অ্যালকেনস: হ্যালোজেনেশন। হ্যালোজেনের জন্য একটি অ্যালকেন অণুতে এক বা একাধিক হাইড্রোজেন পরমাণুর প্রতিস্থাপনের প্রতিক্রিয়া

2024 লেখক: Angel Austin | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-02 17:42

অ্যালকেন নিষ্ক্রিয় হওয়া সত্ত্বেও, তারা হ্যালোজেন বা অন্যান্য ফ্রি র্যাডিকেলের সাথে মিথস্ক্রিয়া করার সময় প্রচুর পরিমাণে শক্তি মুক্ত করতে সক্ষম। অনেক শিল্পে অ্যালকেন এবং তাদের সাথে প্রতিক্রিয়া ক্রমাগত ব্যবহৃত হয়৷

অ্যালকেনস তথ্য

Alkanes জৈব রসায়নে একটি গুরুত্বপূর্ণ স্থান দখল করে আছে। রসায়নে অ্যালকেনসের সূত্র হল CH_{2n+2। অ্যারোমেটিক্সের বিপরীতে, যার একটি বেনজিন রিং রয়েছে, অ্যালকেনগুলিকে অ্যালিফ্যাটিক (অ্যাসাইক্লিক) হিসাবে বিবেচনা করা হয়।}

যেকোন অ্যালকেনের অণুতে, সমস্ত উপাদান একটি একক বন্ধনের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে। অতএব, পদার্থের এই গ্রুপের শেষ "-an" আছে। তদনুসারে, অ্যালকিনের একটি ডবল বন্ড থাকে এবং অ্যালকিনের একটি ট্রিপল বন্ড থাকে। উদাহরণস্বরূপ, অ্যালকোডিনগুলির দুটি ডাবল বন্ড রয়েছে৷

অ্যালকেনস হল স্যাচুরেটেড হাইড্রোকার্বন। অর্থাৎ, তারা সর্বাধিক সংখ্যক H (হাইড্রোজেন) পরমাণু ধারণ করে। একটি অ্যালকেনের সমস্ত কার্বন পরমাণুর অবস্থান sp³ - সংকরায়ন। এর মানে হল যে অ্যালকেন অণুটি টেট্রাহেড্রাল নিয়ম অনুযায়ী নির্মিত হয়। মিথেন অণু (CH_{4) একটি টেট্রাহেড্রনের মতো,এবং অবশিষ্ট অ্যালকেনগুলির একটি জিগজ্যাগ গঠন রয়েছে৷}

অ্যালকনেসের সমস্ত C পরমাণু ơ - বন্ড (সিগমা - বন্ড) ব্যবহার করে সংযুক্ত থাকে। C–C বন্ড অ-পোলার, C–H বন্ড দুর্বলভাবে মেরু৷

অ্যালকেনসের বৈশিষ্ট্য

উপরে উল্লিখিত হিসাবে, অ্যালকেন গ্রুপের সামান্য কার্যকলাপ আছে। দুটি C পরমাণুর মধ্যে এবং C এবং H পরমাণুর মধ্যে বন্ধন শক্তিশালী, তাই বাহ্যিক প্রভাবের দ্বারা তাদের ধ্বংস করা কঠিন। অ্যালকেনসের সমস্ত বন্ধনই বন্ধন, তাই যদি সেগুলি ভেঙে যায় তবে এটি সাধারণত র্যাডিকেলের পরিণতি হয়৷

অ্যালকেনসের হ্যালোজেনেশন

পরমাণুর বন্ধনের বিশেষ বৈশিষ্ট্যের কারণে, অ্যালকেনগুলি প্রতিস্থাপন এবং পচন প্রতিক্রিয়ার অন্তর্নিহিত। অ্যালকেনে প্রতিস্থাপন প্রতিক্রিয়ায়, হাইড্রোজেন পরমাণু অন্যান্য পরমাণু বা অণু প্রতিস্থাপন করে। অ্যালকেনস হ্যালোজেনগুলির সাথে ভাল প্রতিক্রিয়া জানায় - পদার্থ যা মেন্ডেলিভের পর্যায় সারণির 17 গ্রুপে রয়েছে। হ্যালোজেনগুলি হল ফ্লোরিন (F), ব্রোমিন (Br), ক্লোরিন (Cl), আয়োডিন (I), অ্যাস্টাটাইন (At) এবং টেনেসিন (Ts)। হ্যালোজেন খুব শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্ট। তারা ডি.আই. মেন্ডেলিভের টেবিলের প্রায় সমস্ত পদার্থের সাথে বিক্রিয়া করে।

অ্যালকেনসের ক্লোরিনেশন প্রতিক্রিয়া

অনুশীলনে, ব্রোমিন এবং ক্লোরিন সাধারণত অ্যালকেনগুলির হ্যালোজেনেশনে অংশ নেয়। ফ্লোরিন খুব সক্রিয় একটি উপাদান - এটির সাথে প্রতিক্রিয়া বিস্ফোরক হবে। আয়োডিন দুর্বল, তাই প্রতিস্থাপন প্রতিক্রিয়া এটির সাথে যাবে না। এবং অ্যাস্টাটাইন প্রকৃতিতে খুব বিরল, তাই পরীক্ষার জন্য এটি যথেষ্ট পরিমাণে সংগ্রহ করা কঠিন৷

হ্যালোজেনেশন ধাপ

সমস্ত অ্যালকেন হ্যালোজেনেশনের তিনটি ধাপ অতিক্রম করে:

1. শৃঙ্খল বা দীক্ষার উত্স। প্রভাবাধীনসূর্যালোক, তাপ বা অতিবেগুনী বিকিরণ, ক্লোরিন অণু Cl_{2 দুটি মুক্ত র্যাডিকেলে ভেঙে যায়। প্রত্যেকটির বাইরের স্তরে একটি জোড়াবিহীন ইলেকট্রন রয়েছে।}
2. শৃঙ্খলের বিকাশ বা বৃদ্ধি। র্যাডিকেল মিথেন অণুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করে।
3. শৃঙ্খল সমাপ্তি অ্যালকেন হ্যালোজেনেশনের চূড়ান্ত অংশ। সমস্ত র্যাডিকেল একে অপরের সাথে একত্রিত হতে শুরু করে এবং অবশেষে সম্পূর্ণরূপে অদৃশ্য হয়ে যায়।

অ্যালকেন ব্রোমিনেশন

ইথেনের পরে উচ্চতর অ্যালকেনগুলিকে হ্যালোজেন করার সময়, আইসোমারগুলি গঠনে অসুবিধা হয়। সূর্যালোকের ক্রিয়ায় একটি পদার্থ থেকে বিভিন্ন আইসোমার তৈরি হতে পারে। এটি একটি প্রতিস্থাপন প্রতিক্রিয়ার ফলে ঘটে। এটি প্রমাণ যে হ্যালোজেনেশনের সময় অ্যালকেনের যেকোনো H পরমাণু একটি ফ্রি র‌্যাডিক্যাল দ্বারা প্রতিস্থাপিত হতে পারে। একটি জটিল অ্যালকেন দুটি পদার্থে পচে যায়, যার শতাংশ প্রতিক্রিয়া অবস্থার উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হতে পারে।

প্রোপেন ব্রোমিনেশন (2-ব্রোমোপ্রোপেন)। উচ্চ তাপমাত্রা এবং সূর্যালোকের প্রভাবে একটি Br2 অণুর সাথে প্রোপেনের হ্যালোজেনেশনের প্রতিক্রিয়ায়, 1-ব্রোমোপ্রোপেন - 3% এবং 2-ব্রোমোপ্রোপেন - 97% নির্গত হয়।

বিউটেনের ব্রোমেশন। আলো এবং উচ্চ তাপমাত্রার ক্রিয়ায় যখন বিউটেন ব্রোমিনেট করা হয়, তখন 2% 1-ব্রোমোবিউটেন এবং 98% 2-ব্রোমোবিউটেন বের হয়।

অ্যালকেনসের ক্লোরিনেশন এবং ব্রোমিনেশনের মধ্যে পার্থক্য

ক্লোরিনেশন শিল্পে বেশি ব্যবহৃত হয়। উদাহরণস্বরূপ, আইসোমারের মিশ্রণ ধারণকারী দ্রাবক উৎপাদনের জন্য। প্রাপ্তির পর হলোয়ালকনেএকে অপরের থেকে আলাদা করা কঠিন, তবে বাজারে মিশ্রণটি বিশুদ্ধ পণ্যের চেয়ে সস্তা। পরীক্ষাগারে ব্রোমিনেশন বেশি দেখা যায়। ব্রোমিন ক্লোরিনের চেয়ে দুর্বল। এর প্রতিক্রিয়াশীলতা কম, তাই ব্রোমিন পরমাণুর উচ্চ নির্বাচনীতা রয়েছে। এর মানে হল যে বিক্রিয়ার সময়, পরমাণুগুলি "বাছাই করে" কোন হাইড্রোজেন পরমাণু প্রতিস্থাপন করবে৷

ক্লোরিনেশন প্রতিক্রিয়ার প্রকৃতি

অ্যালকেন ক্লোরিন করার সময়, আইসোমারগুলি তাদের ভর ভগ্নাংশে প্রায় সমান পরিমাণে গঠিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, 454 ডিগ্রি তাপমাত্রা বৃদ্ধির আকারে অনুঘটকের সাথে প্রোপেনের ক্লোরিনেশন আমাদের যথাক্রমে 25% এবং 75% অনুপাতে 2-ক্লোরোপ্রোপেন এবং 1-ক্লোরোপ্রোপেন দেয়। হ্যালোজেনেশন প্রতিক্রিয়া শুধুমাত্র অতিবেগুনী বিকিরণের সাহায্যে সঞ্চালিত হলে, 1-ক্লোরোপ্রোপেন-এর 43% এবং 2-ক্লোরোপ্রোপেন-এর 57% প্রাপ্ত হয়। প্রতিক্রিয়া অবস্থার উপর নির্ভর করে, প্রাপ্ত আইসোমারের অনুপাত পরিবর্তিত হতে পারে।

ব্রোমিনেশন প্রতিক্রিয়ার প্রকৃতি

অ্যালকেনগুলির ব্রোমিনেশন প্রতিক্রিয়ার ফলে, একটি প্রায় বিশুদ্ধ পদার্থ সহজেই নির্গত হয়। উদাহরণস্বরূপ, 1-ব্রোমোপ্রোপেন - 3%, 2-ব্রোমোপ্রোপেন - এন-প্রোপেন অণুর 97%। অতএব, ব্রোমিনেশন প্রায়শই পরীক্ষাগারে একটি নির্দিষ্ট পদার্থ সংশ্লেষণ করতে ব্যবহৃত হয়।

অ্যালকেনসের সালফেশন

অ্যালকেনগুলিও র্যাডিকাল প্রতিস্থাপনের প্রক্রিয়া দ্বারা সালফোনযুক্ত হয়। প্রতিক্রিয়া হওয়ার জন্য, অক্সিজেন এবং সালফার অক্সাইড SO_{2 (সালফারাস অ্যানহাইড্রাইড) একই সাথে অ্যালকেনের উপর কাজ করে। প্রতিক্রিয়ার ফলে, অ্যালকেন একটি অ্যালকাইল সালফোনিক অ্যাসিডে রূপান্তরিত হয়। বিউটেন সালফোনেশনের উদাহরণ:}

CH₃CH₂CH₂CH_{3+ O}2 _+তাই2 _{→ CH}3_CH2_CH2_CH 2_SO2_ওহ

অ্যালকেনসের সালফোক্সিডেশনের জন্য সাধারণ সূত্র:

R―H + O₂ + SO₂ → R―SO_2OH

অ্যালকেনসের সালফোক্লোরিনেশন

সালফোক্লোরিনেশনের ক্ষেত্রে, অক্সিজেনের পরিবর্তে, ক্লোরিন একটি অক্সিডাইজিং এজেন্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এইভাবে অ্যালকেনসালফোনিক ক্লোরাইড পাওয়া যায়। সালফোক্লোরিনেশন বিক্রিয়া সব হাইড্রোকার্বনের জন্য সাধারণ। এটি ঘরের তাপমাত্রা এবং সূর্যের আলোতে ঘটে। জৈব পারক্সাইডগুলিও একটি অনুঘটক হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের প্রতিক্রিয়া কার্বন এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর সাথে সম্পর্কিত শুধুমাত্র গৌণ এবং প্রাথমিক বন্ধনকে প্রভাবিত করে। প্রতিক্রিয়া শৃঙ্খল ভেঙে যাওয়ায় বিষয়টি তৃতীয় পরমাণুতে পৌঁছায় না।

কোনোভালভের প্রতিক্রিয়া

নাইট্রেশন বিক্রিয়া, অ্যালকেনসের হ্যালোজেনেশন প্রতিক্রিয়ার মতো, ফ্রি-র্যাডিক্যাল প্রক্রিয়া অনুসারে এগিয়ে যায়। বিক্রিয়াটি অত্যন্ত পাতলা (10 - 20%) নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO3) ব্যবহার করে করা হয়। প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া: প্রতিক্রিয়ার ফলস্বরূপ, অ্যালকেনগুলি যৌগের মিশ্রণ তৈরি করে। প্রতিক্রিয়া অনুঘটক করতে, তাপমাত্রা 140⁰ পর্যন্ত বৃদ্ধি এবং স্বাভাবিক বা উন্নত পরিবেষ্টিত চাপ ব্যবহার করা হয়। নাইট্রেশনের সময়, পূর্ববর্তী প্রতিস্থাপন প্রতিক্রিয়াগুলির বিপরীতে, C-C বন্ধনগুলি ধ্বংস হয়ে যায় এবং শুধুমাত্র C-H নয়। এর মানে হচ্ছে ক্র্যাকিং হচ্ছে। এটি বিভক্ত প্রতিক্রিয়া।

অক্সিডেশন এবং দহন প্রতিক্রিয়া

অ্যালকেনগুলিও ফ্রি র‌্যাডিক্যালের ধরন অনুসারে জারিত হয়। প্যারাফিনের জন্য, অক্সিডেটিভ বিক্রিয়া ব্যবহার করে তিন ধরনের প্রক্রিয়াকরণ করা হয়।

1. গ্যাস পর্যায়ে। তাইঅ্যালডিহাইড এবং কম অ্যালকোহল পান৷
2. তরল পর্যায়ে। বোরিক অ্যাসিড যোগ করে তাপ জারণ ব্যবহার করুন। এই পদ্ধতিতে, উচ্চতর অ্যালকোহল С₁₀ থেকে С_{20 পর্যন্ত পাওয়া যায়।}
3. তরল পর্যায়ে। অ্যালকেনগুলি কার্বক্সিলিক অ্যাসিড সংশ্লেষণের জন্য জারিত হয়৷

অক্সিডেশন প্রক্রিয়ায়, ফ্রি র্যাডিক্যাল O_{2 হাইড্রোজেন উপাদানটিকে সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে প্রতিস্থাপন করে। সম্পূর্ণ অক্সিডেশন হল দহন।}

গুড-বার্নিং অ্যালকেনগুলি তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্র এবং অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলির জ্বালানী হিসাবে ব্যবহৃত হয়। জ্বলন্ত অ্যালকেন প্রচুর তাপ শক্তি উৎপন্ন করে। জটিল অ্যালকেনগুলি অভ্যন্তরীণ জ্বলন ইঞ্জিনগুলিতে স্থাপন করা হয়। সাধারণ অ্যালকেনগুলিতে অক্সিজেনের সাথে মিথস্ক্রিয়া বিস্ফোরণ ঘটাতে পারে। অ্যাসফল্ট, প্যারাফিন এবং শিল্পের জন্য বিভিন্ন লুব্রিকেন্ট অ্যালকেনগুলির সাথে প্রতিক্রিয়ার ফলে বর্জ্য পণ্য থেকে তৈরি করা হয়৷