Структура и класификация на алкените

Нека сравним молекулите на етана и етена. Етанът е алкан с окончание "-АН" и молекулната му формула е С2Н6. Етенът е алкен с окончание "-ЕН" и молекулна формула С2Н4. За двата въглерода максималният брой водородни атоми е шест, така че казваме, че етанът е напълно наситен с водород. Ако погледнем етена, той има само четири водородни атома за два въглеродни атома, затова казваме, че етенът е ненаситен. Значи за два въглерода е възможно да има повече водород, затова той е ненаситен. Сега да разгледаме въглеродните атоми в двете молекули. Започваме с етана. Този въглерод е sp3-хибридизиран, както и този тук, значи етанът съдържа два sp3-хибридизирани въглерода. Знаем, че пространствената структура при sp3-хибридизиран въглерод е тетраедрална. Значи тук имаме тетраедрална пространствена структура при тези два въглеродни атома. При етена... ще взема друг цвят... този въглерод и този въглерод са sp2-хибридизирани. Значи sp2-хибридизирани въглероди. Знаем, че пространствената структура при sp2-хибридизиран въглерод е тригонална планарна (равнинна). Значи тук имаме равнинна структура и при двата въглерода. Накрая да разгледаме връзките при двата въглерода. При етана имаме сигма връзка между двата въглерода, при която има свободно въртене. Възможни са различни конформации за молекулата на етана. Имаме свободно въртене. Свободно въртене около сигма връзката между двата въглеродни атома. При етена, ако разгледаме двата въглеродни атома, този и този тук, тук има двойна връзка между тези два въглеродни атома. Знаем, че около двойната връзка няма свободно въртене. Значи тук няма свободно въртене. Няма да има различни конформации при етена, щом няма свовободно въртене, няма конформации. Това влияе на структурата на алкените. Тук отляво имаме етан. Ако погледнеш тези два sp3-хибридизирани въглерода, можеш да видиш тетраедралната структура при тях. За сигма връзката между тези два въглерода знаем, че е възможно свободно въртене. Тук мога да завъртя молекулата, за да покажа различните конформации на етана. При етена или етилена имаме два sp2-хибридизирани въглерода, които имат планарна структура около себе си, така че ако завъртя тази молекула настрани ето така, можеш да видиш, че е равнинна. Тук няма свободно въртене заради тази двойна връзка, поради наличието на пи-връзка. Тук се опитвам да завъртя модела и можеш да видиш, че молекулата не се върти. Можем да класифицираме алкените според степента им на заместване. Ако вземеш етен и махнеш един водород, и добавиш една R-група, получаваш монозаместен алкен. Отдясно има пример за монозаместен алкен. Ако поставя тук водородните атоми, може би ще се вижда по-добре. Знаем, че този въглерод има два водорода, и знаем, че този въглерод има един водород. Имаме алкилна група, която е свързана с този въглерод, метилова група, и това е пример за монозаместен алкен. Ако искам да го именувам, вече сме виждали как да го именуваме в предишни видео уроци. Означавам този въглерод като едно, този е две, това е въглерод номер три. Това е най-дългата въглеродна верига, включваща двойната връзка, а верига с три въглеродни атома се нарича пропен. Ще го запиша. Това е пропен. Сега да видим двойнозаместен алкен. Тук имаме две R-групи. Ще ги запиша като R и R'. R и R' може да са еднакви, може и да са различни. Тук R и R' са при един и същ въглероден атом, но е възможно да има двойнозаместени алкени, при които R и R' са свързани с различни въглеродни атоми. Още един пример за двойнозаместен алкен има тук отдясно. Тук R и R' са свързани с различни въглероди, но обърни внимание на разликата. Тези две R-групи са от двете страни на двойната връзка. Значи това и това са от двете срещуположни страни, докато в този пример... ще прекарам тук една линия, и двете R-групи са от едната страна на двойната връзка, а ние знаем, че тя не се върти, така че да се образува едната от другата, защото няма свободно въртене при двойната връзка. Тук имаме три примера за двойнозаместени алкени. Ще ги разгледаме и ще определим наименованията им. Да намерим най-дългата въглеродна верига, която включва нашата двойна връзка, като искам да имам възможно най-малкия номер за двойната връзка. Ще започна тук, въглерод едно, това е въглерод две и това е въглерод три. Алкен с три въглеродни атома се нарича пропен, като при втория въглероден атом имаме метилова група, значи това е 2-метилпропен. За да определим какъв вид двойнозаместен алкен е това, ще поставя всички водородни атоми, за да се вижда по-лесно. После за въглерода отляво, той има метилова група и друга метилова група. Значи две еднакви R-групи. Това е този пример на двойнозаместен алкен, където и двете R-групи са свързани с един въглерод. Сега да видим един тройнозаместен алкен. Тук имаме три R-групи. R, R' и R''. Тук отново R, R' и R'' могат да са еднакви, могат да са различни. Ето пример на тройнозаместен алкен. Ще покажа водорода при този въглерод, за да се вижда по-лесно, че имаме три R-групи, свързани към двойните връзки. Ако искам да определя името, трябва да намеря най-дългата въглеродна верига, която включва двойната връзка, така че това ще бъде въглерод едно, това ще бъде въглерод две, три, четири и пет. Алкен с пет въглеродни атома се нарича пентен, ще го запиша тук, като двойната връзка започва от втория въглероден атом, значи това е 2-пентен. И накрая имам метилова група при втория въглероден атом. За да довърша името ми трябва 2-метил, така че 2-метил-2-пентен е името на този тройнозаместен алкен. Сега да видим четворнозаместен алкен. Имаме R, R' и R'' и R'''. Тази молекула е четворнозаместена. Когато намерим двойната връзка, това е при този въглерод и този въглерод, този въглерод тук горе. Хайде първо да го именуваме, а после ще видим защо е четворнозаместен алкен. Това е въглерод едно, следва двойната връзка до въглерод две. Имаме производно на циклохексана. Повтарям, правили сме това в предишни видео уроци, така че ще запиша тук циклохексан. Така, циклохексан. Имаме метилова група при въглерод едно, метилова група и при въглерод две. Значи става 1,2-диметил, или името ще бъде 1,2-диметилциклохексан. Сега да видим защо е четворно заместен. Ще използвам различен цвят. При първия въглероден атом имам една метилова група насам, после имам алкилова група, която е част от пръстена, която идва насам. Значи този въглерод има две R-групи, свързани с него. Вторият въглероден атом има също две R-групи, свързани с него. Ето тази метилова група тук, и отново имаме тази част от пръстена. Ето затова е четворнозаместен алкен.