Физические свойства алкенов

Физические свойства алкенов, по существу, такие же, как и свойства алканов. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в неполярных растворителях, таких как бензол, эфир, хлороформ или лигроин. Их плотность ниже плотности воды. Алкены с разветвленной цепью кипят при более низкой температуре, чем линейные соединения с тем же числом углеродных атомов.

Большинство алкенов неполярны, только некоторые олефины вследствие определенной геометрии молекулы имеют небольшие дипольные моменты.

Связь алкильной группы с атомом углерода двойной связи мало полярна, и ее направление указано на рисунке: алкильная группа подает электроны к углероду двойной связи.

Цис-бутен-2 с двумя метильными группами по одну сторону двойной связи и двумя атомами водорода по другую должен иметь небольшой дипольный момент. В транс-бутене-2 с каждой стороны двойной связи в молекуле находятся метильная группа и водород. В этом случае дипольный момент равен нулю, т.к. индукционные эффекты метильных групп направлены навстречу друг другу. Хотя дипольные моменты непосредственно не были измерены, небольшое различие в полярности находит отражение в более высокой температуре кипения цис-изомера.

Цис-изомер менее симметричен, и поэтому его упаковка в кристаллической решетке менее плотная, что обуславливает, как правило, более низкую температуру кипения данного изомера.

Различия в полярности и, следовательно, различия в температурах плавления и кипения больше для алкенов с заместителями, электроотрицательность которых сильно отличается от электроотрицательности углерода. Это может быть проиллюстрировано следующими примерами:

Связь между конфигурацией и температурами кипения и плавления является эмпирическим правилом, из которого имеется много исключений. В то же время измерение дипольных моментов часто позволяет приписать цис- или транс-строение определенному изомеру.

8.2.1. Спектроскопия алкенов

Алкены легко обнаружить с помощью спектральных методов.

· В УФ-спектрах алкены проявляют полосу поглощения соответствующую p→p*-переходу с максимумом при 180-205 нм.

· В ИК-спектрах валентные колебания ν_С=С проявляются в виде полосы 1640-1680 см^-1, а деформационные колебания d_С-Н – в диапазоне 790-990 см^-1. Кроме того, цис- и транс-изомерам отвечают деформационные колебания: 650-750 см^-1 для цис- и 960-980 см^-1 для транс-конфигурации.

· В масс-спектрах алкенов отмечают характерные интенсивные пики молекулярных ионов, а также группу пиков с m/z 41(C₃H₅), 55; 69; 83 и т.д., образующихся в результате аллильного расщепления. К сожалению, двойная связь под электронным ударом мигрирует, поэтому масс-спектрометрию нельзя использовать для определения места положения двойной связи в алкенах.

· В спектрах ПМР протоны у двойной связи имеют химический сдвиг около 4,5-6,5 м.д. – т.е. они значительно сдвинуты в более слабое поле, чем протоны у насыщенных атомов углерода. Примеры значений химических сдвигов протонов для некоторых олефинов: