Anken: Cấu tạo hóa học, tính chất và phản ứng đặc trưng

Phạm Chi24/07/2023

274 5 minutes read

Đánh giá

Anken là một khái niệm cơ bản trong hóa học hữu cơ, đại diện cho các hidrocacbon không no. Việc hiểu rõ về tính chất vật lý và hóa học của Anken sẽ giúp bạn xây dựng nền tảng vững chắc trong việc thực hiện các phản ứng hóa hữu cơ. Hãy cùng Văn Phòng Tuyển Sinh Y Dược Hà Nội tìm hiểu về Anken là gì, cấu tạo hóa học và những phản ứng đặc trưng của nó.

Anken là gì? Cấu tạo hóa học của Anken

Trước tiên, chúng ta hãy tìm hiểu về Anken là gì và cấu tạo hóa học của nó.

Anken là gì?

Anken, còn được gọi là Olefin hoặc Vinyl, là một loại hidrocacbon không no trong hóa học hữu cơ, có chứa hai nguyên tử hidro và một nguyên tử oxi trong phân tử.

Cấu tạo hóa học của Anken

Về mặt cấu tạo, Anken có những đặc điểm khác biệt so với các hidrocacbon không no khác. Phân tử Anken chứa các liên kết đơn, một liên kết đôi C=C và có dạng mạch mở.

Công thức chung: CnH2n (n ≥ 2)

Công thức đơn giản nhất của Anken là etilen (CH2 = CH2).

Danh pháp của Anken

Mỗi loại Anken có cấu tạo hóa học khác nhau, do đó có tên gọi khác nhau. Để đọc tên của các Anken, người ta thường áp dụng những cách sau:

Tên thông thường: Thay đổi đuôi “an” thành “ilen”.
Ví dụ: CH2 = CH2 là Etilen; CH2 = CH-CH3 là Propilen.
Tên thay thế: Sử dụng số chỉ vị trí nhánh, tên nhánh, tên mạch chính, số chỉ vị trí liên kết đôi, và “en”.
Lưu ý: Chọn mạch chính là mạch C dài nhất chứa liên kết đôi. Đánh số C của mạch chính từ vị trí gần liên kết đôi nhất.
Ví dụ: CH2 = CH2 là Eten; CH3 – CH = CH – CH3 là But-2-en.

Tham khảo thêm Làm thế nào để C2H4 trở thành C2H5OH?

Đồng phân

Anken có các loại đồng phân như sau:

Đồng phân xicloankan (n≥3)
Đồng phân vị trí liên kết đôi (n≥4)
Đồng phân mạch Cacbon chính
Đồng phân hình học gồm đồng phân cis và đồng phân trans.

Các tính chất hóa học của Anken

Liên kết π trong liên kết đôi của Anken không bền vững, dễ bị đứt để tạo liên kết σ với các nguyên tử khác, gây ra những phản ứng hóa học đặc trưng của Anken như phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp, phản ứng oxi hóa và phản ứng thế Clo.

Phản ứng cộng

Phản ứng cộng là phản ứng đặc trưng nhất của Anken. Trong phản ứng này, phân tử hợp chất hữu cơ kết hợp với phân tử khác để tạo ra một hợp chất mới. Có nhiều loại phản ứng cộng như cộng hidro, cộng brom, cộng dung dịch halogen,…

Cộng hidro

Phản ứng cộng hidro có phương trình tổng quát:

CnH2n + H2 → CnH2n+2 (Ni, t0)

Đặc điểm của phản ứng cộng hidro vào Anken:

Tỉ khối của hỗn hợp khí sau phản ứng luôn tăng (do số mol khí giảm nhưng khối lượng vẫn không đổi).
Số mol khí giảm của hỗn hợp sau phản ứng bằng số mol H2 tham gia phản ứng. Đây là một ví dụ về nguyên tắc bảo toàn khối lượng, bảo toàn H và bảo toàn C.

Cộng dung dịch Br2

Phản ứng cộng dung dịch Br2 cũng là cách để nhận biết Anken.

CnH2n + Br2 → CnH2nBr2 (nâu đỏ) (không màu)

Phản ứng cộng HX (H2O/H+, HCl, HBr,…)

Phản ứng cộng HX vào Anken tạo ra một hỗn hợp gồm 2 sản phẩm.

CnH2n + HX → CnH2n+1X

Chú ý: Sản phẩm chính của phản ứng cộng được xác định theo quy tắc cộng Markovnikov: Nguyên tử H sẽ gắn với nguyên tử cacbon ở liên kết đôi có nhiều H hơn, trong khi X gắn với C ít H hơn.

Phản ứng trùng hợp

Phản ứng trùng hợp là quá trình kết hợp liên tiếp các phân tử nhỏ có cấu trúc giống nhau để tạo ra một phân tử lớn được gọi là polime. Phản ứng trùng hợp được biểu diễn bằng sơ đồ sau:

Tham khảo thêm Crush là gì? Bật mí tất cả đáp án cho câu hỏi ngay tại đây?

nA → (B)n (t0, xt, p)

Tên B = tên polime + tên monome (nếu tên monome có nhiều từ, thì đặt trong ngoặc).
Ví dụ: nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n (Polietylen hay PE) nCH2=CH-CH3 → (-CH2-CH(CH3)-)n (Polipropilen hay PP)

Phản ứng oxi hóa

Oxi hóa hoàn toàn

Phản ứng oxi hóa hoàn toàn có phương trình tổng quát:

CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O

Đặc điểm của phản ứng đốt cháy Anken là tỷ lệ mol CO2 và H2O bằng nhau.

Oxi hóa không hoàn toàn

Phản ứng oxi hóa không hoàn toàn của Anken có thể được biểu diễn bằng phương trình:

3CnH2n + 2KMnO4 + 4H2O → 3CnH2n(OH)2 + 2KOH + 2MnO2

CH2=CH2 còn có phản ứng oxi hóa không hoàn toàn tạo ra CH3CHO.

CH2=CH2 + 1/2O2 → CH3CHO (PdCl2, CuCl2, t0)

Trong một số trường hợp, phản ứng oxi hóa không hoàn toàn có thể làm mất màu thuốc tím, đây cũng là một cách để nhận biết Anken.

Phản ứng thế Clo

Các phản ứng thế Clo vào Anken xảy ra ở điều kiện nhiệt độ cao (từ 450 – 5500C). Sản phẩm chính của phản ứng thế Clo là thế vào H của C no gắn với C không no (vị trí alyl).

CH2=CH2 + Cl2 → CH2=CHCl + HCl
CH2=CH-CH3 + Cl2 → CH2=CH-CH2Cl + HCl

Phản ứng đặc trưng của Anken là gì?

Phản ứng đặc trưng của Anken là phản ứng cộng. Bởi vì trong phân tử Anken có liên kết đôi π, liên kết này kém bền hơn liên kết đơn σ. Ngoài ra, Anken còn tham gia vào các phản ứng trùng hợp và phản ứng oxi hóa.

Những đồng phân của Anken

Etilen (CH2 = CH2) và các chất tiếp theo có công thức C3H6, C4H8, C5H10,… có tính chất tương tự như Etilen và thuộc vào dãy đồng đẳng với công thức chung CnH2n (n > 2), được gọi là Anken hoặc Olefin.

Phương pháp điều chế Anken

Có nhiều phương pháp điều chế Anken trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp hàng ngày. Ví dụ:

Trong phòng thí nghiệm: Anken và nước có thể được tách ra từ các hợp chất ancol bằng xúc tác H2SO4 đặc và nhiệt độ trên 170oC.
Trong công nghiệp: C2H2n có thể thu được từ khí tự nhiên trong quá trình chế biến dầu mỏ, hoặc có thể được tách ra từ các hợp chất ankan hoặc ancol để tiết kiệm chi phí và tạo ra nhiều sản phẩm hơn.

Tham khảo thêm 3 Cách Xem Trực Tiếp VTV6 HD Hôm Nay Trên FPT Play

Kết luận

Anken có tên có vẻ lạ lẫm nhưng chúng ta lại tiếp xúc với nó hằng ngày. Etilen, một loại Anken phổ biến nhất, được sử dụng để chế tạo nhựa, giấm, axit hữu cơ và nhiều ứng dụng khác. Hi vọng với những chia sẻ trên, bạn đã nắm được kiến thức căn bản về Anken, phản ứng đặc trưng của Anken và cấu tạo hóa học của nó.

Xem thêm: Tuyển sinh Y Dược Hà Nội