Материал параграфа поможет вам:
понять строение молекул этилена и ацетилена; узнать о физических свойствах этилена и ацетилена.
Формулы этилена и ацетилена. Кроме насыщенных углеводородов, существуют ненасыщенные. В их молекулах атомы Карбона соединены не только простыми, но и кратными (двойными, тройными) связями.
Простейшим углеводородом с двойной связью в молекуле является этилен. Его химическая формула — С2Н4, электронная и структурные формулы молекулы —
Простейший углеводород с тройной связью в молекуле — ацетилен С2Н2. Электронная и структурные формулы молекулы этого соединения —
Названия углеводородов «этилен» и «ацетилен» являются тривиальными (традиционными); их используют в промышленности, технике. Химическое название соединения С2Н4 — этен, а соединения С2Н2 — этин. Эти названия имеют одинаковый корень с названием углеводорода С2Нб «этан», но разные суффиксы.
Строение молекул. Вы уже знаете, что при образовании молекул органических соединений атомы Карбона переходят в возбужденное состояние; четыре электрона внешнего энергетического уровня атома становятся неспаренными.
В молекуле этилена С2Н4 два неспаренных электрона каждого атома Карбона принимают участие в образовании двух общих электронных пар; возникает двойная связь С=С. Другие два электрона каждого атома Карбона образуют общие электронные пары с двумя атомами Гидрогена, вследствие чего реализуются простые ковалентные связи С-Н. Все атомы молекулы этилена С2Н4, согласно исследованиям ученых, находятся в одной плоскости (рис. 51, а), ауглы между линиями, соединяющими центры атомов, равны 120°:
В молекуле ацетилена С2Н2 тройная связь
обусловлена тремя общими электронными парами, образованными с участием трех электронов каждого атома Карбона, а простая ковалентная связь С-Н — электронной парой, общей для атома Карбона и атома Гидрогена. Установлено, что центры всех атомов молекулы С2Н2 находятся на прямой линии (рис. 51, б):
ЛАБОРАТОРНЫЙ ОПЫТ № 12
Изготовление шаростержневых моделей молекул углеводородов
Вам выдан набор для изготовления моделей молекул органических соединений. В нем есть шарики разной величины и различных цветов. Одинаковые шарики имитируют атомы одного элемента.
Найдите в наборе шарики с одним отверстием или выступом для атомов Гидрогена и бо́льшие шарики другого цвета с отверстиями или выступами для атомов Карбона, а также стержни или трубочки. Отверстия в шариках предназначены для соединения шариков с помощью стержней, а выступы — для соединения трубочками.
Соберите шаростержневые модели молекул насыщенных углеводородов — метана, этана и пропана, а также молекул ненасыщенных углеводородов — этилена и ацетилена.
Физические свойства. Этилен по физическим свойствам похож на метан. Это бесцветный газ со слабым запахом, немного легче воздуха, очень плохо растворим в воде. При охлаждении до температуры -104 °С (при нормальном давлении) этилен превращается в жидкость.
Чистый ацетилен — бесцветный газ почти без запаха. Неприятный запах используемого при сварке металлов технического ацетилена обусловлен примесями. Ацетилен, как и этилен, немного легче воздуха и плохо растворяется в воде. При температуре -84 °С и нормальном давлении он переходит в жидкое состояние.
ВЫВОДЫ
Этилен (этен) С2Н4 — простейший ненасыщенный углеводород с двойной связью в молекуле. Все атомы молекулы этилена находятся в одной плоскости.
Ацетилен (этин) С2Н2 — простейший ненасыщенный углеводород с тройной связью в молекуле. Атомы в молекуле ацетилена расположены на прямой линии.
В обычных условиях этилен и ацетилен — бесцветные газы со слабым запахом; они немного легче воздуха, плохо растворяются в воде.
163. Какие соединения называют ненасыщенными углеводородами?
164. Сравните этилен и ацетилен и заполните таблицу:
165. Охарактеризуйте строение молекулы:
а) этилена;
б) ацетилена.
166. Какой газ тяжелее — этилен или ацетилен? Во сколько раз?
167. Вычислите плотность этилена (при н. у.) и его относительную плотность по воздуху.
168. Найдите массовые доли элементов в ацетилене.
169. Вычислите объемные доли метана и этилена в их смеси, если средняя молярная масса смеси равна 25,6 г/моль.
Это материал учебника Химия 9 класс Попель, Крикля