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9.1 : アルキンの構造と物性

導入:

自然界では、炭素と水素の両方を含む化合物は「炭化水素」として知られています。 脂肪族炭化水素は、その分子に飽和単結合 (つまり、アルカン) または不飽和二重結合または三重結合が含まれる化合物です。 アルケンは炭素-炭素二重結合を含み、構造式 C_nH_2n を持ちます。 炭素-炭素三重結合を含む不飽和炭化水素は「アルキン」と呼ばれ、構造式はC_nH_2n-2で表されます。

最も単純なアルキンはエチンまたはアセチレンです。これは無色の気体で、高温で燃焼し、溶接の燃料として使用されます。 アルキンは、天然および合成起源のさまざまな物質に含まれています。 たとえば、南米のアマガエルから得られる毒には天然のアルキンが含まれています。 一方、合成アルキン含有化合物は、エチニルエストラジオールなどの経口避妊薬などの医薬品において重要な役割を果たしています。 セレギリンなどの他のアルキンベースの薬剤は、パーキンソン病の治療に合成ドーパミンまたは L-ドーパと組み合わせて使用されます。

アルキンのハイブリッド化:

アルキンの三重結合は、炭素-炭素 (C-C) 結合の sp 軌道が重なり合ってシグマ (σ) 結合を形成し、2p_y 軌道と 2p_z 軌道が横方向に重なり合って 2 つのパイ (π) 結合を形成することによって発生します。 それぞれ。 炭素の sp 軌道と水素原子の 1s 軌道が重なると、アルキンの炭素 - 水素 (C-H) sp-1s シグマ結合が形成されます。 アルキンは 50% の s 特性を持つ sp ハイブリッド形成を示します。 s 軌道内の電子は p 軌道よりも低いエネルギーを示すため、原子の s 特性が増加すると電気陰性度が増加します。

分子の幾何学: 結合長、結合角、結合強度

軌道の横方向の重なりを伴う sp ハイブリッド形成により、アルキンは結合角 180° の直線状の幾何学幾何学的配置を持ちます。 アセチレンにおける C-C 三重結合の長さは 121 pm または 1.21 Å と測定されます。これは、保持する結合の数が増加するため、アルケン (134 pm または 1.34 Å) やアルカン (153 pm または 1.53 Å) よりも短くなります。 2つの炭素が一緒になったもの。

アルキンの C-H 結合 (アセチレンでは 1.06 Å) も、水素と sp-1s σ 結合を形成する sp 混成炭素軌道の s 特性が増加するため、アルケンやアルカンの C-H 結合に比べて短くなります。 s 軌道の電子は、エネルギーが低いことに加えて、p 軌道の電子よりも原子核に近く、より強く結合されています。 結果として、S 字が大きいほど結合の強さが増します。 したがって、アルキンの C-C 三重結合と C-H 結合は、主に s 特性の増加により、アルケンやアルカンのものよりも短くて強力です。 アルキンの結合解離エネルギーは 966 kJ または 231 kcal/mol で、これらの短くて強い結合が存在するため、これはアルカンやアルケンの結合解離エネルギーよりも高くなります。

アルキンの物理的性質:

アルキンは、親アルカンまたはアルケンと同様の物理的特性を示します。 これらは水よりも密度が低い非極性化合物であり、水および極性溶媒には不溶です。 ただし、非極性有機溶媒に対しては良好な溶解性を示します。 エチンやプロピンなどの低分子量アルキンは室温で気体として存在しますが、1-オクチンや1-デシンなどの高分子量アルキンは液体です。

タグ

AlkynesHydrocarbonsAliphatic HydrocarbonsAlkanesAlkenesEthyneAcetyleneCombustionWelding FuelNatural AlkynesSynthetic AlkynesOral ContraceptivesEthynylestradiolSelegilineParkinson s DiseaseHybridization Of AlkynesSigma BondPi Bonds

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