Amb el desenvolupament de l'estudi de la química orgànica, es va distingir una classe separada entre un gran grup d'hidrocarburs: "alquins". Aquests compostos solen anomenar-se hidrocarburs insaturats, que contenen en la seva estructura un o més enllaços triples (altres noms són triples carboni-carboni o acetilè), cosa que els distingeix dels alquens (compostos amb dobles enllaços).
En diverses fonts, també podeu trobar un nom comú racional per als alquins: hidrocarburs acetilènics, i el mateix nom per als seus "residus": radicals d'acetilè. Els alquins es presenten a la taula següent amb la seva fórmula estructural i diversos noms.
| Fórmules estructurals | Nomenclatura | |
| Internacional IUPAC | Racional | |
| HC ≡ CH | etina, acetilè | acetilè |
| H3C ‒ C ≡ CH | propina | metilacetilè |
| H3C ‒ CH2 ‒ C≡CH | butin-1 | etilacetilè |
| H3C ‒ C≡C ‒CH3 | butin-2 | dimetilacetilè |
| H3C ‒ CH2 ‒ CH2 ‒ C ≡ CH | pentin-1 | propilacetilè |
| H3C ‒ CH2 ‒ C ≡ C - CH3 | Pentin-2 | metiletilacetilè |
Nomenclatura internacional i racional
Els Alquins en química, segons la nomenclatura IUPAC (transliteració de l'anglès. Unió Internacional de Química Pura i Aplicada), reben noms canviant el sufix "-an" pel sufix "-in" en el nom de l'alcà relacionat, per exemple etan → etí (exemple 1).
Però també podeu utilitzar noms racionals, per exemple: etí → acetilè, propine → metilacetilè (exemple 2), és a dir, adjunteu el nom del radical situat prop del triple enllaç al nom del representant més petit de la sèrie homòloga.
S'ha de recordar que quan es determina el nom de substàncies complexes, on hi ha enllaços dobles i triples, la numeració ha de ser tal que obtinguin els nombres més petits. Si es pot triar entre l'inici de la numeració, comencen amb enllaços dobles, per exemple: pentene-1, -in-4 (exemple 3).
Un cas especial d'aquesta regla són els enllaços dobles i triples equidistants de l'extrem de la cadena, com, per exemple, en la molècula d'hexadiè-1, 3, -en-5 (exemple 4). Cal recordar aquí que la numeració de la cadena començarà amb un doble enllaç.
Per als alquins de cadena llarga (més de С5-С6) es recomana utilitzarNomenclatura internacional IUPAC.
L'estructura d'una molècula amb un triple enllaç
L'exemple més comú de l'estructura d'una molècula d'hidrocarbur acetilènic es presenta per a l'etina, l'estructura de la qual es pot veure a la taula d'alquins. Per facilitar-ne la comprensió, a continuació es mostra un dibuix detallat de la interacció dels àtoms de carboni en una molècula d'acetilè.
La fórmula general d'un alquin és C2H2. Per tant, en el procés de creació d'un triple enllaç hi intervenen 2 àtoms de carboni. Com que el carboni és tetravalent -l'estat excitat de l'àtom- en els compostos orgànics, hi ha 4 electrons no aparellats a l'orbital exterior: 2s i 2p3 (Fig. 1a). En el procés de creació d'un enllaç, es forma un núvol híbrid a partir de núvols d'electrons de l'orbital s- i un p, que s'anomena núvol híbrid sp (figura 1b). Els núvols híbrids dels dos àtoms de carboni estan fortament orientats al llarg d'un eix, la qual cosa fa que la seva disposició lineal (en un angle de 180°) entre si amb parts més petites cap a l'exterior (Fig. 2). Els electrons de la majoria de parts del núvol, quan estan connectats, formen un parell d'electrons i creen un enllaç σ (enllaç sigma, figura 1c).
L'electró no aparellat, situat a la part més petita, uneix el mateix electró a l'àtom d'hidrogen (Fig. 2). Els 2 electrons no aparellats restants a l'orbital p exterior d'un àtom interaccionen amb altres 2 electrons similars del segon àtom. En aquest cas, cada parell de dos orbitals p se solapa segons el principi de l'enllaç π (enllaç pi, figura 1d) i s'orienta en relació al' altre en un angle de 90°. Després de totes les interaccions, el núvol general pren una forma cilíndrica (Fig. 3).
Propietats físiques dels alquins
Els hidrocarburs d'acetilè són de naturalesa molt semblant als alcans i alquens. A la natura, pràcticament no es produeixen, llevat de l'etina, per la qual cosa s'obtenen artificialment. Els alquins inferiors (fins a C17) són gasos i líquids incolors. Es tracta de substàncies de baixa polaritat, com a conseqüència de les quals són poc solubles en aigua i altres dissolvents polars. Tanmateix, es dissolen bé en substàncies orgàniques simples com l'èter, la nafta o el benzè, i aquesta capacitat millora amb l'augment de la pressió en comprimir el gas. Els màxims representants d'aquesta classe (C17 i superior) són les substàncies cristal·lines.
Més informació sobre les propietats de l'acetilè
Com que l'acetilè és el més utilitzat i àmpliament utilitzat, les propietats físiques de l'alquin s'entenen molt bé. És un gas incolor amb una puresa química absoluta i inodor. L'etina tècnica té una olor picant a causa de la presència d'amoníac NH3, sulfur d'hidrogen H2S i fluorur d'hidrogen HF. Aquest gas liquat o gasós és altament explosiu i s'encén fàcilment fins i tot per la descàrrega estàtica dels dits. Així mateix, per les seves propietats físiques, l'alquin, barrejat amb oxigen, dóna una temperatura de combustió de 3150 ° C, la qual cosa permet utilitzar l'acetilè com a bon gas combustible en la soldadura i el tall de metalls. L'acetilè és verinós, per la qual cosa s'ha de tenir molta cura quan es treballa amb aquest gas.
L'acetilè es dissol millor en acetona, especialment en estat liquat, per tant, quan s'emmagatzemen en estat líquid, s'utilitzen cilindres especials plens d'una massa porosa amb acetona distribuïda uniformement sota pressió de fins a 25 MPa..
I quan s'utilitza en estat gasós, el gas s'allibera a través de canonades especials, guiats per la documentació normativa i tècnica i GOST 5457-75 Acetilè dissolt i tècnic gasós. Especificacions”, que descriu la fórmula de l'alquin i tots els procediments per a la verificació i l'emmagatzematge dels hidrocarburs líquids i gasosos anteriors.
Producció d'acetilè
Un dels mètodes és l'oxidació tèrmica parcial del metà CH4 amb oxigen a una temperatura de 1500 °C. Aquest procés també s'anomena cracking oxidatiu tèrmic. Un procés pràcticament similar es produeix durant l'oxidació del metà en un arc elèctric a una temperatura superior a 1500 ° C amb un ràpid refredament dels gasos evolucionats, ja que a causa de les propietats físiques de l'alquin, l'acetilè en una barreja amb metà sense reaccionar pot provocar una explosió. A més, aquest producte es pot obtenir fent reaccionar el carbur de calci CaC2 i aigua a 2000 °C.
Aplicació
Entre els homòlegs, tal com es descriu anteriorment, només l'acetilè ha rebut un ús permanent i a gran escala, i històricament s'ha desenvolupat que el nom racional s'utilitza en la producció.
A causa del seu físic i químicpropietats i un mètode relativament barat per obtenir aquest hidrocarbur s'utilitza en la producció de diversos dissolvents orgànics, cautxús sintètics i polímers.
