08.01.00 – හයිඩ්‍රොකාබන (ඇල්කේන හා ඇල්කීන)

0
411

හයිඩ්‍රොකාබන යනු,

කාබන් හා හයිඩ්‍රජන් පමණක්  අඩංගු සංයෝග වේ.

  1.  ඇල්කේන
  2. ඇල්කීන
  3. ඇල්කයින
  4. බෙන්සීන්

කාබනික ප්‍රතික්‍රියා වලදී සහසංයුජ බන්ධන බිදීම.

ඕනෑම කාබනික ප්‍රතික්‍රියාවකදී සහසංයුජ බන්ධන බිදීම සිදුවේ.

a) විෂම විච්චේදනය,

බන්ධනයේ ඇති ඉලෙක්ටොන 2කම එකම පරමනුවකට ලැබේ.එවිට කැටායනයක් හා ඇනායනයක් සෑදේ.

යාන්ත්‍රන ලිවීමේදී එය,

b) සම විච්චේදනය,

බන්ධනයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රොන යුගලය සමව බෙදී ගොස් එක් පරමනුවකට එක් ඉලෙක්ටරෝනය බැගින් ලැබේ.එමගින් වියුග්ම ඉලෙක්‍රොනයක් සහිත පරමාණු සෑදෙන අතර ඒවා මුක්තඛන්ඩක ලෙස හදුන්වනු ලැබේ.

යාන්ත්‍රන ලිවීමේදී එය ,

අර්ධ වක්‍ර ඊතල භාවිතා කල යුතුවේ.

ඇලිෆැටික හයිඩ්‍රොකාබන වල , භෞතික ගුණ, හා බන්ධන ස්වාභවය පිළිබදව විමසා බලමු.

ඇල්කේන,

  • ඇල්කේන යනු සංතෘප්ත හයිඩ්‍රොකාබනයකි.එනම් ඒවා කාබන්- හයිඩ්‍රජන් තනි බන්ධන පමණක් ඇති ඒවායි.
  • මෙහිදී සරලම ඇල්කේනය ලෙස මෙතේන් දැක්විය හැකි අතර එහි කාබන් පරමාණුවට හයිඩ්‍රජන් පරමාණු 4ක් බැදී ඇත.
  • කාබන් 2ක්  සම්බන්ද ඇල්කේනය එතේන් වේ.
  • අනිවාර්ය ලෙස  c පරමණුවකට බන්ධන 4ක් පැවතිය යුතුය.
  • ඇලිෆැටික ඇල්කේනවල පොදු සූත්‍රයක් පවතින් අතර එය CnH2n+2 ( මෙහි n=1,2,3..)

දැන් ඇල්කේන වල භෞතික ගුණ ගැන සලකා බලමු.

ද්‍රවාංක තාපාංක         

  • ඇල්කේන නිර්ධ්‍රැවීය  හෝ ඉතා දුබල ලෙස ධ්‍රැවීය වේ.එනම් ඒවයේ පවතින්නේ දුබල අපකිරණ බලයි.

පෘෂ්ඨ වර්ගඵලය වැඩි වන විට අපකිරණ බල වල ප්‍රබලතව වැඩි වේ.

 එමනිසා ද්‍රවාංක තාපාංක ->

                    CH<  CH3CH<  CH3CH2CH3

           කාමර උෂ්ණත්වයේදී,

                     C1 සිට   C4    දක්වා -> වායු

                      C5 සිට  C 18 දක්වා -> ද්‍රව

                      C 18 ට වැඩි          -> ඝන

  • නමුත් එකම අණුක සූත්‍රයක් සදහා අංශදාම ගණන වැඩි වන විට ද්‍රවාංක තාපාංක අඩු වේ.

ජල ද්‍රාව්‍යතාව

  • ඇල්කේන නිර්ද්‍රැවීය වේ.
  • එමනිසා ජලයේ දිය නොවේ.

ඇල්කේන වල ව්‍යුහය සෑදෙන්නේ කෙසේද?

  • සරලම ඇල්කේනය වන මෙතේන් (CH4  )සලකමු.
  • කාබන් පරමාණුව H පරමාණු 4ක් සමග සහසංයුජව බන්ධන 4ක් සාදා ගනී.
  • P කාක්ශික 2ක් පමණක් පවතින බැවින් එයට සාදා ගත හැක්කේ එකිනෙකට ලම්බක බන්ධන 2ක් පමනි.

                  C- 1s2 2s2  2p2

  • 2s කාක්ශිකයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන 2 වියුග්ම වී එකක් p කාක්ශිකය දක්වා ඉහලට ගිය හොත් C පරමණුවට එක් ඉලෙක්ට්‍රොනය බැගින් වන කාක්ශික 4ක් සාදා ගත හැක.
  • මෙතෙන් අණුවේ ඇති එක සමාන C-H බන්ධන 4 පැහැදිලි කිරීම සදහා 2p හා 2s කාක්ශික මිශ්‍ර වේ යැය් සලකනු ලැබේ.
  • ඒ අනුව චතුශ්තලීය ආකාරය්ට සැකසෙන  කාක්ශික 4ක් පවතී.
  • මිශ්‍ර වීමෙන් නව කාක්ශික සෑදීම මුහුම්කරණය යැයි අපි දනිමු.
  • මෙතේන් වල කාබන් මුහුම් කාක්ශික 4 sp3 වන අතර එය සෑදීමට s කාක්ශිකයක් හා p කාක්ශික 3ක් මිශ්‍ර විය යුතුය.මෙවැනි C පරමාණු sp3 මුහුම්කරණය වී ඇතැය් සැල්කේ.
  • එය ප්‍රස්තාරිකව,

ඇල්කේන වල රසායනික ප්‍රතික්‍රියා.

  • ඇල්කේන නිර්ධ්‍රැවීය බැවින් ඉතා ඉහල  ඍණ හෝ අධික ධන වන පරමාණු වලින් සමන්විත නොවේ.
  • එමනිසා OH,CN,H+වැනි සුලබ ධ්‍රැවීය ප්‍රතිකාරක සමග ප්‍රතික්‍රියා නොවේ.

පළමුව ඇල්කේන සාදා ගන්නා ආකාරය බලමු.

       1. ඇල්කීන උත්ප්‍රෙරිත හයිඩ්‍රජනීකරනය මගින්

  • මෙහිදී උත්ප්‍රෙරකයක් ලෙස Ni,Pd,Pt ඇති විට ඇල්කීන H2 සමග ප්‍රතික්‍රියා කර අනුරූප ඇල්කේනය සාදයි.

2. ඇල්කයින උත්ප්‍රෙරිත හයිඩ්‍රජනීකරන්‍යෙන්

3. ඇල්ඩිහයිඩ කීටෝන ක්ලෙමෙන්සන් ඔක්සිහරණයෙන්

  • අමතර

මෙහිදී සා.HCl වෙනුවට සා.DCl  භාවිතා කල විට,

4. ග්‍රීනාඩ් ප්‍රතිකාරකයට ජලය එක් කිරීමෙන්,

H2O වෙනුවට D2O දැමූ විට,

ග්‍රීනාඩ් ප්‍රතිකාරකය සාදා ගන්නේ කෙසේද,

5. ග්‍රීනාඩ් ප්‍රතිකාරකය  හා ඇල්කිල් හේලයිඩ අතර ප්‍රතික්‍රියාවෙන්,

දැන් ඇල්කේන මගින් කල හැකි ප්‍රතික්‍රියා මොනවාද?

  • මෙහිදී ඇල්කේන හැලජන සමග ප්‍රතික්‍රියාව පමණක් සලකනු ලැබේ.

CH4 හා Cl2 අතර ප්‍රතික්‍රියාව සලකමු.  (මෙතේන් ක්ලෝරිනීකරණය)

  • පාරජම්බූල කිරණ හමුවේ Cl2 අණු සමවිච්චේදනය වී Cl. මුක්තඛණ්ඩක සෑදේ.
  • එය CH3 සමග ප්‍රතික්‍රියා කර CH3Cl,CH2Cl2,CHCl3,CCl4 මිශ්‍රණයක් සෑදේ.
  • මෙම යාන්ත්‍රණය පියවර 3කින් සමන්විතයි.
  1. දාම ආරම්භක පියවර
  2. දාම ව්‍යාප්ති පියවර
  3. දාම අවසන් පියවර
  • දාම ආරම්භක පියවර

CH4 හා Cl2 අඩංගු මිශ්‍රණයකට විසරිත හිරු එලිය වැටීමට සැලැස්වූ විට Cl2 පහත ලෙස සමවිච්චේදනය වේ.

  • දාම ව්‍යාප්ති පියවර

 ඉහතින් සෑදෙන් Cl. මුක්තඛණ්ඩක CH4 මත පහත ලෙස ප්‍රතික්‍රියා  වේ.

ඉන්පසු පහත පටිපාටියට අනුව සිදුවේ,

මෙම දාමය අවසන් වනුයේ දාම අවසාන ප්‍රතික්‍රියා වලිනි.

  • දාම අවසන් පියවර

එමනිසා  ප්‍රතික්‍රියාවේදී ඵල මිශ්‍රණයක් සෑදෙන බව නිරීක්ෂණය කිරීමට පුලුවන.

ඇල්කීන

  •  ඇල්කීන අසංතෘප්ත හයිඩ්‍රෝකාබනයකි.C-C අතර අවම වශයෙන් එක් ද්විත්ව බන්ධනයක් හෝ පවතී.
  • එසේ ද්විත්ව බන්ධන 1ක් අඩංගු ඇල්කීන වල පොදු අණුක සූත්‍රය CnH2n වේ.
  • තනි,ද්විත්ව,ත්‍රිත්ව බන්ධන වල ශක්තිය හා දිග
  • ඒ අනුව බන්ධන දිග,

                                                                                                                                            ලෙස වැඩි වේ.

ඇල්කීන වල භෞතික ගුණ

1. ද්‍රවාංක තාපංක

  •  ඇල්කීන වල තපාංකය එම පරමාණු ගණනම ඇති ඇල්කේන වල තාපාංකයට ආසන්නව සමාන වේ.
  • ඇල්කීන වල තාපාංකය ඇල්කේන වලදී මෙන් මවුලික ස්කන්ධය ( දාමයේ දිග)වැඩි වීමත් සමග වැඩි වේ.
  • ඇල්කීන වල සිස් හා ට්‍රාන්ස් අවස්ථා සැලකූ විට සිස් ආකාරයේ තාපාංකය වැඩිය.ඊට හේතුව වනුයේ සිස් ආකාරය ට්‍රාන්ස් ආකාරයට වඩා ධ්‍රවීය වීමයි.

ඇල්කීන වල ව්‍යුහය කෙසේද?

  • සරලම ඇල්කීනය C2H4 (එතීන්) සලකමු.
  • එහි සෑම C පරමාණුවක්ම SP2 මුහුම්කරණය වී ඇති අතර එකම තලයේ පවතින සර්වසම SP2 මුහුම් කාක්ශික 3ක් ඇත. ඒවා සමපාද ත්‍රිකෝණයක මුලු 3හි පවතින  අතර මුහුම් නොවූ P කාක්ශිකය තලයට ලම්භකව පිහිටයි.
  • මෙම SP2 කාක්ශික සෑදෙනුයේ 2S කාක්ශිකයක් හා 2P කාක්ශික 2ක් මිශ්‍රවීමෙනි.තවද මුහුම් නොවූ 2P කාක්ශිකයක්ද ඉතුරු වේ.
  • SP2 කාක්ශික රේඛීයව අතිච්චාදනය වි සිග්මා බන්ධනය්ක්ද ,
  • 2P කාක්ශික  පාර්ශ්විකව අතිච්චාදනය වී ෆයි බන්ධනයක්ද සෑදේ.
  • එතීන් වල C පරමණු 2කේම මුහුම්කරණය SP2 නිසා අණුව එකම තලයක පිහිටයි.බන්ධන 2ක් අතර කෝණය 120′ කි.

ඇල්කීන වල ප්‍රතික්‍රියා

  • ඇල්කීන අවම වශයෙන් සිග්මා බන්ධනයකින් හා ෆයි බන්ධනයකින් සෑදී ඇති බැවින් එහි ඉලෙක්ට්‍රෝන ඝනත්වය වැඩිය .එවිට ඉලෙක්ට්‍රෝන ඌන ප්‍රභේද(ඉලෙක්ට්‍රෝෆයිල) ආකර්ශනය කර ගැනීමට හැකිය.
  • ප්‍රතික්‍රියා වීමේදී ද්විත්ව බන්ධනය බිදහෙලන නිසා ඇල්කීන වල ලාක්ෂණික ප්‍රතික්‍රියා විශේෂය වනුයේ ඉලෙක්ට්‍රෝෆිලික ආකලන යි.

පළමුව ඇල්කීන පිලියෙල  කරගනිමු.

1. ඇල්කොහොල විජලකරණයෙන්,

  • මේ සදහා විජලකාරක භාවිතා කෙරේ.බහුලවම භාවිතා වනුයේ සා.H2SO4 හා නිර්ජල Al2O3 ය.

2. ඇල්කිල් හේලයිඩ නිර්හයිඩ්‍රො හැලජනීකරනය මගින්,

  • ඇල්කිල් හේලයිඩයක් එතනෝලීය KOH සමග රත් කල විට ඇල්කීනයක් ලැබේ.

ඇල්කීන වලින් සිදුකරන ප්‍රතික්‍රියා

1. හයිඩ්‍රජන් හේලයිඩ ආකලනය (HBr,HCL,HI)

  •  හයිඩ්‍රජන් හේලයිඩ අණුවක් H&+-Br&- ලෙස අයණීකරණය වී පවතී.එවිට ඇල්කීනයේ ද්විත්ව බන්ධනය සමග H+ අයනය ප්‍රතික්‍රියා වේ.
  • එවිට H-Br බන්ධනය බිදී Brනිදහස් වේ.
  • මෙහිදී අතරමැදියක් ලෙස  කාබෝකැටායනයක් සෑදේ.
  • (+) ආරෝපිත C පරමාණුවට සම්බන්ධ වී ඇති H පරමණු ගණන අනුව ඒවා,

                                           1.  ප්‍රාථමික

                                           2.  ද්විතීක

                                           3.  තෘතීක

                                                                              ලෙස වර්ගීකරණය කෙරේ.

  • ඒවායේ ස්ථායීතාව,     

                                                                                                                     ලෙස අඩු වේ.

  • අසමමිතික ඇල්කයින (CH3-CH=CH2) හයිඩ්‍රජන් හේලයිඩ සමග ප්‍රතික්‍රියාවේදී H+ සම්බන්ධ වූ පසු වෙනස් කාබෝකැටායන 2ක් සෑදේ.එහි වඩාත් ස්ථායී කැටායනය පහසුවෙන් සෑදේ.

 මාකෝනිකොෆ් නියමය

  • අසමමිතික ඇල්කීන වලට ධ්‍රැවීය අණු ආකලනය වීමේදී එම අණුවේ(+) කොටස සම්බන්ධ වන්නේ ද්විත්ව බන්ධනය අඩංගු C පරමාණු 2න් වැඩිම H සංඛ්‍යාවක්  අඩංගු පරමාණුවටයි.එමගින් ප්‍රධාන ඵලය ලැබේ.
  • ප්‍රොපීන් වලට HBr ආකලනයේ යාන්ත්‍රණය සලකමු.
  • ප්‍රතික්‍රියා මාධ්‍යයේ පෙරොක්සයිඩ ඇති විට(H2O2) ඉහත ක්‍රියාවලිය මාකෝනිකොෆ් නියමයට  ප්‍රතිවිරුද්ධව සිදුවේ.
  • එනම් පෙරොක්සයිඩ ඇතිවිට  Brසම්බන්ධ වන්නේ H පරමාණු වැඩි C පරමාණුවටයි.

2. බ්‍රොමීන් ආකලනය

  • Br2 යනු නිර්ධ්‍රවීය අණුවකි.නමුත් එය en  වලින් පොහොසත් ද්විත්ව බන්ධනයක් සමග ප්‍රතික්‍රියාවීමේදී එහි ද්වීධ්‍රැවයක්  ප්‍රේරණය වේ.
  • ද්විත්ව බන්ධනයට සමීප Br පරමණුවට භාගික + ආරෝපණයක් ලැබේ.
  • පළමු පියවරේදී චක්‍රීය බ්‍රොමෝනියම් අයනය සෑදේ.
  • දෙවන පියවරේදී ඉතිරි බ්‍රොමයිඩ් අයනය (Br) නියුක්ලියෝෆයිලයක් ලෙස (en ඝනත්වය වැඩි ) ලෙස ක්‍රියා කරමින් පහත ලෙස ප්‍රතික්‍රියා වේ.

3. සාන්ද්‍ර සල්ෆියුරික් අම්ල ආකලනය හා ඵලයේ ජල විච්චේදනය

  • ඇල්කීන සා.H2SO4 සමග ප්‍රතික්‍රියාවේදී ඇල්කිල් හයිඩ්‍රජන් සල්ෆේට් සාදයි.
  • මෙයද අතර මැද කාබෝකැටායනයක් හරහා සිදුවෙයි.
  • මෙම ලැබෙන ඵලය  ජලයෙන් තනුක කර රත් කල විට ජල විච්චේදනය වී ඇල්කොහොල ලබා දේ.
  • මෙය ඍජුවම ත.H2SO4 ආකලනය මගින් ද මෙම ඵලය ලබා ගත හැක.

4. උත්ප්‍රෙරිත හයිඩ්‍රජනීකරණය මගින්

  •  මෙහිදී Pt,Pd,Ni වැනි උත්ප්‍රෙරක හමුවේ H2 ප්‍රතික්‍රියා කර ඇල්කීන-> ඇල්කේන බවට පත් කරයි.

5. සිසිල් තනුක ක්ෂාරීය KMnO4 සමග ප්‍රතික්‍රියාවෙන්

  • මෙම ද්‍රාවණය සමග ඇල්කීන ප්‍රතික්‍රියා කර ඩයෝල/ග්ලයිකෝල් සාදයි.
  • මෙහිදී KMnO4 වල දම් පැහැය නැති වී දුඹුරු පැහැති MnO2 සෑදේ.

ඇල්කීන වලට පොඩි සාරාංශයක්,

  • මතක තියාගන්න (පෙරොක්සයිඩ නැති විට ) ද්විත්ව බන්ධනයකට H+ ආදේශ වන්නේ  H  වැඩි C පරමාණුවටයි.
  • H+ ඉවත් වනුයේ H අඩු C පරමාණුවෙනි.

ඇල්කීන සදහා Mind Map


ඉදිරියේදී ප්‍රශ්න ඇතුලත් වන්නේ මෙතනටයි.

ඔබේ අදහස් හා ප්‍රශ්න ඇතුළත් කරන්න.