Алкины – это непредельные углеводороды, молекулы которых содержат тройную связь. Представитель – ацетилен, гомологи его:
Общая формула – CnH2n-2.
Строение алкинов.
Атомы углерода, которые образуют тройную связь, находятся в sp-гибридизации. σ-связи лежат в плоскости, под углом 180 °С, а π-связи образованы путем перекрывания 2х пар негибридных орбиталей соседних атомов углерода.
Изомерия алкинов.
Для алкинов характерна изомерия углеродного скелета, изомерия положения кратной связи.
Пространственная изомерия не характерна.
Физические свойства алкинов.
В нормальных условиях:
С2-С4 – газы;
С5 –С16 – жидкости;
С17 и более – твердые вещества.
Температуры кипения алкинов выше, чем у соответствующих алканов.
Растворимость в воде незначительна, немного выше, чем у алканов и алкенов, но все равно очень мала. Растворимость в неполярных органических растворителях высокая.
Получение алкинов.
1. Отщепление 2х молекул галогенводорода от дигалогенавконов, которые находятся либо у соседних атомов углерода или у одного. Отщепление происходит под воздействием спиртового раствора щелочи:
2. Действие галогеналканов на соли ацетиленовых углевородородов:
Реакция протекает через образование нуклеофильного карбаниона:
3. Крекинг метана и его гомологов:
В лаборатории ацетилен получают:
Химические свойства алкинов.
Химические свойства алкинов объясняет наличие тройной связи в молекуле алкина. Типичная реакция для алкинов – реакция присоединения, которая протекает в 2 стадии. На первой происходит присоединение и образование двойной связи, а на второй – присоединение к двойной связи. Реакция у алкинов протекает медленнее, чем и алкенов, т.к. электронная плотность тройной связи «размазана» более компактно, чем у алкенов, и поэтому менее доступна для реагентов.
1. Галогенирование. Галогены присоединяются к алкинам в 2 стадии. Например,
А суммарно:
Алкины также как алкены обесцвечивают бромную воду, поэтому эта реакция является качественной и для алкинов.
2. Гидрогалогенирование. Галогенводороды присоединяются к тройной связи несколько тружднее, чем к двойной. Для ускорения (активации) процесса используют сильную кислоту Льюиса – AlCl3. Из ацетилена при таких условиях модно получить винилхлорид, который идет на производства полимера – поливинилхлорида, имеющего важнейшее значение в промышлености:
.
Если же галогенводород в избытке, то реакция (особенно у несимметричных алкинов) идет по правилу Марковникова:
3. Гидратация (присоединение воды). Реакция протекает только в присутствии солей ртути (II) в качестве катализатора:
На 1ой стадии образуется непредельный спирт, в котором гидроксигруппа находится у атома углерода, образующего двойную связь. Такие спирты называются виниловыми или фенолами.
Отличительная черта таких спиртов – неустойчивость. Они изомеризуются в более стабильные карбонильные соединения (альдегиды и кетоны) вследствие переноса протона от ОН-группы к углероду при двойной связи. При этом π-связь рвется (между атомами углерода), и образуется новая π-связь между атомомами углерода и атомом кислорода. Такая изомеризация происходит из-за большей плотности двойной связи С=О по сравнению с С=С.
Только ацетилен превращается в альдегид, его гомологи - в кетоны. Реакция протекает по правила Марковникова:
Эта реакция носит названия – реакции Кучерова.
4. Те алкины, которые имеют концевую тройную связь, могут отщеплять протон под действием сильных кислотных реагентов. Такой процесс обусловлен сильной поляризацией связи 
.
Причиной поляризации служит сильная электроотрицательность атома углерода в sp-гибридизации, поэтому алкины могут образовывать соли – ацетилениды:
Ацетилениды меди и серебра легко образуются и выпадают в осадок (при пропускании ацетилена через аммиачный раствор оксида серебра или хлорида меди). Эти реакции являются качественными на концевую тройную связь:
Полученные соли легко разлагаются под действием HCl, в результате выделяется исходный алкин:
Поэтому алкины легко выделить из смеси других углеводородоров.
5. Полимеризация. При участии катализаторов алкины могут реагировать друг с другом, причем в зависимости от условий, могут образовываться различные продукты. Например, под воздействием хлорида меди (I) и хлорида аммония:
Винилацетилен (полученное соединение) присоединяет хлороводород, образуя хлорпрен, который служит сырьем для получения синтетического каучука:
6. Если ацетилен пропускать через уголь при 600 ºС, получают ароматическое соединение – бензол. Из гомологов ацетилена, получают гомологи бензола:
7. Реакция окисления и восстановления. Алкины легко окисляются перманганатом калия. Раствор обесцвечивается, т.к. в исходном соединении есть тройная связь. При окислении происходит расщепление тройной связи с образованием карбоновой кислоты:
В присутствие металлических катализаторов происходит восстановление водородом:
Применение алкинов.
На основе алкинов производят много различных соединений, имеющих широкое применение в промышленности. Например, получают изопрен – исходное соединения для производства изопренового каучука.
Ацетилен используют для сварки металлов, т.к. процесс его горения весьма экзотермичный.