Номер 2, страница 306 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 7. Неметаллы. Параграф 43. Азот - номер 2, страница 306.

Условие.

2. Приведите примеры трёх веществ, в молекулах которых есть тройная связь.
Какими общими химическими свойствами они обладают?

Решение.

Решение 2.

Примеры трёх веществ, в молекулах которых есть тройная связь:

1. Ацетилен (этин), химическая формула $C_2H_2$. Это простейший представитель класса алкинов. Структурная формула молекулы: $H-C \equiv C-H$. Тройная связь находится между двумя атомами углерода.

2. Азот, химическая формула $N_2$. Это простое вещество, газ, составляющий основную часть земной атмосферы. В его двухатомной молекуле атомы связаны тройной связью: $N \equiv N$.

3. Циановодород (синильная кислота), химическая формула $HCN$. В молекуле этого вещества тройная связь соединяет атом углерода и атом азота: $H-C \equiv N$.

Ответ: Примерами веществ с тройной связью являются ацетилен ($C_2H_2$), азот ($N_2$) и циановодород ($HCN$).

Общие химические свойства веществ с тройной связью.

Решение

Наличие в молекуле тройной связи, которая состоит из одной прочной $\sigma$-связи (сигма-связи) и двух менее прочных, более доступных для атаки реагентов $\pi$-связей (пи-связей), определяет общие химические свойства таких соединений.

1. Реакции присоединения. Это наиболее характерный тип реакций для соединений с тройными связями. В ходе этих реакций происходит последовательный разрыв $\pi$-связей и присоединение других атомов или групп. Примеры:

• Гидрирование (присоединение водорода). Происходит в присутствии катализаторов. Тройная связь последовательно превращается в двойную, а затем в одинарную. Например, для ацетилена:
$HC \equiv CH + H_2 \xrightarrow{cat} H_2C=CH_2$ (этен)
$H_2C=CH_2 + H_2 \xrightarrow{cat} H_3C-CH_3$ (этан)

• Галогенирование (присоединение галогенов, например, $Br_2, Cl_2$). Обесцвечивание бромной воды является качественной реакцией на наличие кратных (двойных или тройных) связей.
$HC \equiv CH + Br_2 \rightarrow CHBr=CHBr$ (1,2-дибромэтен)

• Гидрогалогенирование (присоединение галогеноводородов, например, $HCl, HBr$).
$HC \equiv CH + HCl \rightarrow H_2C=CHCl$ (винилхлорид)

2. Реакции окисления. Соединения с тройными связями легко окисляются. В зависимости от условий и силы окислителя может происходить разрыв как $\pi$-связей, так и всей тройной связи. Например, алкины обесцвечивают раствор перманганата калия ($KMnO_4$).

Важно отметить, что хотя тип реакций является общим, реакционная способность веществ сильно различается. Например, тройная связь в молекуле азота $N \equiv N$ чрезвычайно прочна (энергия связи ~945 кДж/моль), что делает азот очень инертным газом. Он вступает в реакции присоединения (например, с водородом для синтеза аммиака) только при очень высоких температурах, давлении и в присутствии катализатора. Связь $C \equiv C$ в ацетилене значительно более реакционноспособна.

Ответ: Общими химическими свойствами веществ с тройной связью являются реакции присоединения (гидрирование, галогенирование и др.) и реакции окисления. Эти реакции возможны благодаря наличию в молекулах менее прочных $\pi$-связей. Реакционная способность соединений при этом сильно зависит от природы атомов, образующих тройную связь.