ორგანული ქიმიის შესწავლის განვითარებით, ნახშირწყალბადების დიდ ჯგუფს შორის გამოიყო ცალკე კლასი - "ალკინები". ამ ნაერთებს ჩვეულებრივ უწოდებენ უჯერი ნახშირწყალბადებს, რომლებიც შეიცავენ თავიანთ სტრუქტურაში ერთ ან მეტ სამმაგ (სხვა სახელები სამმაგი ნახშირბად-ნახშირბადის ან აცეტილენის) ბმას, რაც განასხვავებს მათ ალკენებისგან (ნაერთები ორმაგი ბმებით)..
სხვადასხვა წყაროში ასევე შეგიძლიათ იპოვოთ ალკინების რაციონალური საერთო სახელწოდება - აცეტილენური ნახშირწყალბადები და იგივე სახელი მათი "ნარჩენებისთვის" - აცეტილენის რადიკალები. ალკინები წარმოდგენილია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მათი სტრუქტურული ფორმულით და სხვადასხვა სახელებით.
| სტრუქტურული ფორმულები | ნომენკლატურა | |
| საერთაშორისო IUPAC | რაციონალური | |
| HC ≡ CH | ეთინი, აცეტილენი | აცეტილენი |
| H3C ‒ C ≡ CH | პროპინი | მეთილაცეტილენი |
| H3C ‒ CH2 ‒ C≡CH | ბუტინი-1 | ეთილაცეტილენი |
| H3C ‒ C≡C ‒CH3 | ბუტინი-2 | დიმეთილაცეტილენი |
| H3C ‒ CH2 ‒ CH2 ‒ C ≡ CH | პენტინი-1 | პროპილაცეტილენი |
| H3C ‒ CH2 ‒ C ≡ C - CH3 | პენტინი-2 | მეთილეთილაცეტილენი |
საერთაშორისო და რაციონალური ნომენკლატურა
ალკინები ქიმიაში, IUPAC-ის ნომენკლატურის მიხედვით (ტრანსლიტერაცია ინგლისურიდან. წმინდა და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო კავშირი), სახელებს ენიჭებათ "-an" სუფიქსის შეცვლა "-in"-ის სახელით. დაკავშირებული ალკანი, მაგალითად ეთანი → ეთინი (მაგალითი 1).
მაგრამ თქვენ ასევე შეგიძლიათ გამოიყენოთ რაციონალური სახელები, მაგალითად: ეთინი → აცეტილენი, პროპინი → მეთილაცეტილენი (მაგალითი 2), ანუ მიამაგრეთ სამმაგი ბმის მახლობლად მდებარე რადიკალის სახელი უფრო მცირე წარმომადგენლის სახელს. ჰომოლოგიური სერია.
უნდა გვახსოვდეს, რომ რთული ნივთიერებების დასახელების დადგენისას, სადაც არის ორმაგი და სამმაგი ბმები, ნუმერაცია უნდა იყოს ისეთი, რომ მათ მიიღონ უმცირესი რიცხვები. თუ არის არჩევანი ნუმერაციის დასაწყისს შორის, მაშინ ისინი იწყებენ ორმაგი ბმებით, მაგალითად: პენტენი-1, -4-ში (მაგალითი 3).
ამ წესის განსაკუთრებული შემთხვევაა ჯაჭვის ბოლოდან თანაბარი დაშორებული ორმაგი და სამმაგი ბმები, როგორიცაა, მაგალითად, ჰექსადიენ-1, 3, -5-ში მოლეკულაში (მაგალითი 4). აქ უნდა გვახსოვდეს, რომ ჯაჭვის ნუმერაცია დაიწყება ორმაგი კავშირით.
გრძელჯაჭვის ალკინებისთვის (С5-ზე მეტი6-ზე მეტი) რეკომენდებულია გამოყენებაIUPAC საერთაშორისო ნომენკლატურა.
მოლეკულის სტრუქტურა სამმაგი ბმის მქონე
აცეტილენის ნახშირწყალბადის მოლეკულის სტრუქტურის ყველაზე გავრცელებული მაგალითი წარმოდგენილია ეთინისთვის, რომლის აგებულება შეიძლება იხილოთ ალკინების ცხრილში. გასაგებად, ქვემოთ მოცემულია ნახშირბადის ატომების ურთიერთქმედების დეტალური ნახაზი აცეტილენის მოლეკულაში.
ალკინის ზოგადი ფორმულა არის C2H2. ამიტომ, სამმაგი ბმის შექმნის პროცესი ჩართულია 2 ნახშირბადის ატომები. ვინაიდან ორგანულ ნაერთებში ნახშირბადი ოთხვალენტიანია - ატომის აღგზნებული მდგომარეობა, გარე ორბიტალში არის 4 დაუწყვილებელი ელექტრონი - 2s და 2p3 (ნახ. 1a). ბმის შექმნის პროცესში s- და ერთი p-ორბიტალის ელექტრონული ღრუბლებისაგან წარმოიქმნება ჰიბრიდული ღრუბელი, რომელსაც ეწოდება sp-ჰიბრიდული ღრუბელი (ნახ. 1ბ). ნახშირბადის ორივე ატომში ჰიბრიდული ღრუბლები მტკიცედ არის ორიენტირებული ერთი ღერძის გასწვრივ, რაც იწვევს მათ წრფივ განლაგებას (180° კუთხით) ერთმანეთთან შედარებით პატარა ნაწილებით გარეთ (ნახ. 2). ღრუბლის უმეტეს ნაწილში ელექტრონები, როდესაც დაკავშირებულია, ქმნიან ელექტრონულ წყვილს და ქმნიან σ-ბმას (სიგმა ბმა, სურ. 1c).
დაწყვილებული ელექტრონი, რომელიც მდებარეობს მცირე ნაწილში, ერთსა და იმავე ელექტრონს ამაგრებს წყალბადის ატომს (ნახ. 2). ერთი ატომის გარე p-ორბიტალზე დარჩენილი 2 დაუწყვილებელი ელექტრონი ურთიერთქმედებს მეორე ატომის 2 სხვა მსგავს ელექტრონთან. ამ შემთხვევაში, ორი p-ორბიტალის თითოეული წყვილი გადაფარავს π-ბმა პრინციპის მიხედვით (pi-ბმა, სურ. 1d) და ხდება ორიენტირებული.მეორე 90° კუთხით. ყველა ურთიერთქმედების შემდეგ, ზოგადი ღრუბელი იღებს ცილინდრულ ფორმას (ნახ. 3).
ალკინების ფიზიკური თვისებები
აცეტილენის ნახშირწყალბადები ბუნებით ძალიან ჰგავს ალკანებსა და ალკენებს. ბუნებაში, ისინი პრაქტიკულად არ გვხვდება, გარდა ეთინისა, ამიტომ ისინი მიიღება ხელოვნურად. ქვედა ალკინები (C17-მდე) არის უფერო აირები და სითხეები. ეს არის დაბალპოლარული ნივთიერებები, რის შედეგადაც ისინი ცუდად იხსნება წყალში და სხვა პოლარულ გამხსნელებში. თუმცა, ისინი კარგად იხსნება მარტივ ორგანულ ნივთიერებებში, როგორიცაა ეთერი, ნაფტა ან ბენზოლი, და ეს უნარი უმჯობესდება გაზის შეკუმშვისას წნევის მატებასთან ერთად. ამ კლასის უმაღლესი წარმომადგენლები (C17 და ზემოთ) არიან კრისტალური ნივთიერებები.
წაიკითხეთ მეტი აცეტილენის თვისებების შესახებ
ვინაიდან აცეტილენი ყველაზე ხშირად გამოიყენება და ფართოდ გამოიყენება, ალკინის ფიზიკური თვისებები კარგად არის გასაგები. ეს არის უფერო გაზი აბსოლუტური ქიმიური სისუფთავით და უსუნო. ტექნიკურ ეთინს აქვს მკვეთრი სუნი ამიაკის NH3, წყალბადის სულფიდის H2S და წყალბადის ფტორიდის HF არსებობის გამო. ეს თხევადი ან აირისებრი გაზი ძალზე ფეთქებადია და ადვილად ანთებს თითებიდან სტატიკური გამონადენის დროსაც კი. ასევე, მისი ფიზიკური თვისებების გამო, ალკინი, შერეული ჟანგბადით, იძლევა წვის ტემპერატურას 3150 ° C, რაც შესაძლებელს ხდის აცეტილენის, როგორც კარგი წვადი აირის გამოყენებას ლითონების შედუღებისა და ჭრის დროს. აცეტილენი შხამიანია, ამიტომ ამ გაზთან მუშაობისას განსაკუთრებული სიფრთხილეა საჭირო.
აცეტილენი საუკეთესოდ იხსნება აცეტონში, განსაკუთრებით თხევად მდგომარეობაში, ამიტომ თხევად მდგომარეობაში შენახვისას გამოიყენება სპეციალური ცილინდრები, რომლებიც სავსეა ფოროვანი მასით თანაბრად განაწილებული აცეტონით 25 მპა-მდე წნევის ქვეშ.
ხოლო აირის მდგომარეობაში გამოყენებისას გაზი გამოიყოფა სპეციალური მილსადენებით, ხელმძღვანელობს მარეგულირებელი და ტექნიკური დოკუმენტაციით და GOST 5457-75 „აცეტილენის გახსნილი და აირისებური ტექნიკური. სპეციფიკაციები”, რომელიც აღწერს ალკინის ფორმულას და ყველა პროცედურას ზემოაღნიშნული აირისებრი და თხევადი ნახშირწყალბადების შემოწმებისა და შენახვისათვის.
აცეტილენის წარმოება
ერთ-ერთი მეთოდია მეთანის ნაწილობრივი თერმული დაჟანგვა CH4 ჟანგბადით 1500 °C ტემპერატურაზე. ამ პროცესს ასევე უწოდებენ თერმოჟანგვითი კრეკინგი. პრაქტიკულად მსგავსი პროცესი ხდება მეთანის დაჟანგვის დროს ელექტრულ რკალში 1500 ° C-ზე ზევით ტემპერატურაზე, განვითარებული აირების სწრაფი გაგრილებით, რადგან ალკინის ფიზიკური თვისებების გამო, აცეტილენმა ურეაქციო მეთანთან ნარევში შეიძლება გამოიწვიოს აფეთქება. ასევე, ამ პროდუქტის მიღება შესაძლებელია კალციუმის კარბიდის CaC2 და წყლის 2000 °C-ზე რეაგირებით..
აპლიკაცია
ჰომოლოგებს შორის, როგორც ზემოთ იყო აღწერილი, მხოლოდ აცეტილენმა მიიღო ფართომასშტაბიანი და მუდმივი გამოყენება და ისტორიულად განვითარდა, რომ რაციონალური სახელი გამოიყენება წარმოებაში.
ფიზიკური და ქიმიური გამოთვისებები და ამ ნახშირწყალბადის მიღების შედარებით იაფი მეთოდი გამოიყენება სხვადასხვა ორგანული გამხსნელების, სინთეზური რეზინისა და პოლიმერების წარმოებაში.
