Lý thuyết Anken

Lý thuyết Anken được Khoahoc biên soạn tổng hợp giúp bạn học ôn tập củng cố kiến thức thức, tự ôn luyện tại nhà.

I. Giới thiệu về Anken

Định nghĩa: Anken là hidrocabon không no, mạch hở, trong phân tử có chứa một liên kết đôi C=C.

Công thức phân tử: C_nH_2n (n≥2)

II. Đồng đẳng, đồng phân, danh pháp

1. Dãy đồng đẳng

Etilen CH₂ =CH ₂ và các chất tiếp theo có công thức phân tử C₃H₆, C₄H₈, C₅H₁₀ ... trong phân tử có một liên kết đôi C=C và có tính chất tương tự nhau lập thành dãy đồng đẳng của anken có công thức phân tử chung là C_nH_2n (n ≥ 2). 

2. Danh pháp

2.1. Tên thông thường

Thí dụ:

CH₂=CH₂ etilen; CH₂=CH–CH₃ Propilen

2.2. Tên thay thế

Gọi tên theo cách sau

• Chọn mạch chính là mạch C dài nhất có chứa lk đôi
• Đánh số C mạch chính từ phía gần liên kết đôi hơn .

Thí dụ:

CH₂=CH-CH₂-CH₃: But –1– en

CH₃-CH=CH-CH₃: But –2–en

CH₃ -CH=CH-CH(CH₃)-CH₃: 4-metylpent-2-en. 

3. Đồng phân

3.1. Đồng phân cấu tạo

Đồng phân vị trí liên kết đôi:

CH₂=CH-CH₂-CH₃ CH₃-CH=CH-CH₃

Đồng phân mạch cacbon:

3.2. đồng phân hình học:

Những anken mà mỗi nguyên tử cacbon ở vị trí liên kết đôi liên kết với hai nhóm nguyên tử khác nhau sẽ có sự phân bố trong không gian khác nhau.

⇒ Tạo ra đồng phân về vị trí không gian của các nhóm nguyên tử gọi là đồng phân hình học.

Thí dụ: But-2-en

III. Tính chất vật lý

Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi và khối lượng riêng tăng dần khi tăng số nguyên tử cacbon trong phân tử:

Các anken từ C₂H₄ đến C₄H₈ là chất khí, từ C₅H₁₀ trở đi là chất lỏng hoặc chất rắn.

Các anken đều nhẹ hơn nước và không tan trong nước.

IV. Tính chất hóa học

Liên kết đôi C=C gồm một liên kết σ và liên kết π . Liên kết π kém bền hơn liên kết σ nên dễ bị đứt ra khi tham gia phản ứng hóa học , gây nên tính chất hóa học đặc trưng của anken là dễ dàng tham gia phản ứng cộng tạo thành hợp chất no tương ứng. 

1. Phản ứng cộng hiđro

(Phản ứng hiđro hoá)

Khi có mặt niken (hoặc platin hoặc palađi) làm chất xúc tác, anken kết hợp với hidro tạo thành ankan tương ứng 

CH₂=CH₂ + H₂ CH₃-CH₃

2. Phản ứng cộng halogen

(Phản ứng halogen hoá)

Etilen và các đồng đẳng đều làm mất màu dung dịch brom do anken phản ứng với brom trong dung dịch. 

Thí dụ:

CH₂=CH₂ + Br₂ → Br – CH₂ – CH₂– Br

Lưu ý: Anken làm mất màu của dung dịch brom → Phản ứng này dùng để nhận biết anken.

3. Phản ứng cộng nước và axit

3.1. Cộng axit HX

Các anken tham gia phản ứng cộng với nước, hidro halogenua (HCl, HBr, HI), với các axit mạnh. 

CH₂=CH₂ + HCl → CH₃CH₂Cl

Đối với các anken khác, nguyên tử halogen (trong HX) mang điện âm, ưu tiên đính vào nguyên tử C bậc cao (theo quy tắc Maccopnhicop).

Thí dụ:

3.2. Cộng nước

CH₂=CH₂ + H-OH  HCH₂ – CH₂OH

4. Phản ứng trùng hợp

Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp nhiều phân tử nhỏ giống nhau hoặc tương tự nhau tạo thành phân tử lớn gọi là polime.

Số lượng mắt xích trong một phân tử polime gọi là hệ số trùng hợp, kí hiệu n.

Thí dụ: Trùng hợp etilen 

nCH₂=CH₂  [- CH₂ – CH₂- ]_n

5. Phản ứng oxi hoá

5.1. Oxi hoá hoàn toàn

Nhận xét: Đốt cháy anken thu n_CO2 = n_H2O

5.2. Oxi hoá không hoàn toàn

Anken làm mất màu dung dịch KMnO₄ → Dùng để nhận biết anken.

Thí dụ:

3CH₂ = CH₂ + 4H₂O + 2KMnO₄ → 3HO – CH₂ – CH₂ – OH + 2MnO₂ + 2KOH.

V. Điều chế

1. Trong phòng thí nghiệm

Etilen được điều chế từ ancol etylic

CH₃CH₂OH  CH₂=CH₂ + H₂O

Điều chế Etilen trong phòng thí nghiệm

2. Trong công nghiệp

Các anken được điều chế từ ankan bằng phản ứng tách hidro: 

C_nH_2n+2  C_nH_2n + H₂.

VI. Ứng dụng

Các anken và dẫn xuất của anken là nguyên liệu cho nhiều quá trình sản xuất hóa học. Etilen, propilen, butilen dùng làm chất đầu để tổng hợp các polime có nhiều ứng dụng. 

Một số ứng dụng của Anken