Trong lĩnh vực hóa học hữu cơ, Anken là một khái niệm cực kỳ quan trọng. Qua việc hiểu rõ về tính chất vật lý và tính chất hóa học của nó, bạn sẽ có nền tảng vững chắc để khám phá thế giới hóa học hữu cơ một cách dễ dàng. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về Anken là gì, cấu tạo hóa học và phản ứng đặc trưng của nó thông qua bài viết này.
Anken là gì? Cấu tạo hóa học của Anken
Trước tiên, hãy tìm hiểu về Anken là gì và cấu tạo hóa học của nó.
Anken là gì?
Anken, hay còn được gọi là olefin/vinyl, là một loại hidrocacbon không no thuộc lĩnh vực hóa học hữu cơ. Trong phân tử của Anken, chúng ta có hai nguyên tố H và O.
Cấu tạo hóa học của Anken
Về mặt cấu tạo, Anken có những đặc điểm riêng so với các hidrocacbon không no khác. Trong phân tử của Anken, chúng ta có các liên kết đơn, một liên kết đôi C=C và là dạng mạch hở.
Công thức chung: CnH2n (n ≥ 2)
Công thức Anken đơn giản nhất là etilen (CH2 = CH2).
Danh pháp của Anken
Mỗi loại Anken có cấu tạo hóa học và tên gọi khác nhau. Dưới đây là một số cách để đọc tên của các Anken:
-
Tên thông thường = Tên Ankan – đổi đuôi “an” thành “ilen”. Ví dụ: Etilen (CH2 = CH2) là một ví dụ.
-
Tên thay thế = số chỉ vị trí nhánh – tên nhánh – tên mạch chính – số chỉ vị trí liên kết đôi – en.
*Lưu ý: Chọn mạch chính là mạch C dài nhất có chứa liên kết đôi. Đánh số các mạch chính từ vị trí gần liên kết đôi nhất. Ví dụ: Eten (CH2 = CH2) và But-2-en (CH3 – CH = CH – CH3) là các ví dụ.
Đồng phân
Anken có nhiều loại đồng phân, bao gồm:
-
Đồng phân xicloankan (n≥3)
-
Đồng phân vị trí liên kết đôi (n≥4)
-
Đồng phân mạch Carbon chính
-
Đồng phân hình học gồm đồng phân cis và đồng phân trans. Đồng phân cis có mạch C chính cùng một phía của mặt phẳng chứa liên kết pi, trong khi đồng phân trans có mạch C chính ở phía khác của mặt phẳng chứa liên kết pi.
Các tính chất hóa học của Anken
Liên kết π trong liên kết đôi của Anken kém bền, do đó trong các phản ứng, nó thường bị đứt để tạo liên kết σ với các nguyên tử khác, gây ra những phản ứng hóa học đặc trưng của Anken, bao gồm: phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp, phản ứng oxi hóa và phản ứng thế Clo.
Phản ứng cộng
Phản ứng cộng là phản ứng đặc trưng nhất của Anken. Trong phản ứng này, phân tử hợp chất hữu cơ kết hợp với phân tử khác để tạo ra hợp chất mới. Có nhiều loại phản ứng cộng, bao gồm: cộng hidro, cộng brom, cộng dung dịch halogen,…
*Cộng hidro
Phương trình tổng quát: CnH2n + H2 → CnH2n+2 (Ni, t0)
Đặc điểm của phản ứng cộng H2 vào Anken:
- Tỉ khối của hỗn hợp khí sau phản ứng luôn tăng (do số mol khí giảm trong khi khối lượng không đổi).
- Số mol khí giảm trong hỗn hợp sau phản ứng bằng số mol H2 đã tham gia phản ứng. Chú ý áp dụng nguyên tắc bảo toàn khối lượng, bảo toàn H, bảo toàn C.
*Cộng dung dịch Br2
Phản ứng: CnH2n + Br2 → CnH2nBr2
*Phản ứng cộng HX (H2O/H+, HCl, HBr,…)
Phản ứng: CnH2n + HX → CnH2n+1X
Chú ý: Phản ứng cộng HX vào Anken tạo ra một hỗn hợp 2 sản phẩm.
Sản phẩm chính của phản ứng cộng được xác định theo quy tắc cộng Markovnikov: Nguyên tử H sẽ gắn với nguyên tử cacbon ở liên kết đôi có nhiều H hơn, trong khi X sẽ gắn với Có ít H hơn.
Phản ứng trùng hợp
Phản ứng trùng hợp là quá trình liên tục cộng nhiều phân tử nhỏ cùng cấu trúc để tạo thành phân tử lớn gọi là polyme. Sơ đồ phản ứng trùng hợp: nA → (B)n (t0, xt, p)
Tên B = polime + tên monome (nếu tên monome gồm nhiều từ thì đặt trong ngoặc). Ví dụ: nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n (Polietylen hay PE), nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH(CH3)-)n (Polipropilen hay PP).
Phản ứng oxi hóa
*Oxi hóa hoàn toàn
Phản ứng tổng quát: CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O
Đặc điểm của phản ứng đốt cháy Anken: Số mol CO2 = số mol H2O.
*Oxi hóa không hoàn toàn
3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O → 3CnH2n(OH)2 + 2KOH + 2MnO2
Riêng CH2=CH2 có phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo CH3CHO.
CH2=CH2 + 1/2O2 → CH3CHO (PdCl2, CuCl2, t0)
Trong một số trường hợp, phản ứng oxi hóa không hoàn toàn có thể làm mất màu thuốc tím, đây cũng là một cách để nhận biết Anken.
Phản ứng thế Clo
Các phản ứng thế Clo vào Anken xảy ra trong điều kiện nhiệt độ cao (từ 450 – 550°C). Sản phẩm chính ưu tiên là thế vào H của C no gắn với C không no (vị trí allyl).
CH2=CH2 + Cl2 → CH2=CHCl + HCl
CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CH-CH2Cl + HCl
Phản ứng đặc trưng của Anken là gì?
Phản ứng cộng là phản ứng đặc trưng nhất của Anken. Bởi trong phân tử Anken có chứa liên kết đôi π, liên kết này kém bền hơn so với liên kết đơn σ. Ngoài ra, Anken còn có phản ứng trùng hợp và phản ứng oxi hóa.
Những đồng đẳng của Anken
Etilen (CH2 = CH2) và các chất tiếp theo có công thức phân tử C3H6, C4H8, C5H10,… có tính chất tương tự như etilen, tạo thành một chuỗi đồng đẳng có công thức phân tử chung là CnH2n (n > 2), được gọi là Anken hay Olefin.
Phương pháp điều chế Anken
Có nhiều cách để điều chế Anken trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp:
-
Trong phòng thí nghiệm, người ta thường tách Anken hoặc đồng phân và nước từ các hợp chất ancol bằng xúc tác và axit H2SO4 đặc ở nhiệt độ trên 170°C.
-
Trong công nghiệp, C2H2n có thể được thu thập từ nguồn khí khi chế biến dầu mỏ hoặc dùng các phương pháp tách từ hợp chất ankan hoặc ancol để tiết kiệm chi phí và tạo ra nhiều sản phẩm hơn.
Kết luận
Anken có tên nghe có vẻ xa lạ, nhưng chúng ta gặp nó hàng ngày thông qua Etilen – một chất rất phổ biến, được sử dụng trong việc sản xuất nhựa, giấm, axit hữu cơ và nhiều ứng dụng khác. Hy vọng rằng thông qua những chia sẻ này, bạn đã ít nhiều nắm được kiến thức cơ bản về Anken, cấu tạo hóa học của Anken và phản ứng đặc trưng của nó.
Đọc thêm:
- Hiện tượng thủy triều đỏ là gì? Nguyên nhân và tác hại của hiện tượng thủy triều đỏ
- Hiện tượng phản xạ ánh sáng là gì? Phân loại và định luật của hiện tượng phản xạ ánh sáng
- Lạm phát là gì? Hiện tượng lạm phát xảy ra khi nào? Nguyên nhân và cách kiểm soát tình trạng lạm phát
- Tiền tệ là gì? Tiền tệ xuất hiện khi nào? Bản chất, chức năng và lịch sử ra đời của tiền tệ
- Quầng mặt trời là gì? Hiện tượng vòng tròn quanh mặt trời có mang đến điềm xấu hay không?
Đọc thêm kiến thức tại Centaf để khám phá những bí mật thú vị khác!
