دربالألكينات بالعربي: التسمية، cis/trans و E/Z، ماركوفنيكوف وتفاعلات الإضافة
الألكينات هي أول عائلة «نشيطة» في الكيمياء العضوية: رابطة π المكشوفة تخليها تتفاعل مع كواشف كثيرة وتعطي كحولات وهاليدات وإيبوكسيدات. هذي المحاضرة فيها أكثر قواعد يجي عليها سؤال في الامتحان: E/Z، ماركوفنيكوف، سايتزيف، وكسر الرابطة بالأوزون و KMnO₄. ومعها أدوات تجرّب فيها كل قاعدة بنفسك.
وش راح تتعلم في المحاضرة 3؟
1البنية والتسمية
- كربونات C=C مهجّنة sp²، زاويتها 120° وطول الرابطة 1.34 Å، والصيغة العامة CₙH₂ₙ.
- الرابطة الثنائية = σ + π، والـπ فوق وتحت المستوى فهي غنية بالإلكترونات.
- التسمية: أطول سلسلة فيها الرابطة الثنائية، والنهاية -ene، والرابطة تاخذ أصغر رقم. vinyl و allyl أسماء شائعة.
2التشكل الهندسي و E/Z
- الرابطة الثنائية ما تدور، فيصير عندنا cis و trans لو كل كربون عليه مجموعتين مختلفتين.
- نظام E/Z بأولويات CIP: العدد الذري الأكبر يفوز، وعند التعادل نقارن الذرات اللي بعدها.
- Z = الأعلى أولوية بنفس الجهة، و E = بجهتين متعاكستين.
3تحضير الألكينات
- صناعيًا بتكسير الألكانات الخفيفة عند حرارة عالية.
- نزع الماء من الكحولات بحمض الكبريتيك: ثالثي > ثانوي > أولي، عبر كربوكاتيون.
- نزع HX بـ KOH كحولي، ونزع الهالوجين بالزنك، وهدرجة الألكاين بعامل لندلار تعطي cis. والناتج الرئيسي حسب سايتزيف: الألكين الأكثر استبدالًا.
4تفاعلات الإضافة
- الهدرجة syn، والهلجنة anti عبر أيون البرومونيوم.
- HX و H₂O/H⁺ تتبع ماركوفنيكوف بسبب ثبات الكربوكاتيون 3° > 2° > 1°.
- الهيدروبوريشن-أكسدة: ضد ماركوفنيكوف و syn. الأوكسي ميركوريشن: ماركوفنيكوف بدون إعادة ترتيب. والكاربين يعطي حلقي البروبان.
5الأكسدة وكسر الرابطة
- الأحماض البيروكسية (MCPBA) تعطي إيبوكسيد.
- الأوزون ثم Zn يكسر الرابطة ويعطي ألدهيدات وكيتونات.
- KMnO₄ البارد يعطي جلايكول، والساخن يكسر: ثنائي الاستبدال ← كيتون، أحادي ← حمض، =CH₂ ← CO₂.
جرّب 5 أسئلة من بنك المدرب
أمثلة من أسئلة المحاضرة. اضغط على السؤال عشان تشوف الإجابة والتفسير.
1. الصيغة العامة للألكينات (برابطة ثنائية وحدة):
- CₙH₂ₙ₊₂
- CₙH₂ₙ ✓
- CₙH₂ₙ₋₂
- CₙHₙ
الرابطة الثنائية تنقص ذرتي هيدروجين عن الألكان.
2. سبب التشكل الهندسي (cis/trans) في الألكينات:
- الرابطة الثنائية ما تقدر تدور ✓
- وجود ذرات أكسجين
- الحلقات
- الروابط الهيدروجينية
الدوران حول C=C يكسر رابطة π، فالمجموعات تبقى ثابتة بجهتها.
3. الإيثين والبروبين ينتجون صناعيًا عن طريق:
- تكسير الألكانات الخفيفة بالحرارة ✓
- هدرجة الألكاينات
- نزع الماء من السكر
- أكسدة الكحولات
التكسير الحراري عند حوالي 900°C يكسر روابط C–C و C–H تكسير متجانس ويعطي ألكينات صغيرة.
4. ناتج هدرجة الإيثين (H₂ / Ni):
- إيثانول
- إيثان ✓
- إيثاين
- ميثان
H₂ ينضاف على الرابطة الثنائية فيطلع ألكان مشبع.
5. تفاعل الألكين مع حمض بيروكسي (مثل MCPBA) يعطي:
- جلايكول
- إيبوكسيد ✓
- ألدهيد
- كيتون
الحمض البيروكسي يعطي ذرة أكسجين ويطلع إيبوكسيد (حلقة ثلاثية فيها O) + حمض.
في المدرب أكثر من 35 سؤال لهذي المحاضرة، وكل محاولة تطلع لك 20 سؤال جديد مع تقرير بمستواك. ابدأ الاختبار
أسئلة شائعة
وش الفرق بين cis/trans ونظام E/Z؟
cis/trans نستخدمه لما فيه مجموعتين متشابهتين على كربوني الرابطة: بنفس الجهة cis وبجهتين trans. أما E/Z فيشتغل دائمًا، حتى لو الأربع مجموعات مختلفة: نحدد المجموعة الأعلى أولوية على كل كربون (العدد الذري الأكبر)، ولو الاثنين بنفس الجهة Z، ولو متعاكستين E.
ليش تشتغل قاعدة ماركوفنيكوف؟
لأن إضافة HX تمر بكربوكاتيون، والهيدروجين ينضاف بحيث يطلع أثبت كربوكاتيون. الكربوكاتيون الثالثي أثبت من الثانوي، والثانوي أثبت من الأولي، لأن مجموعات الألكيل تدفع إلكترونات وتثبّت الشحنة الموجبة.
متى أستخدم الهيدروبوريشن بدل إضافة الماء بالحمض؟
لما تبي الـOH على الكربون الأقل استبدالًا (ضد ماركوفنيكوف). الماء مع الحمض أو الأوكسي ميركوريشن يحطون الـOH على الكربون الأكثر استبدالًا.
وش الفرق بين الأوزون و KMnO₄ الساخن؟
الاثنين يكسرون الرابطة الثنائية. الأوزون (ثم الزنك) أهدأ ويعطي ألدهيدات وكيتونات. KMnO₄ الساخن المركّز يكمل الأكسدة: الألدهيد يصير حمض كربوكسيلي، و =CH₂ الطرفية تصير CO₂.
جاهز تبدأ؟
شرح تفاعلي، أدوات تطبيقية، كويز في النهاية، وشهادة إتمام إذا جبت 80% أو أكثر.