Pojedyncze, podwójne, potrójne- czy ilość ma znaczenie?
W ulice oświetlano tzw. gazem węglowymgazem węglowym. Zauważono wówczas, że w bezpośrednim sąsiedztwie lamp, drzewa szybciej traciły liście. Teraz wiemy, że przyczyną tego zjawiska był etylen – hormon roślinny odpowiedzialny za dojrzewanie roślin oraz ich przekwitanie. Etylen to zwyczajowa nazwa związku chemicznego - etenu, wchodzącego w skład wspomnianego gazu węglowego. Ze względu na swoje właściwości, jest używany do regulowania wzrostu upraw i przyspieszania dojrzewania owoców. Do jakiej grupy związków należy eten? Jak jest zbudowany i w jaki sposób możemy go otrzymać?

Eten
Podczas prac nad składem ropy naftowej, chemicy, oprócz węglowodorów nasyconych, wydzielili inną grupę związków organicznych. Ich najprostszym przedstawicielem jest związek chemiczny o nazwie eten, zwyczajowo zwany etylenem. To bezbarwny gaz o charakterystycznym zapachu. Jego cząsteczka jest zbudowana z dwóch atomów węgla i czterech atomów wodoru.
Na podstawie położenia węgla w układzie okresowym przewidujemy, że jego atom ma cztery elektrony walencyjne. Aby uzyskać konfigurację elektronową poziomu walencyjnego najbliższego helowca (neonu), atom węgla może zatem uwspólnić elektrony walencyjne maks. z czterema innymi atomami, tworząc tym samym cztery wiążące pary elektronowe – cztery wiązania kowalencyjne. Dlatego atomy węgla w związkach organicznych są zawsze czterowartościowe.
Wykorzystując zestaw modeli atomów lub kolorową plastelinę i wykałaczki (lub zapałki), zaproponuj i skonstruuj model cząsteczki etenu. Uwzględnij informację, że kąt pomiędzy wiązaniami atomu węgla z atomami wodoru w cząsteczce etenu wynosi .
W cząsteczce etenu atomy węgla są połączone ze sobą wiązaniem podwójnym (wielokrotnym). Każdy z nich jest połączony z dwoma atomami wodoru. Skład i budowę cząsteczki etenu możemy przedstawić, podobnie jak to miało miejsce w przypadku cząsteczek alkanów, za pomocą wzoru sumarycznego, strukturalnego oraz półstrukturalnego.
Wykorzystując, skonstruowany w poleceniu , model cząsteczki etenu, zapisz jej wzór sumaryczny, a następnie narysuj wzór strukturalny i półstrukturalny.
Wykorzystując skonstruowany w poleceniu model cząsteczki etenu, zapisz jej wzór sumaryczny, a następnie napisz jak będzie wyglądał wzór strukturalny i półstrukturalny.
Węglowodory, w cząsteczkach których między atomami węgla występuje przynajmniej jedno wiązanie wielokrotne (podwójne lub potrójne), nazywamy węglowodorami nienasyconymi.
Węglowodory nienasycone – alkeny
Eten jest pierwszym przedstawicielem grupy związków chemicznych o nazwie alkenyalkeny. Alkenami nazywamy węglowodory, w których cząsteczkach – między atomami węgla – znajduje się jedno wiązanie podwójne (należące do wiązań wielokrotnych), a pozostałe są wiązaniami pojedynczymi.
Alkeny, podobnie jak alkany (należące do węglowodorów nasyconych) tworzą szereg homologicznyszereg homologiczny.
Nazwy systematyczne alkenów tworzy się z nazw odpowiednich alkanów, o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczkach, zamieniając przyrostek „-an” (w nazwie alkanu) na przyrostek „-en”, tak jak to zobrazowano w poniższej tabeli.

Wykorzystując zestaw modeli atomów lub kolorową plastelinę i wykałaczki (lub zapałki), zaproponuj i skonstruuj model cząsteczki propenu – alkenu, który zawiera trzy atomy węgla w cząsteczce. W oparciu o skonstruowany model, ustal, ile atomów wodoru znajduje się w cząsteczce propenu.
Zwróć uwagę, że podobnie jak w przypadku cząsteczek etenu i propenu , wszystkie zaproponowane przez Ciebie w poleceniu pięć cząsteczki, zawierają dwa razy więcej atomów wodoru niż atomów węgla. W oparciu o tę informację, możemy zapisać wzór ogólny szeregu homologicznego alkenów:
gdzie n to liczba atomów węgla w cząsteczce alkenu, która nie może być mniejsza niż .
Dane są dwa alkeny:
alken , którego cząsteczki zbudowane są z pięciu atomów węgla;
alken , którego cząsteczki zbudowane są z atomów wodoru.
Wykorzystując wzór ogólny szeregu homologicznego alkenów, napisz wzory sumaryczne cząsteczek opisanych alkenów oraz . Następnie obejrzyj animację i zweryfikuj poprawność wykonania zadania.
Wiesz już, że do przedstawienia budowy cząsteczek węglowodorów wykorzystujemy wzory strukturalne i półstrukturalne. Te pierwsze uwzględniają wszystkie wiązania obecne w cząsteczkach (zarówno wiązania pomiędzy sąsiednimi atomami węgla, jak i wiązania pomiędzy atomami węgla i wodoru). Z kolei wzory półstrukturalne uwzględniają obejmują wiązania pomiędzy atomami węgla w cząsteczkach. Podobnie jak to miało miejsce dla alkanów, cząsteczki alkenów mogą być zbudowane z prostych lub rozgałęzionych łańcuchów węglowych.
Narysuj możliwe wzory strukturalne alkenu, którego cząsteczki zbudowane są z czterech atomów węgla, połączonych w prosty (nierozgałęziony) łańcuch. Następnie narysuj odpowiadające im wzory półstrukturalne. W przypadku wątpliwości, przeanalizuj schemat postępowania podczas rysowania wzorów strukturalnych i półstrukturalnych.
W cząsteczkach węglowodorów nienasyconych wiązanie wielokrotne może występować między różnymi atomami węgla. Zjawisko to nazywamy izomerią położeniową – izomerią położenia wiązania wielokrotnego. Narysowane przez Ciebie w poleceniu siedem wzorów, ukazują dwa różne związki chemiczne, należące do tej samej grupy związków organicznych (alkenów). Mają one ten sam wzór sumaryczny, ale różnią się strukturą. Związki te są względem siebie izomeramiizomerami. Podając ich nazwy, musimy uwzględnić położenie wiązania podwójnego w cząsteczce (tzw. lokant wiązania). W tym celu, w nazwie alkenu, przed przyrostkiem -en, umieszczamy cyfrę wskazującą, przy którym atomie węgla wiązanie podwójne ma swój początek.

Węglowodory nienasycone – alkiny
Inną grupą węglowodorów nienasyconych są związki, w cząsteczkach których między atomami węgla występuje jedno wiązanie potrójne, a pozostałe to wiązania pojedyncze. Są to alkinyalkiny. Podobnie jak alkany i alkeny, tworzą szereg homologiczny, którego pierwszym przedstawicielem jest etyn, zwyczajowo zwany acetylenem. Cząsteczka etynu zbudowana jest z dwóch atomów węgla i dwóch atomów wodoru.
Wykorzystując zestaw modeli atomów lub kolorową plastelinę i wykałaczki (lub zapałki), zaproponuj i skonstruuj model cząsteczki etynu. Konstruując model uwzględnij informację, że wszystkie budujące ją atomy leżą w jednej linii.
Budowę cząsteczki etynu możemy przedstawić za pomocą wzorów: sumarycznego, strukturalnego i półstrukturalnego, jak poniżej.

Nazwy systematyczne alkinów tworzy się z nazw odpowiednich alkanów, o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczkach, zamieniając przyrostek „-an” (w nazwie alkanu) na przyrostek „-yn”, tak jak to zobrazowano w poniższej tabeli.

Wzór ogólny szeregu homologicznego alkinów ma postać:
gdzie n to liczba atomów węgla w cząsteczce alkinu, która nie może być mniejsza niż .
Dane są dwa alkiny:
Alkin , którego cząsteczki zbudowane są z ośmiu atomów węgla;
Alkin , którego cząsteczki zbudowane są z ośmiu atomów wodoru.
Wykorzystując wzór ogólny szeregu homologicznego alkinów, napisz wzory sumaryczne cząsteczek opisanych alkinów oraz .
Cząsteczki alkinów (tak jak cząsteczki alkanów i alkenów) mogą być zbudowane z prostych lub rozgałęzionych łańcuchów węglowych. Rysując wzory strukturalne i półstrukturalne cząsteczek alkinów, które są złożone przynajmniej czterech atomów węgla, połączonych w łańcuch prosty, musimy uwzględnić różne możliwości położenia potrójnego wiązania węgiel‑węgiel. Różnice w położeniu wiązania wielokrotnego rzutują z kolei na potrzebę podawania w nazwie alkinu jego położenia (lokanta) przed przyrostkiem „-yn”.
Narysuj możliwe wzory strukturalne i półstrukturalne alkinu, którego cząsteczki zbudowane są z pięciu atomów węgla, połączonych w prosty (nierozgałęziony) łańcuch. Czy potrafisz nazwać narysowane związki chemiczne?
Zastanów się i napisz, jak będą wyglądać wzory strukturalne i półstrukturalne alkinu, którego cząsteczki zbudowane są z pięciu atomów węgla, połączonych w prosty (nierozgałęziony) łańcuch. Czy potrafisz nazwać te związki chemiczne?
W jednej z metod otrzymywania etynu (acetylenu) wykorzystuje się związek chemiczny o nazwie zwyczajowej karbid , używany dawniej jako paliwo do lamp, tzw. karbidówek, a obecnie stosuje się go w ogrodnictwie jako środek odstraszający krety. Zapoznaj się z poniższym filmem, który obrazuje przebieg doświadczenia pozwalającego na otrzymanie etynu z karbidu, a następnie zastanów się i odpowiedz na pytanie, jaką właściwość musi mieć etyn, jeżeli można go „zbierać” w sposób przedstawiony w materiale filmowym.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RtrXMvYow5rqA
Na filmie przedstawiono sposób otrzymywania etynu (acetylenu).
Podsumowanie
Do węglowodorów nienasyconych zaliczamy takie, w których cząsteczkach między atomami węgla, poza wiązaniami pojedynczymi, obecne jest przynajmniej jedno wiązanie wielokrotne (podwójne lub potrójne).
Alkeny to węglowodory nienasycone, w których cząsteczkach, między atomami węgla, występuje jedno wiązanie podwójne.
Alkiny to węglowodory nienasycone, w których cząsteczkach, między atomami węgla, występuje jedno wiązanie potrójne.
Alkeny tworzą szereg homologiczny o wzorze ogólnym .
Alkiny tworzą szereg homologiczny o wzorze ogólnym .
Słownik
węglowodory nienasycone; związki organiczne zbudowane z atomów węgla i wodoru, zawierające między atomami węgla, poza wiązaniami pojedynczymi, jedno wiązanie podwójne; tworzą szereg homologiczny, którego wzór ogólny można zapisać jako
węglowodory nienasycone; związki organiczne zbudowane z atomów węgla i wodoru, zawierające między atomami węgla, poza wiązaniami pojedynczymi, jedno wiązanie potrójne; tworzą szereg homologiczny, którego wzór ogólny można zapisać jako
mieszanina gazów otrzymywanych w wyniku termicznego rozkładu węgla bez dostępu powietrza (tzw. odgazowania węgla); w skład wchodzą m.in. tlenek węgla , tlenek węgla , węglowodory lekkie (np. metan , etan , eten , wodór oraz zanieczyszczenia (np. siarkowodór .
związki chemiczne o takim samym wzorze sumarycznym różniące się strukturą (np. sposobem lub kolejnością powiązania atomów w cząsteczkach)
zbiór związków chemicznych, o podobnej budowie i właściwościach chemicznych, różniących się między sobą o grupę (tzw. grupę metylenową) lub jej wielokrotność w cząsteczkach; związki należące do szeregu homologicznego nazywamy homologami; wzory sumaryczne wszystkich związków chemicznych należących do danego szeregu homologicznego, można zapisać za pomocą wzoru ogólnego









