиену-1,3 одна молекула Br₂ может присоединиться по схеме 1,2 или 1,4. Во втором случае Br оказываются у крайних C, а двойная связь остаётся между средними атомами.

При полном присоединении двух молекул Br₂ двойных связей не остаётся. Состав смеси при неполном присоединении зависит от условий, поэтому нельзя объявлять один вариант единственным для всех случаев.

1,2-присоединение

CH₂Br—CHBr—CH=CH₂

1,4-присоединение

CH₂Br—CH=CH—CH₂Br

Полное присоединение

C₄H₆ + 2Br₂ → C₄H₆Br₄

Сопряжённый диен допускает несколько направлений присоединения. Количество реагента влияет на степень насыщения.

04

Каучук и резина

При 1,4-полимеризации бутадиена образуется цепь со звеном —CH₂—CH=CH—CH₂—. В звене остаётся двойная связь; гибкие длинные цепи могут менять форму.

Натуральный каучук в основном представляет собой цис-1,4-полиизопрен. При вулканизации между цепями образуются поперечные связи, благодаря которым материал после деформации лучше восстанавливает форму. Звено —CH₂—CH=CH—CH₂— содержит C₄H₆, как исходный бутадиен. Однако двойная связь теперь находится внутри звена, а крайние CH₂ связаны с соседними звеньями. Для 1,4-полимеризации нельзя просто оставить обе исходные C=C неизменными.

Мономер

Бутадиен-1,3

Цепь

[—CH₂—CH=CH—CH₂—]ₙ

Сшивание

Связи между макромолекулами

Полимеризация диена может сохранять C=C в звене. Поперечные связи меняют механические свойства каучука.

Соберём главное

Шесть выводов

01Диен содержит две двойные связи. Молекулярная формула сама по себе не отличает диен от алкина.
02Сопряжённые связи чередуются через одну одинарную. Такое расположение позволяет взаимодействовать соседним π-системам.
03Сопряжённый диен допускает несколько направлений присоединения. Количество реагента влияет на степень насыщения.
04Полимеризация диена может сохранять C=C в звене. Поперечные связи меняют механические свойства каучука.
05Полимер и мономер различаются длиной и строением частиц. Формулу звена получают по механизму соединения молекул.
06Резина является материалом на основе сшитого каучука. Её свойства зависят также от добавок и степени сшивания.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Сопряжённая система имеет вид…
2. Общая формула ациклических диенов…
3. Полное присоединение Br₂ к 1 моль бутадиена требует…
4. В звене 1,4-полибутадиена остаётся…
5. Вулканизация создаёт…
6. Изопрен имеет формулу…
7. В 1,4-продукте присоединения Br₂ к бутадиену C=C находится…
8. В натуральном каучуке преобладают звенья…
9. Латекс гевеи является…
10. Диен и алкин могут иметь одинаковую…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 17. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 17. Алкадиены.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов
↑

Загрузка прогресса…