Структурата на молекулата на ацетилена (C2H2), схема и примери
Общи сведения за структурата на молекулата на ацетилена
Формула C2H2. Структурна формула HC ≡ CH. Моларната маса е 26 g/mol.
В свободна форма е газ без цвят и мирис със слабо наркотично действие. Точката на кипене е (-84 o C).
Ацетиленът е слабо разтворим във вода и много разтворим в ацетон. Под формата на ацетонов разтвор се съхранява в стоманени цилиндри, пълни с някакъв инертен порест материал. Смесите на ацетилен с въздух са експлозивни.
Електронната структура на молекулата на ацетилена
Структурната формула на ацетилена е НС ≡ СН. Два въглеродни атома, свързани с тройна връзка, са в състояние на sp хибридизация. Всеки такъв атом има две sp-хибридни орбитали, разположени под ъгъл 180 o . Поради аксиалното припокриване на една от тези орбитали, въглеродният атом образува σ-връзка с друг въглероден атом, а поради втората sp-хибридна орбитала, σ-връзка с водороден атом. σ-скелетът на молекулата има линейна структура (фиг. 1).
Ориз. 1. Структурата на молекулата на ацетилена.
Останалите нехибридизирани две p-орбитали на всеки въглероден атом са разположени под ъгъл от 90 o една спрямо друга. Когато тези орбитали се припокриват със съответните p орбитали на друг sp хибридизиран въглероден атом, се образуват две π връзки, разположени в две взаимно перпендикулярни равнини.
Така се образува тройна връзка от три двойки споделени електрони, т.е. това е шестелектронна връзка. Това е комбинация от една σ- и две π-връзки. π-електронният облак на тройна връзка има формата на цилиндър, покриващ двата въглеродни атома.
Примери за решаване на проблеми
| Упражнение | 1 g алкин при n.o.s. заема обем от 0,56 литра.Изведете молекулната формула на алкина. |
| Решение | Количеството алкиново вещество може да се намери с помощта на следните формули: |
Следователно може да се напише, че
Тогава молекулното тегло на алкина ще бъде равно на:
Нека напишем формулата на алкана в общ вид
Нека го използваме, за да изразим молекулното тегло на алкина:
Приравнете написаните изрази за намиране на молекулното тегло на алкина:
Алкиновата формула изглежда така:
| Упражнение | Когато смес от пропан и ацетилен преминава през колба с бромна вода, масата на колбата се увеличава с 1,3 г. При пълно изгаряне на същото количество от първоначалната смес от въглеводороди се отделят 14 l (NO) въглероден оксид (IV). Определете масовата част на пропана в първоначалната смес. |
| Решение | Когато смес от пропан и ацетилен премине през бутилка бромна вода, ацетиленът се абсорбира. Нека напишем уравнението на химичната реакция, съответстващо на този процес: |
Така стойността, с която се е увеличила масата на бутилката (1,3 g), е масата на ацетилена. Нека намерим количеството ацетиленово вещество (моларна маса - 26 g / mol):
Записваме уравнението за реакцията на горене на ацетилена:
Съгласно уравнението на реакцията в него са влезли 2 mol ацетилен, но е известно, че 0,05 mol от това количество е абсорбирано от бромна вода. Тези. открояваше:
Намерете общото количество въглероден окис (IV):
Записваме уравнението за реакцията на изгаряне на пропан:
Като се има предвид, че 0,1 mol въглероден оксид (IV) се отделя при реакцията на изгаряне на ацетилен, количеството вещество въглероден оксид (IV), освободено по време на изгарянето на пропан, е равно на:
0,625 - 0,1 \u003d 0,525 mol CO2.
Намерете количеството вещество пропан, което е влязло в реакцията на горене. Съгласно уравнението на реакцията n(CO2) : n(C3H8) = 3 : 1, т.е.
Изчислете масата на пропана (моларна маса 44 g/mol):
Тогава общата маса на сместа от въглеводороди ще бъде: