Алкены превосходят алканы в реакционной способности: основные причины (6 видео)

Алкены — это класс углеводородов, состоящих из углеродных атомов и двойных связей между ними. Они считаются более реакционноспособными, чем алканы, которые содержат только одинарные связи. Почему так происходит?

Первой причиной возросшей реакционноспособности алкенов является наличие двойной связи. Нарушение симметрии в строении алкена приводит к образованию двух различных типов атомов углерода — один из них обладает высокой электроотрицательностью, другой — низкой. Эта разница в электроотрицательности создает полярность, что делает алкены гораздо более реагирующими по сравнению с алканами.

Еще одной причиной является возможность образования новых связей. В отличие от алканов, где у каждого атома углерода есть по два свободных места, алкены имеют одно свободное место на каждый атом углерода в двойной связи. Это означает, что алкены могут образовывать дополнительные связи с другими веществами, расширяя свои возможности для химических реакций.

Также стоит отметить, что атака электрофилов на алкены более вероятна из-за электронной дефицитности в двойной связи. Это означает, что алкены легче вступают в реакции с другими веществами, способствуя образованию новых соединений. Эта особенность делает алкены важными межпродуктами во многих органических реакциях и позволяет использовать их в синтезе огромного разнообразия веществ, включая пластик, лекарственные препараты и многое другое.

Содержание

Реакционная способность алкенов и алканов: основные причины
Почему алкены более реакционноспособны?
Двойная связь
Электронная структура: основная причина реакционной способности алкенов
Основные причины реакционной способности алканов
Отсутствие двойной связи
Почему алкены более реакционноспособны: устойчивая электронная структура
Насыщенность углеводорода
🎥 Видео

Видео:В ЧЕМ РАЗНИЦА — Алкены и Алкины // Органическая Химия 9 классСкачать

Реакционная способность алкенов и алканов: основные причины

1. Двойная связь

Двойная связь в алкенах, состоящая из одной сигмы и одной пи-связей, является менее стабильной, чем одиночная сигма-связь в алканах. Это связано с тем, что пи-связь имеет большую энергию и больше подвержена реакционности. Ее наличие делает алкены более склонными к реакциям.

2. Электронная структура

У алкена есть возможность делить электроны между атомами, образуя области повышенной электронной плотности вблизи двойной связи. Эта повышенная электронная плотность делает алкены более подверженными электрофильным атакам, то есть реакциям с электрофильными реагентами. Алканы, где электроны не делятся, не обладают такой повышенной электронной плотностью и, следовательно, менее реакционноспособны.

Таким образом, наличие двойной связи и измененная электронная структура делают алкены более реакционноспособными по сравнению с алканами. Эти факторы обусловливают возможность проведения многочисленных реакций с участием алкенов и их использования в синтезе различных органических соединений.

Видео:ЭТО ПОМОЖЕТ разобраться в Органической Химии — Алкены, Урок ХимииСкачать

Почему алкены более реакционноспособны?

Двойная связь в алкенах обладает высокой энергией, что делает ее легко доступной для взаимодействия с другими молекулами. Эта энергия связи между атомами углерода в двойной связи ниже, чем энергия связи в одиночной связи, что позволяет легко происходить различным реакциям.

Кроме того, электронная структура алкенов также влияет на их реакционную способность. Двойная связь в алкенах обладает пи-электронами, которые могут быть легко атакованы или участвовать в различных реакциях. Это делает алкены более реакционноспособными и позволяет им участвовать во множестве химических превращений.

Основную реакционную способность алканов можно объяснить их структурой и насыщенностью. Алканы, не имея двойных связей, обладают более устойчивой электронной структурой и менее склонны к реакциям с другими веществами. Насыщенность углеводорода в алканах делает их более стабильными и менее подверженными химическим превращениям.

Алкены	Алканы
Содержат двойную связь	Содержат только одинарную связь
Высокая энергия двойной связи	Низкая энергия одиночной связи
Электронная структура с пи-электронами	Электронная структура без пи-электронов
Повышенная реакционная способность	Менее реакционноспособныe

Двойная связь

Сигма-связь представляет собой простую ковалентную связь, которая образуется из-за перекрытия s- и p-орбиталей углеродных атомов. Пи-связь образуется из-за перекрытия п-орбиталей, которые находятся над и под плоскостью молекулы. Пи-связь является слабее и более легко разрывается по сравнению со сигма-связью.

Двойная связь делает алкены более реакционноспособными, так как она создает углеродные атомы с высокой степенью неудовлетворенности электронами. Это подвергает алкены атаке электрофилов, которые стремятся заполнить этот электронный дефицит. Электрофилы могут быть как негативно, так и положительно заряженными частицами.

Реакции алкенов с электрофилами могут включать добавление электрофильных агентов к двойной связи, образование новых связей и изменение конфигурации молекулы. Двойная связь алкенов также может быть разрушена путем добавления гидрогена, озонирования или окисления.

Таким образом, наличие двойной связи делает алкены более реакционноспособными и уникальными по сравнению с алканами, что открывает широкий спектр возможностей для проведения различных органических реакций.

Электронная структура: основная причина реакционной способности алкенов

Двойная связь между углеродными атомами состоит из одной сигма-связи и одной пи-связи. Пи-связь, в отличие от сигма-связи, имеет слабее перекрытие орбиталей, что делает ее более подвижной и легче разрывается.

Электрофильные реагенты, такие как кислород, быстро атакуют пи-электроны алкена, образуя новую связь и обеспечивая возможность проведения разнообразных химических реакций. Это может быть аддиционная реакция, при которой происходит образование новой связи с обоими углеродными атомами двойной связи, или протекание других химических превращений.

Однако стоит отметить, что наличие двойной связи делает алкены более непредсказуемыми и подверженными реакциям, что может привести к необходимости более тщательного контроля процессов и усложнению синтеза соединений.

Таким образом, электронная структура алкенов является ключевым фактором, определяющим их повышенную реакционную способность и широкий спектр химических превращений, что делает их важными объектами в органической химии.

Видео:ВСЕ ПРО АЛКАНЫ за 8 минут: Химические Свойства и ПолучениеСкачать

Основные причины реакционной способности алканов

1. Отсутствие двойной связи	2. Устойчивая электронная структура	3. Насыщенность углеводорода
Алканы состоят только из одиночных химических связей между углеродными атомами. Отсутствие двойной связи означает, что алканы не могут преобразовываться в более сложные структуры путем добавления атомов или групп.	Устойчивая электронная структура алканов не позволяет им вступать в реакции с другими веществами. Углеродные атомы алканов обладают полной заполненной внешней электронной оболочкой, что делает их химически инертными.	Алканы считаются «насыщенными» углеводородами, что означает, что у них максимальное количество водородных атомов на каждый углеродный атом. Это также ограничивает возможности алканов во взаимодействии с другими веществами и вступлении в химические реакции.

В целом, реакционная способность алканов значительно ограничена из-за их простой химической структуры и насыщенности. В отличие от алкенов, которые обладают двойной связью и более активными электронами, алканы не могут претендовать на такое разнообразие реакций и возможности для химического взаимодействия.

Отсутствие двойной связи

Отсутствие двойной связи делает алканы более стабильными и устойчивыми в сравнении с алкенами. Это связано с тем, что двойная связь создает дополнительное напряжение в молекуле, которое может быть разрушено при реакции. В алканах отсутствие двойной связи обеспечивает более низкую энергию активации для реакций.

Без двойной связи молекулы алканов обладают более компактной структурой, что делает их менее подверженными воздействию реактивных веществ. Они обладают более высокой устойчивостью к окислению, что делает их менее склонными к горению или окислительным реакциям.

Свойства	Алкены	Алканы
Наличие двойной связи	Есть	Отсутствует
Степень насыщенности	Не насыщенные	Насыщенные
Реакционная способность	Более реакционноспособные	Менее реакционноспособные

Из-за отсутствия двойной связи в алканах их реакционная способность ограничена. Однако, алканы также могут участвовать в реакциях, таких как замещение атомов водорода атомами других элементов или образование радикалов при испарении и горении.

Таким образом, отсутствие двойной связи является одним из основных факторов, определяющих реакционную способность алканов и их различие с алкенами. Это делает алканы менее химически активными, но более стабильными и устойчивыми соединениями.

Почему алкены более реакционноспособны: устойчивая электронная структура

Двойная связь в алкенах обеспечивает наличие пи-электронной системы, состоящей из ацетиленовых электронов. Эта система позволяет молекуле алкена обладать конъюгацией, что влияет на различные реакции, включая электрофильные и радикальные реакции.

Конъюгация между пи-электронной системой алкена и соседними атомами проводимости также увеличивает стабильность этой электронной системы, что делает алкены более реакционноспособными. Данная устойчивость конъюгированных систем электронов в алкенах способствует возникновению различных реакций, таких как аддиционные реакции, окислительные реакции и образование интермолекулярного водорода.

В целом, устойчивая электронная структура алкенов, обусловленная наличием двойной связи и пи-электронной системы, является одной из основных причин их повышенной реакционной способности по сравнению с алканами.

Алкены	Алканы
Наличие двойной связи	Отсутствие двойной связи
Устойчивая электронная структура	Устойчивая электронная структура
Конъюгация и возможность различных реакций	Отсутствие конъюгации и ограниченная реакционная способность

Насыщенность углеводорода

Насыщенность углеводородов играет важную роль в их реакционной способности. Поскольку все связи в молекуле алкана заняты только углеродом и водородом, они обладают максимально возможным количеством водородных атомов. Это делает их устойчивыми и менее реакционноспособными.

В то же время, алкены являются ненасыщенными углеводородами, так как содержат двойную связь между атомами углерода. Эта двойная связь позволяет алкенам образовывать новые химические связи и участвовать в различных реакциях.

В результате, алкены обладают большей реакционной способностью по сравнению с алканами. Они могут быть подвержены различным химическим реакциям, таким как аддиция, окисление, гидролиз и многие другие.

Примеры реакций алкенов:

Аддиция: при наличии двойной связи, алкены могут добавить различные группы к молекуле, например водород, галогены, галогениды и т.д.
Окисление: алкены могут быть окислены с помощью кислорода или окислителей, образуя функциональные группы, такие как алканоны или карбоновые кислоты.
Гидролиз: двойная связь алкена может быть разрушена с помощью воды, образуя алканы и спирты.

Таким образом, насыщенность углеводорода является одной из основных причин более высокой реакционной способности алкенов по сравнению с алканами.