ألكين

**الألكينات**
الخواص

الصيغة العامة	C_nH_2n

الألكين في الكيمياء العضوية هوهيدروكربون غير متشبع يحتوى على الأقل رابطة واحدة ثنائية بين ذرتي كربون. تكون الألكينات البسيطة التي تحتوى على رابطة واحدة مزدوجة سلسلة متجانسة، والألكينات لها الصيغة العامة C_nH_2n.

أبسط الألكينات هوالذي يعهد باسم "إثيلين" بينما الاسم الرسمية له طبقا للإتحاد الدولي للكيمياء والكيمياء التطبيقية (IUPAC) يسمي إثين. تسمى الألكينات أيضًا بالأوليفينات.

الاثيلين هوجزيء مستوبطول الكربون الكربون الرابطة المزدوجة (1.34 انغستروم) الذي هوأقصر بكثير من طول الرابطة واحدة اللقاءة (1.53 انغستروم) في الإيثان.

هجريب الألكينات

شكل الألكينات

كما هومتسقط طبقا لهندسة الجزيء فإنه يحدث تنافر بين زوج الإلكترونات (شاهد "الرابطة التساهمية")، وبالتالى فإن الزاوية بين ذرتي الكربون في الرابطة المزدوجة ستكون 120°, وقد تصبح الزاوية أكبر طبقا للإجهاد الواقع من التفاعلات غير الارتباطية التي تحدث من المجموعات المرتبطة بذرة الكربون. فمثلا الزاوية بين C-C-C في البروبين (البروبيلين) تبلغ 123.9123.9°. (شاهد أيضا: هندسة جزيئية)

الهندسة الجزيئية للرابطة المزدوجة بين ذرتي كربون

مثل الرابطة التساهمية الأحادية، فإنه يمكن وصف الرابطة المزدوجة بكيفية التداخل الحادث بين المدارات الذرية، فيما عدا أنه بعكس الرابطة الأحادية (والتي تتكون من رابطة سيجما واحدة)، فإن الرابطة المزدوجة بين الكربون تتكون من رابطة سيجما ورابطة باي.

تستعمل جميع ذرة كربون في الرابطة المزدوجة مداراتها sp² المهجنة لتكون رابطة سيجما لثلاث ذرات أخرى. بينما المدارات الذرية 2p غير المهجنة، والتي تقع عموديا على مستوى المتكون من محاور مدارات sp² المهجنة، لتكوين رابطة باي.

ونظرا لأنه يحتاج كمية كبيرة من الطاقة لكسر الرابطة باي (264 كيلوجول لكل مول في الإثيلين)، فإن الدوران حول الرابطة كربون-كربون المزدوجة قاسي للغاية ومقيد بشدة.

شاهد أيضا: هندسة جزيئية

الخواص الفيزيائية والكيميائية

الألكينات بصفة عامة مركبات ثابتة ولكنها أنشط من الألكانات.

أولاً .. الخواص الفيزيائية :

أ- الذوبان: ذائبيتها في الماء مثل ذائبية الألكانات ولكنها تظهر تفوقاً بسيطاً جداً في الذائبية عن الألكانات ويعود السبب في ذلك إلى الرابطة باي التي تضفي قليلاً من القطبية على الجزيء، ولا تذوب الالكينات في الماء، ولكنها تذوب في المذيبات الغير قطبية، مثل : البنزين.

ب- الكثافة: الالكينات عموما كثافتها منخفضة، ولها كثافة اقل من كثافة الماء.

ج- درجة الغليان: تمتاز الألكينات بأنها ذات درجات انصهار وغليان منخفضة، وتزداد درجة غليان الالكينات مع زيادة عدد ذرات الكربون (الكتلة الجزيئية) والتشعب يقلل درجة الغليان.

ثانياً .. الخواص الكيميائية :

أ- تفاعل الاحتراق " وهومن أبرز تفاعلات الهيدروكربونات .. وينتج عنها طاقة تستخدم في تشغيل الآلات " .

ب- تفاعل الهدرجة.

ج- الهلجنة.

د- التفاعل مع هاليد الهيدروجين.

هـ-الهيدرة.

و-الأكسدة.

ز-البلمرة.

التفاعلات

تصنيع الألكينات

أكثر الطرق الصناعية شيوعا لتصنيع الألكينات هي تكسير البترول.
يمكن تصنيع الألكينات من الكحولات خلاف تفاعلات النزع والتي يتم فيها نزع جزيء ماء من الجزيء:
H₃C-CH₂-OH + H₂SO₄ → H₃C-CH₂-O-SO₃H + H₂O → H₂C=CH₂ + H₂SO₄.
التصنيع الحفزي للألكينات الكبيرة من النوع α-ألكين والتي يمكن الحصول عليها من تفاعل الإثيلين مع ثلاثي إثيل الألومنيوم، مركب عضوي فلزي في تواجد النيكل, أوالكوبالت, أوالبلاتين.

تفاعلات الإضافة

إضافة حفزية للهيدروجين

الهدرجة الحفزية للألكينات تنتج الألكان اللقاء. يتم التفاعل تحت الضغط في وجود عامل حفز فلزي. ومن الحفازات الصناعية الشائعة الاستخدام البلاتين, النيكل, البلاديوم, وذلك للاستخدام في المعامل. وغالبا ما يستخدم نيكل راني, وهوسبيكة من النيكل والألومنيوم.

المعادلة القادمة توضح هدرجة الإثيلين للحصول على الإيثان:

CH₂=CH₂ + H₂ → CH₃-CH₃.

إضافة شغوفة بالإلكترونات

معظم تفاعلات الإضافة للألكينات تتبع آلية تشابه الإضافة الشغوفة بالإلكترونات.

الهلجنة:إضافة البروم, أوالكلور في حالتهم العنصرية إلى الألكينات وينتج ثنائي بروموفيسينال، وثنائي كلوروألكين، بالترتيب. وعملية نزع الكلور من محلول البروم في الماء هي كيفية تحليلية لاختيار وجود الألكين:
CH₂=CH₂ + Br₂ → BrCH₂-CH₂Br

وهذه هي آلية التفاعل:

ويسير التفاعل بسبب الكثافة الإلكترونية العالية الموجودة على الرابطة الثنائية والتي تسبب إرزاحة مؤقتة للإلكترونات في الرابطة B-B مما يسبب حث مؤقت ثنائى القطب. وهذا يجعل Br يقترب من الرابطة الثنائية الموجبة وعند ذلك يحدث هيدروهلجنة محبة للإلكترونات: إضافة حمض هيدروهاليد مثل HCl أوHBr للألكين وينتج الهالوألكان اللقاء..
CH₃-CH=CH₂ + HBr → CH₃-CHBr- ولوحتى ذرتي الكربون عند الرابطة الثنائية مرتبطتان لعدد مختلف من ذرات الهيدروجين، فإن الهالوجين يتجه لذرة الكربون التي بها عدد ذرات هيدروجين أقل (قاعدة ماركونيكوف).

وألية التفاعل:

إضافة الكربين أوالكاربينويد ينتج البروبان الحلقي اللقاء.

الأكسدة

في وجود الأكسجين، تحترق الألكينات بلهب لامع لتنتج ثنائي أكسيد الكربون هذا التفاعل يمكن استخدامه لتحديد مكان الرابطة المزدوجة في الألكين.

البلمرة

بلمرة الألكينات تفاعل له أهمية اقتصادية، ونتيجة التفاعل هي البوليمرات ذات القيمة الصناعية الكبيرة، ومن نواتج عملية البلمرة اللدائن مثل البولي إثيلين, البولي بروبيلين. ويمكن حتى تتم عمليات البلمرة بعدة طرق منها طريقة الجذر الحر, أوالطريقة الأيونية. (لمزيد من التفاصيل شاهد البلمرة).

تفاعل أوكسو

تتفاعل الألكينات مع مزيج من أحادي أكسيد الكربون والهيدروجين بوجود حفّاز للحصول على الألدهيدات.

تسمية الألكينات

تسمى بنفس قواعد الألكانات وذلك بتحوير اسم الكان وبإبدال الألف الثانية بحرف ( ي ) لتصبح ألكين للدلالة على الألكينات . وبإضافة ( ي ) قبل للنون الأخيرة لتصبح ألكاين للدلالة على الألكاينات .

هناك ثلاث خطوات مهمة في التسمية .

1- سم أطول مجموعة متسلسلة كربونية تحتوي على رابطة ثنائية ثم استخدم النهاية . ( ين ) .

2- رقم ذرات الكربون في السلسلة من النهاية الأقرب للرابطة الثنائية وإذا كانت النهايتان بنفس المسافة من الرابطة الثنائية ابدأ بالترقيم من النهاية التيقد يكون بقربها أول تفرع .

3- اخط الاسم كاملا ً ورقم البدائل حسب مسقطها ثم رتبها بحسب التهجئة الإنجليزية، وعين مسقط الرابطة الثنائية بإعطائها رقمًا يمثل أول ذرة كربون من الألكين . وإذا كان هناك أكثر من رابطة ثنائية رقم مسقطها واستخدم الدلالات التالية الدالة على عددها [ دايين، ترايين .تيتراين ] رابطتين، ثلاث روابط .

4- نستخدم القواعد السابقة نفسها في حالة الألكاينات ولكن باستخدام النهاية ( آين ) .

تسمية IUPAC

لفهم الاسم الأصلي للألكينات، يتم تغير المبتر "ان" في الألكانات إلى المبتر "ين". فمثلا CH₃-CH₃ هوالإيثان, وعلى هذا فإن اسم CH₂=CH₂ سيكون إثين.

وبالنسبة للألكينات الأعلى حيث يوجد عديد من المتزامرات (isomers) وتتواجد في أماكن مختلفة من الرابطة المزدوجة فيتم إتباع النظام الآتي:

ترقيم أطول سلسلة كربونية بالكيفية التي تجعل الرابطة المزدوجة تأخذ أقل الأرقام.
تحديد موضع الرابطة المزدوجة بموضع ذرة الكربون الأولة فيها.
يتم تسمية التفرعات أوالمستبدلات بطريقة مماثلة للألكانات.
يتم كتابة أرقام التفرعات، وتسمية المجوعات المستبدلة"مع مراعاة الترتيب الأبجدي للمستبدلات", تحديد رقم الرابطة المزدوجة، ثم تسمية السلسلة الرئيسية.

CH₃CH₂CH₂CH₂CH==CH₂ 1 2 3 4 5 6

1-هيكسين

CH₃ | CH₃CH₂CH₂CH₂CH==CH₂ 1 2 3 4 5 6
2-ميثيل-1-هيكسين

CH₃ | CH₃CH₂CH₂CH₂CH==CH₂ 1 2 3 4 |5 6 CH₂CH₃
4-ايثيل 2-ميثيل-1-هيكسين

أسماء شائعة

بالرغم من حتى تسمية IUPAC هي الأكثر دقة في تسمية الألكينات، إلا أنه توجد بعض الأسماء الشائعة الاستخدام مثل :

	CH₂="CH₂"	CH₃CH="CH₂"	CH₃C(CH₃)="CH₂"
اسم IUPAC:	إثين	بروبين	2-ميثل بروبين
الاسم الشائع:	إثيلين	بروبيلين	أيزوبيوتيلين

مراجع

^ Cram, D.J.; Greene, Frederick D.; Depuy, C. H. (1956). "Studies in Stereochemistry. XXV. Eclipsing Effects in the E2 Reaction1". Journal of the American Chemical Society. 78 (4): 790–796. doi:10.1021/ja01585a024.
^ Bach, R.D.; Andrzejewski, Denis; Dusold, Laurence R. (1973). "Mechanism of the Cope elimination". J. Org. Chem. 38 (9): 1742–3. doi:10.1021/jo00949a029.
^ Grutters, M. M. P.; Muller, C.; Vogt, D. (2006). "Highly Selective Cobalt-Catalyzed Hydrovinylation of Styrene". J. Am. Chem. Soc. 128 (23): 7414–5. doi:10.1021/ja058095y. PMID 16756275.