Ankin là một họ Hydrocarbon không no với đặc trưng nổi bật là có một liên kết ba giữa hai nguyên tử cacbon trong cấu trúc phân tử. Điều này khiến chúng có những tính chất hóa học riêng biệt và đặc biệt. Bài viết này Hóa Học Phổ Thông sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về tính chất hóa học của Ankin, từ đó có thể vận dụng kiến thức này để giải quyết các bài tập hóa học một cách hiệu quả.
TÓM TẮT
Tổng quan về Ankin
Công thức tổng quát và cấu trúc phân tử
Ankin là những Hydrocarbon không no, với công thức phân tử tổng quát là CnH2n-2 (với n ≥ 2). Trong phân tử Ankin, giữa hai nguyên tử cacbon tồn tại một liên kết ba (C≡C), bao gồm hai liên kết π và một liên kết σ. Đây chính là đặc điểm quan trọng nhất tạo nên những tính chất hóa học đặc trưng của Ankin, giúp chúng tham gia nhiều phản ứng khác nhau trong hóa học.
Một số ví dụ về Ankin
- Axetilen (C2H2) là Ankin đơn giản nhất với công thức phân tử CH≡CH.
- Propin (C3H4) có cấu trúc CH≡C-CH3.
- But-1-in (C4H6) có công thức CH≡C-CH2-CH3.
Đồng phân và danh pháp của Ankin
Ankin có hai dạng đồng phân chính:
- Đồng phân cấu trúc: là sự thay đổi vị trí của liên kết ba trong chuỗi cacbon.
- Đồng phân hình học: là sự thay đổi cấu trúc không gian của các nhóm liên kết quanh liên kết ba.
Danh pháp của Ankin cũng đơn giản, chỉ cần xác định vị trí liên kết ba và đặt tên theo quy tắc IUPAC. Ví dụ: CH≡C-CH2-CH3 có tên gọi theo danh pháp thay thế là but-1-in.
Tính chất hóa học của Ankin
Ankin có hai liên kết π dễ bị tấn công bởi các tác nhân hóa học, do đó ngoài khả năng tham gia các phản ứng cộng và oxi hóa như các Hydrocarbon không no khác, chúng còn có thể tham gia phản ứng thế với ion kim loại, đặc biệt là với các Ankin có liên kết ba đầu mạch. Sau đây, chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu các tính chất hóa học của Ankin.
Phản ứng cộng hợp
Cộng Hydro (H2)
Phản ứng cộng hydro là một trong những tính chất hóa học của Ankin. Khi có xúc tác niken (Ni), platin (Pt) hoặc paladi (Pd), Ankin sẽ cộng hợp hydro để tạo thành anken và tiếp tục cộng hợp để tạo thành ankan. Ví dụ:
CH≡CH + H2 → CH2=CH2 (eten)
CH2=CH2 + H2 → CH3-CH3 (etan)
Nếu sử dụng xúc tác Pd/PbCO3 hoặc Pd/BaSO4, phản ứng chỉ dừng lại ở anken, tức là Ankin chỉ cộng hợp một phân tử hydro:
CH≡CH + H2 → CH2=CH2 (eten)
Cộng Brom (Br2) và Clo (Cl2)
Ankin có khả năng làm mất màu dung dịch brom, một đặc tính giúp chúng được nhận biết trong phòng thí nghiệm. Phản ứng cộng brom diễn ra như sau:
CnH2n-2 + Br2 → CnH2n-2Br2
Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, Ankin sẽ tạo ra hợp chất Tetrabromide:
CnH2n-2 + 2Br2 → CnH2n-2Br4
Ví dụ điển hình là phản ứng giữa axetilen và brom hoặc clo:
CH≡CH + Cl2 → CHCl=CHCl (1,2-đicloeten)
CHCl=CHCl + Cl2 → CHCl2-CHCl2 (1,1,2,2-tetrabrometan)
Cộng hợp Hidro Halogenua (HX)
Ankin cũng có khả năng cộng hợp với các hidro halogenua như HCl, HBr theo cơ chế Markovnikov, tạo thành hợp chất vinyl halogenua:
CH≡CH + HCl → CH2=CHCl (vinyl clorua)
CH≡CH + HBr → CH2=CHBr (vinyl bromua)
Cộng hợp nước (h2o)
phản ứng cộng hợp nước vào Ankin, đặc biệt là axetilen, thường dẫn đến sự hình thành anđehit. Đây là phản ứng quan trọng trong công nghiệp hóa chất:
CH≡CH + H2O → CH3CHO (axetaldehit)
Cùng chủ đề: Khám phá tính chất hóa học đặc biệt của axetilen
Phản ứng trùng hợp
Đime hóa
Ankin có thể tham gia phản ứng đime hóa trong điều kiện xúc tác phù hợp (NH4Cl, Cu2Cl2):
2CH≡CH → CH≡C-CH=CH2 (vinyl axetilen)
Trime hóa
Trong điều kiện nhiệt độ cao (600°C) và xúc tác cacbon, axetilen có thể trime hóa để tạo thành benzen:
3CH≡CH → C6H6 (benzen)
Phản ứng trùng hợp (Polyme hóa)
Ankin có thể trùng hợp tạo thành các chuỗi polymer dài, điển hình là nhựa cupren:
nCH≡CH → (-CH=CH-)n (nhựa cupren)
Phản ứng Oxi hóa
Oxi hóa hoàn toàn
Ankin có thể bị oxi hóa hoàn toàn trong không khí để tạo ra CO2 và H2O:
CnH2n-2 + (3n-1)/2 O2 → nCO2 + (n-1)H2O
Khám phá ngay chuyên mục “Tài liệu hóa học phổ thông” để nắm vững kiến thức từ cơ bản đến nâng cao!
Oxi hóa không hoàn toàn
Ở điều kiện nhiệt độ thường, các Ankin có khả năng làm mất màu dung dịch thuốc tím (KMnO4), đây là một trong những phản ứng đặc trưng giúp nhận biết Ankin.
Phản ứng thế của Ankin
Một trong những phản ứng đặc trưng của các Ankin có liên kết ba đầu mạch là phản ứng thế với ion kim loại. Ví dụ, khi sục khí axetilen vào dung dịch bạc nitrat trong amoniac (AgNO3/NH3), sẽ tạo ra kết tủa màu vàng:
CH≡CH + 2AgNO3 + 2NH3 → CAg≡CAg↓ + 2NH4NO3
Phản ứng này đặc biệt chỉ xảy ra với axetilen (C2H2), trong khi các ank-1-in khác chỉ phản ứng theo tỉ lệ mol 1:1.
Kết luận
Qua bài viết trên, chúng ta đã tìm hiểu chi tiết về tính chất hóa học của Ankin, bao gồm các phản ứng cộng hợp, trùng hợp, oxi hóa và thế. Ankin là một họ Hydrocarbon không no có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và hóa học, đặc biệt là trong các phản ứng tạo thành các hợp chất hữu cơ quan trọng như anken, ankan, anđehit, và các polyme.
Có thể bạn quan tâm:
