Что такое молекула этилена? Какое имеет строение молекула этилена?

Этилен, или этен (Н₂С=СН₂) – первое соединение из класса алкенов. Он представляет собой бесцветный горючий газ со сладким запахом. У него низкая растворимость в воде, но высокая в органических растворителях. 

Строение этилена

Молекула этилена имеет линейное строение. Угол между гибридными орбиталями равен 120 °. Длина связи между углеродными атомами – 0,134 нм. 

Химическая формула этена указывает на наличие двух атомов углерода и четырех атомов водорода. Между углеродными атомами присутствует двойная связь, что указывает на sp2-гибридизацию. Для каждого атома углерода характерны три гибридных и одна негибридизованная орбитали. 

• Три гибридных орбитали формируют три сигма-связи с двумя атомами водорода и соседним углеродом. 
• Негибридизованная орбиталь образует пи-связи между углеродными атомами. 

Таким образом, кратная связь формируется из сигма- и пи-связи. 

Между атомом углерода и водорода ковалентная слабополярная одинарная сигма-связь. Между углеродными атомами ковалентная неполярная связь. 

Для молекулы этилена не характерно пространственное строение, а для дальнейших представителей гомологического ряда алкенов, начиная с пропилена, оно свойственно. Это связано с тем, что у этих соединений есть углеродные атомы в sp3-гибридном состоянии. Метильный фрагмент СН3 выходит за пределы плоскости и образует тетраэдрическое строение. 

Химические свойства этилена

Молекула этилена имеет строение, включающее двойную связь и два углеродных атома. Это химически активное вещество, у которого особенные химические свойства. 

1. Гидрирование при наличии катализатора никеля. 

Н₂С=СН₂ + Н₂ → Н₃С-СН₃

2. Галогенирование.

Н₂С=СН₂ + Cl₂ → Cl-Н₂С-СН₂-Cl

3. Галогенирование при нагревании до 450˚С.

Н₂С=СН₂ + Cl₂ → Cl-НС=СН₂ + HCl

4. Гидрогалогенирование.

Н₂С=СН₂ + НСl → Н₃С-СН₂-Cl

5. Гидратация в присутствии серной кислоты.

Н₂С=СН₂ + Н₂О → Н₃С-СН₂-ОН

6. Алкилирование в присутствии кислоты Льюиса и соляной кислоты.

Н₂С=СН₂ + С₆Н₆ → С₆Н₅-СН₂-СН₃

7. Полимеризация.

n Н₂С=СН₂ → (-Н₂С-СН₂-)_n 

8. Горение.

Н₂С=СН₂ + 3 О₂ → 2 СО₂ + 2 Н₂О

9. Мягкое окисление при охлаждении до 0˚С (обесцвечивание перманганата калия).

3 Н₂С=СН₂ + 2 KMnO₄ + 4 H₂O → 3 HO-CH₂-CH₂-OH + 2 MnO₂ + 2 KOH

В природе этилен играет роль фитогормона, который влияет на рост и развитие проростков, созревание плодов, опадение листьев. Его часто используют в сельском хозяйстве. Этилен получают из этанола в специальных генераторах, откуда газ поступает в камеры с растениями. Плоды в присутствии этена дозревают за 24–48 часов. Но использование газа также может спровоцировать порчу плодов, т. к. этилен ускоряет процессы старения и увядания. 

Этилен служит важным сырьем для производства полиэтилена и других полимеров, уксусной кислоты, этилбензола и других органических соединений. При окислении этена в организме человека повышается вероятность образования злокачественных опухолей.