Химическая формула и строение молекулы этилена.

Элементный анализ этилена показывает, что в его состав входят примерно 87,5% углерода и 14,3% водорода. Плотность этилена по отношению к водороду равна 14.

Простейшая формула этилена CH2. Молярная масса, соответствующая этой формуле, следующая:

M = 12 + 2 = 14; M = 14 г/моль

На основе закона Авогадро находим истинную молярную массу этилена:

M = 2D (H2) = 2 * 14 = 28; M = 28 г/моль

Отсюда следует, что простейшую формулу нужно удваивать. Поэтому молекулярная формула этилена C2H4.

В отличии от предельных углеводородов, в молекулах которых между атомами углерода имеется одинарная связь, в молекулах углеводорода ряда этилена между атомами углерода имеется одна двойная связь. Поэтому углеводородам ряда этилена можно дать следующее определение:

Углеводороды с общей формулой CnH2n, в молекулах которых между атомами углерода имеется одна двойная связь, называют углеводородами ряда этилена, или алкенами.

Так как в гибридизации участвуют s - электрон и два p - электрона, то такой ее вид называется sp2 - гибридизацией.

Валентный угол: 120 градусов.

Основные химические свойства.

Этилен — химически активное вещество. Так как в молекуле между атомами углерода имеется двойная связь, то одна из них, менее прочная, легко разрывается, и по месту разрыва связи происходит присоединение, окисление, полимеризация молекул.

Галогенирование:

CH2=CH2 + Br2 → CH2Br—CH2Br

Происходит обесцвечивание бромной воды. Это качественная реакция на непредельные соединения.

Гидрирование:

CH2=CH2 + H — H → CH3 — CH3 (под действием Ni)

Гидрогалогенирование:

CH2=CH2 + HBr → CH3 — CH2Br

Гидратация:

CH2=CH2 + HOH → CH3CH2OH (под действием катализатора)

Эту реакцию открыл A.M. Бутлеров, и она используется для промышленного получения этилового спирта.

Окисление:

Этилен легко окисляется. Если этилен пропускать через раствор перманганата калия, то он обесцветится. Эта реакция используется для отличия предельных и непредельных соединений. Окись этилена — непрочное вещество, кислородный мостик разрывается и присоединяется вода, в результате образуется этиленгликоль. Уравнение реакции:

3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3HOH2C — CH2OH + 2MnO2 + 2KOH

Горение:

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

Полимеризация (получение полиэтилена):

nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n

Применение

Этилен является одним из базовых продуктов промышленной химии и стоит в основании ряда цепочек синтеза. Основное направление использования этилена — в качестве мономера при получении полиэтилена (наиболее крупнотоннажный полимер в мировом производстве). В зависимости от условий полимеризации получают полиэтилены низкого давления и полиэтилены высокого давления.

Также полиэтилен применяют для производства ряда сополимеров, в том числе с пропиленом, стиролом, винилацетатом и другими. Этилен является сырьем для производства окиси этилена; как алкилирующий агент – при производстве этилбензола, диэтилбензола, триэтилбензола.

Этилен применяют как исходный материал для производства ацетальдегида и синтетического этилового спирта. Также он используется для синтеза этилацетата, стирола, винилацетата, хлористого винила; при производстве 1,2-дихлорэтана, хлористого этила.

Этилен используют для ускорения созревания плодов — например, помидоров, дынь, апельсинов, мандаринов, лимонов, бананов; дефолиации растений, снижения предуборочного опадения плодов, для уменьшения прочности прикрепления плодов к материнским растениям, что облегчает механизированную уборку урожая.

В высоких концентрациях этилен оказывает на человека и животных наркотическое действие.