Будова молекули ацетилену (C2H2), схема та приклади
Загальні відомості про будову молекули ацетилену
Формула C2H2. Структурна формула HC CH. Молярна маса дорівнює 26 г/моль.
У вільному вигляді є газ без кольору і запаху, що має слабку наркотичну дію. Температура кипіння дорівнює (-84 o С).
Ацетилен мало розчинний у воді і дуже добре розчинний у ацетоні. У вигляді ацетонового розчину його зберігають у сталевих балонах, заповнених якимось інертним пористим матеріалом. Суміші ацетилену із повітрям вибухонебезпечні.
Електронна будова молекули ацетилену
Структурна формула ацетилену має вигляд HC CH. Два атоми вуглецю, пов'язані потрійним зв'язком, перебувають у стані sp-гібридизації. Кожен такий атом має дві sp-гібридні орбіталі, розташовані під кутом 180 o . За рахунок осьового перекриття однієї з цих орбіталей атом вуглецю утворює σ-зв'язок з іншим атомом вуглецю, а за рахунок другої sp-гібридної орбіталі - σ-зв'язок з атомом водню. σ-скелет молекули має лінійну будову (рис. 1).
Мал. 1. Будова молекули ацетилену.
Дві p-орбіталі кожного атома вуглецю, що залишилися негібридизованими, розташовані під кутом 90 o одна до іншої. При бічному перекриванні цих орбіталей з відповідними p-орбіталями іншого sp-гібридизованого атома вуглецю утворюються два π-зв'язку, розташовані у двох взаємно перпендикулярних площинах.
Отже, потрійна зв'язок утворюється із трьох пар узагальнених електронів, тобто. це шестиелектронний зв'язок. Вона є поєднанням одного σ- і двох π-зв'язків. π-Електронна хмара потрійного зв'язку має вигляд циліндра, що охоплює обидва атоми вуглецю.
Приклади розв'язання задач
| Завдання | 1 г алкіну за н.у. займає об'єм 0,56 л.Виведіть молекулярну формулу алкіну. |
| Рішення | Кількість речовини алкіну можна знайти, використовуючи такі формули: |
Отже, можна записати, що
Тоді, молекулярна маса алкіну дорівнюватиме:
Запишемо формулу алкану у загальному вигляді
Виразимо за допомогою неї молекулярну масу алкіну:
Прирівняємо вирази, записані для знаходження молекулярної маси алкіну:
Формулаалкіна має вигляд:
| Завдання | При пропусканні суміші пропану та ацетилену через склянку з бромною водою маса склянки збільшилася на 1,3 г. При повному згорянні такої кількості вихідної суміші вуглеводнів виділилося 14 л (н.у.) оксиду вуглецю (IV). Визначте масову частку пропану у вихідній суміші. |
| Рішення | При пропущенні суміші пропану та ацетилену через склянку з бромною водою відбувається поглинання ацетилену. Запишемо рівняння хімічної реакції, що відповідає цьому процесу: |
Таким чином, значення, на яке збільшилася маса склянки (1,3 г) є масою ацетилену. Знайдемо кількість речовини ацетилену (молярна маса – 26 г/моль):
Запишемо рівняння реакції згоряння ацетилену:
Відповідно до рівняння реакції, до неї вступило 2 моль ацетилену, проте відомо, що 0,05 моль з цієї кількості поглинулося бромною водою. Тобто. виділилося:
Знайдемо загальну кількість оксиду вуглецю (IV):
Запишемо рівняння реакції згоряння пропану:
Враховуючи, що реакції згоряння ацетилену виділилося 0,1 моль оксиду вуглецю (IV), кількість речовини оксиду вуглецю (IV), що виділилося в ході згоряння пропану дорівнює:
0,625 - 0,1 = 0,525 моль СО2.
Знайдемо кількість речовини пропану, що вступив у реакцію горіння. Відповідно до рівняння реакції n(CO2): n(С3Н8) = 3: 1, тобто.
Обчислимо масу пропану (молярна маса 44 г/моль):
Тоді, загальна маса суміші вуглеводнів складе: