📚 கற்றல் முதன்மை க.பொ.த. (சா/த) க.பொ.த. (உ/த) பிற 🌐 English உள்நுழைய
பாடங்கள் · அலகு 8 · ஐதரோகார்பன் தாக்கங்கள்

ஐதரோகார்பன்களின் தாக்கங்கள்

முழுமையான பார்வை — ஏன் இம்மூன்று தொடர்களும் வேறுபட்டு வினைபடுகின்றன?

அற்கேன்கள் (alkanes), அற்கீன்கள் (alkenes), அற்கைன்கள் (alkynes) ஆகிய மூன்று அமைப்பொத்த தொடர்களும் காபனையும் ஐதரசனையும் மட்டுமே கொண்ட ஐதரோகார்பன்களாகும். எனினும் இம்மூன்றும் ஒரே வகையான தாக்கங்களைக் காட்டுவதில்லை; அவற்றின் இரசாயனத் தாக்கங்கள் முற்றிலும் வேறுபடுகின்றன. இவ்வேறுபாட்டுக்குக் காரணம், ஒவ்வொரு தொடரிலும் காணப்படும் காபன்–காபன் பிணைப்பின் வகையேயாகும்.

அற்கேன்கள் ஒற்றைப் பிணைப்புகளை மட்டுமே கொண்ட தெவிட்டிய சேர்வைகள் (saturated compounds) ஆகும்; அவை ஒப்பீட்டளவில் வினைத்திறன் குறைந்தவை. அற்கீன்களில் ஒரு காபன்–காபன் இரட்டைப் பிணைப்பும் (C=C), அற்கைன்களில் ஒரு மும்மைப் பிணைப்பும் (C≡C) காணப்படுகின்றன; இவை தெவிட்டாத சேர்வைகள் (unsaturated compounds) ஆகும். இரட்டை, மும்மைப் பிணைப்புகளில் காணப்படும் π இலத்திரன்கள் (π electrons) இலகுவாகக் கிடைக்கக்கூடியவையாக இருப்பதனால், தெவிட்டாத ஐதரோகார்பன்கள் அதிக வினைத்திறன் கொண்டவையாக அமைகின்றன.

அற்கேன் → முக்கியமாக சுயாதீன மூலிகப் பதிலீட்டுத் தாக்கம்
அற்கீன் / அற்கைன் → முக்கியமாக இலத்திரனாட்டக் கூட்டல் தாக்கம்

1. சேதனத் தாக்கங்களில் பிணைப்பு உடைதல் (NIE 2.2)

Ethylene
Wikipedia → · CC

எந்த ஒரு சேதனத் தாக்கமும் பங்கீட்டுப் பிணைப்புகள் (covalent bonds) உடைதலுடனும் புதிய பிணைப்புகள் உண்டாதலுடனும் நிகழ்கின்றது. ஒரு பங்கீட்டுப் பிணைப்பு உடையும்பொழுது, அப்பிணைப்பில் ஈடுபட்டிருந்த இலத்திரன் சோடி இரு வேறுபட்ட வழிகளில் பகிரப்படலாம். இவ்விரு வழிகளும் ஓரினப் பிளவு (homolytic fission) என்றும் பல்லினப் பிளவு (heterolytic fission) என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன.

ஓரினப் பிளவில் பிணைப்பில் ஈடுபட்டிருந்த இரு இலத்திரன்களும் சமமாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன; ஒவ்வொரு அணுவும் ஒவ்வொரு இலத்திரனைப் பெற்றுக் கொள்கின்றது. இதன் விளைவாக, ஒரு சோடியற்ற இலத்திரனைக் கொண்ட இரு நடுநிலையான துணிக்கைகள் உருவாகின்றன; இவை சுயாதீன மூலிகங்கள் (free radicals) என அழைக்கப்படுகின்றன. பல்லினப் பிளவில் இலத்திரன் சோடி முழுவதும் மின்னெதிர்த்தன்மை கூடிய அணுவிடம் தங்கிவிடுகின்றது; இதன் விளைவாக நேர் ஏற்றமுள்ள கற்றயனும் (cation) மறை ஏற்றமுள்ள அனயனும் (anion) உருவாகின்றன. தாக்கப் பொறிமுறைகளை எழுதும்பொழுது, ஒரு தனி இலத்திரனின் அசைவை ஒற்றைத் தலையுள்ள வளைந்த அம்புக்குறியும் (தூண்டில் அம்புக்குறி), ஒரு சோடி இலத்திரன்களின் அசைவை இரட்டைத் தலையுள்ள வளைந்த அம்புக்குறியும் குறித்துக் காட்டுகின்றன.

இயல்புஓரினப் பிளவு (homolytic)பல்லினப் பிளவு (heterolytic)
இலத்திரன் சோடி பிரியும் விதம்சமமாகப் பிரிக்கப்படும்ஒரு அணுவிடமே முழுதும் தங்கும்
உருவாகும் துணிக்கைகள்இரு சுயாதீன மூலிகங்கள்ஒரு கற்றயன் + ஒரு அனயன்
அம்புக்குறி வகைஒற்றைத் தலை (தூண்டில்)இரட்டைத் தலை
பொதுவான நிபந்தனைUV ஒளி, உயர் வெப்பநிலைமுனைவான கரைப்பான், அயனத் தாக்கங்கள்

2. அற்கேன்களின் தாக்கங்கள் (NIE 2.2.1)

Combustion
Wikipedia → · CC

அற்கேன்களில் காணப்படும் எல்லாப் பிணைப்புகளும் C–C அல்லது C–H ஒற்றைப் பிணைப்புகளாகும். இப்பிணைப்புகளின் முனைவுத் தன்மை (polarity) மிகக் குறைவாக இருப்பதனால், அற்கேன் மூலக்கூறுகளில் வலிமையான நேர் ஏற்றமுடைய அல்லது மறை ஏற்றமுடைய பகுதிகள் காணப்படுவதில்லை. இக்காரணத்தினால் அற்கேன்கள் சாதாரண நிபந்தனைகளில் அமிலங்கள், காரங்கள் அல்லது சாதாரண முனைவுச் சோதனைப் பொருட்களுடன் (H⁺, Br⁻, OH⁻ போன்றவை) தாக்கமடைவதில்லை. ஆகவே அற்கேன்கள் ஒப்பீட்டளவில் வினைத்திறன் குறைந்த சேர்வைகளாகக் கருதப்படுகின்றன.

அற்கேன்களின் இரு முக்கியமான தாக்கங்கள் தகனம் (combustion) மற்றும் ஏலசன் பதிலீடு (halogenation) ஆகும். அற்கேன்கள் மிகை வளியில் (அல்லது ஒட்சிசனில்) பூரணமாகத் தகனமடைந்து காபனீரொட்சைட்டையும் (CO₂) நீராவியையும் உருவாக்குகின்றன; இவ்வாறான தகனத் தாக்கங்கள் அனைத்தும் புறவெப்பத் தாக்கங்களாகும். இக்காரணத்தினாலேயே அற்கேன்கள் எரிபொருளாகப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

பகுப்பு 1 — மீத்தேனின் (CH₄) பூரண தகனம்.

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)    ΔH = −890 kJ mol⁻¹

ஒட்சிசன் போதியதாக இல்லாதபொழுது அபூரண தகனம் நிகழ்ந்து காபன் மொனொக்சைட்டும் (CO) கரித் துணிக்கைகளும் (C) உருவாகின்றன.

2.1 அற்கேன்களின் குளோரினேற்றம் — சுயாதீன மூலிகப் பதிலீடு (NIE 2.2.1.1)

Bromine
Wikipedia → · CC

அற்கேன்கள் சாதாரண முனைவுச் சோதனைப் பொருட்களுடன் தாக்கமடையாவிடினும், அவை சுயாதீன மூலிகங்களுடன் C–H பிணைப்பின் ஓரினப் பிளவு வழியாகத் தாக்கமடையக்கூடிய போக்கைக் கொண்டுள்ளன. உதாரணமாக, மீத்தேன் புறவூதாக் கதிர்வீச்சின் (UV light) முன்னிலையில் குளோரினுடன் (Cl₂) தாக்கமடைந்து, ஒரு ஐதரசன் அணு குளோரின் அணுவால் பதிலீடு செய்யப்படுவதன் மூலம் குளோரோமீத்தேனை (CH₃Cl) உருவாக்குகின்றது. இவ்வாறு ஒரு அணு அல்லது அணுக்கூட்டம் வேறொரு அணுவால் இடமாற்றம் செய்யப்படும் தாக்கம் பதிலீட்டுத் தாக்கம் (substitution reaction) எனப்படுகின்றது.

இத்தாக்கம் ஒரு சுயாதீன மூலிகப் பதிலீட்டுப் பொறிமுறை (free-radical substitution mechanism) வழியாக நிகழ்கின்றது. இப்பொறிமுறை மூன்று தனித்தனிப் படிநிலைகளைக் கொண்டுள்ளது: தொடக்கப் படி, விருத்தியாக்கற் படிகள், முடிவாக்கல் படிகள் என்பனவாகும். ஒரு படியில் உருவாக்கப்படும் சுயாதீன மூலிகம் அடுத்த படியில் தாக்கியாகச் செயற்படுவதனால், இவை சங்கிலித் தாக்கங்கள் (chain reactions) என அழைக்கப்படுகின்றன.

படி 1 — சங்கிலித் தொடக்கப் படி (initiation): புறவூதாக் கதிர்வீச்சு வழங்கும் சக்தியால், Cl₂ மூலக்கூறிலுள்ள Cl–Cl பங்கீட்டுப் பிணைப்பு ஓரினப் பிளவுக்கு உட்படுகின்றது. இதன் விளைவாக இரண்டு குளோரின் சுயாதீன மூலிகங்கள் உருவாகின்றன. சக்தியை உள்ளீடாகப் பெற்று சுயாதீன மூலிகங்கள் முதன்முதலில் உருவாக்கப்படும் இப்படியே தொடக்கப் படியாகும்.

தொடக்கப் படி:

Cl₂  UV ஒளி  →   2 Cl•

படி 2 — சங்கிலி விருத்தியாக்கற் படிகள் (propagation): ஒரு குளோரின் சுயாதீன மூலிகம் மீத்தேன் மூலக்கூறுடன் தாக்கமடைந்து, ஒரு ஐதரசன் அணுவைப் பறித்து ஐதரசன் குளோரைட்டையும் (HCl) ஒரு மீத்தைல் சுயாதீன மூலிகத்தையும் (•CH₃) உருவாக்குகின்றது. இம்மீத்தைல் சுயாதீன மூலிகம் மற்றொரு Cl₂ மூலக்கூறுடன் தாக்கமடைந்து குளோரோமீத்தேனையும் (CH₃Cl) ஒரு புதிய குளோரின் சுயாதீன மூலிகத்தையும் உருவாக்குகின்றது. இவ்விரு படிகளிலும் ஒரு சுயாதீன மூலிகம் பயன்படுத்தப்பட்டு, அதே அளவில் இன்னொரு சுயாதீன மூலிகம் மீளவும் உருவாக்கப்படுகின்றது. ஆகவே சங்கிலி உடைபடாமல் தொடர்ந்து நடைபெறுகின்றது.

விருத்தியாக்கற் படிகள்:

Cl• + CH₄   →   •CH₃ + HCl
•CH₃ + Cl₂   →   CH₃Cl + Cl•

படி 3 — சங்கிலி முடிவாக்கல் படிகள் (termination): இரண்டு சுயாதீன மூலிகங்கள் தம்முள் தாக்கமடைந்து ஒரு பிணைப்பை உருவாக்கும்பொழுது, அச்சுயாதீன மூலிகங்கள் அழிக்கப்பட்டு சங்கிலித் தாக்கம் நிறுத்தப்படுகின்றது. இம்முடிவாக்கல் படிகளில் சுயாதீன மூலிகங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; ஆனால் புதிய சுயாதீன மூலிகம் எதுவும் உருவாக்கப்படுவதில்லை.

முடிவாக்கல் படிகள்:

Cl• + Cl•   →   Cl₂
•CH₃ + Cl•   →   CH₃Cl
•CH₃ + •CH₃   →   C₂H₆ (எத்தேன்)
Free-Radical Chlorination of Methane CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (UV light) STAGE 1 — Initiation Cl Cl UV light → Cl• + •Cl homolytic fission of Cl–Cl — two single electrons split apart ↶ fish-hook arrows STAGE 2 — Propagation (the chain-carrying cycle) Cl• + CH₄ → •CH₃ + HCl Cl• abstracts an H atom from methane •CH₃ + Cl₂ → CH₃Cl + Cl• methyl radical reacts with Cl₂, regenerating Cl• Cl• is consumed in step (a) and regenerated in step (b) — the chain repeats STAGE 3 — Termination (two radicals combine, chain stops) Cl• + •Cl → Cl₂ •CH₃ + Cl• → CH₃Cl •CH₃ + •CH₃ → C₂H₆ radicals are consumed but no new radical is formed — the chain dies out

தொடக்கம் சுயாதீன மூலிகங்களை உருவாக்குகின்றது; விருத்தியாக்கல் சங்கிலியைத் தொடர்கின்றது; முடிவாக்கல் சங்கிலியை நிறுத்துகின்றது.

இத்தாக்கம் சங்கிலித் தாக்கமாக இருப்பதனால், விருத்தியாக்கற் படிகள் CH₄ இலுள்ள எல்லா ஐதரசன் அணுக்களும் பதிலீடு செய்யப்படும் வரை தொடர்ந்து நடைபெறக்கூடியன. ஆகவே CH₃Cl உடன் நில்லாமல், CH₂Cl₂ (இருகுளோரோமீத்தேன்), CHCl₃ (மூகுளோரோமீத்தேன்), CCl₄ (கார்பன் ரெட்ரகுளோரைட்டு) ஆகிய மேலதிக பதிலீட்டு விளைவுகளும் உருவாகின்றன. இக்காரணத்தினால் இத்தாக்கத்திலிருந்து விளைவுகளின் கலவையே பெறப்படுகின்றது; எனவே ஒரு தனிப்பட்ட குளோரோ அற்கேனைத் தூய்மையாகத் தயாரிக்க இம்முறை ஆய்வுகூடத்தில் பெரிதும் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

3. அற்கீன்களின் தாக்கங்கள் (NIE 2.2.2)

அற்கீன்களின் தாக்கங்கள் அனைத்தும் காபன்–காபன் இரட்டைப் பிணைப்பில் (C=C) நடைபெறுகின்றன. இவ்விரட்டைப் பிணைப்பு ஒரு σ-பிணைப்பாலும் ஒரு π-பிணைப்பாலும் உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. π-இலத்திரன் முகில் (π electron cloud) σ-பிணைப்புத் தளத்திற்கு மேலேயும் கீழேயும் அமைந்திருப்பதனால், இரட்டைப் பிணைப்பு ஓர் இலத்திரன் செறிவு கூடிய இடமாக அமைகின்றது. ஆகவே இது இலத்திரன் சோடியை ஏற்கக்கூடிய இலத்திரன் குறை துணிக்கைகளைக் கவருகின்றது; இவ்வாறான துணிக்கைகள் இலத்திரனாடிகள் (electrophiles) எனப்படுகின்றன.

இரட்டைப் பிணைப்புள்ள ஒவ்வொரு காபன் அணுவும் மூன்று அணுக்களுடன் மட்டுமே பிணைக்கப்பட்டிருப்பதனால், அவை நிரம்பாதவையாகும். ஆகவே தாக்கத்தின்போது மேலதிக அணுக்கள் இவ்விரு காபன் அணுக்களுடன் இணைக்கப்படலாம். π-பிணைப்பு உடைபட்டு புதிய இரு σ-பிணைப்புகள் உருவாக்கப்படுகின்றன. ஆகவே அற்கீன்களின் சிறப்புத் தாக்கம் இலத்திரனாட்டக் கூட்டல் தாக்கம் (electrophilic addition) ஆகும்.

3.1 ஐதரசன் ஏலைட்டுகளைச் சேர்த்தல் — மார்க்கோனிக்கோ விதி (NIE 2.2.2.1)

ஐதரசன் ஏலைட்டு மூலக்கூறு (HCl, HBr, HI) ஒரு முனைவான மூலக்கூறாகும்; அதன் ஐதரசன் முனை இலத்திரன் குறைவாக (δ+) அமைந்துள்ளது. தாக்கத்தின் முதல் படியில் இம்முனைவான ஐதரசன் இலத்திரனாடியாகச் செயற்பட்டு, C=C இலுள்ள π-இலத்திரன்களைப் பயன்படுத்தி ஒரு காபன் அணுவுடன் பிணைப்பை உருவாக்குகின்றது. இதே படியில் H–Br பிணைப்பு பல்லினப் பிளவுக்கு உட்பட்டு Br⁻ அயனை விடுவிக்கின்றது; மற்றைய காபன் அணு நேர் ஏற்றத்தைப் பெற்று ஒரு காபோகற்றயனை (carbocation) உருவாக்குகின்றது. இரண்டாம் படியில் Br⁻ அயன் அணுக்கரு ஈர்ப்பியாகச் செயற்பட்டு, காபோகற்றயனுடன் இணைந்து விளைவை உருவாக்குகின்றது.

புரொப்பீன் (CH₃–CH=CH₂) போன்ற சமச்சீரற்ற அற்கீன் HBr உடன் தாக்கமடையும்பொழுது, ஐதரசன் இரண்டு வேறுபட்ட காபன் அணுக்களுடன் இணைய முடியும்; இதனால் இரு வேறுபட்ட காபோகற்றயன்கள் உருவாகலாம். இவ்விரண்டில் உறுதி கூடிய காபோகற்றயனே இலகுவாக உருவாகின்றது; அதனூடாகவே முதன்மை விளைவு பெறப்படுகின்றது. நேர் ஏற்றமுள்ள காபனுடன் இணைக்கப்பட்ட அற்கைல் கூட்டங்கள் (alkyl groups) தம் இலத்திரன்களை அக்காபனை நோக்கித் தள்ளுவதனால் (இலத்திரன் தள்ளல் விளைவு), நேர் ஏற்றம் நடுநிலைப்படுத்தப்பட்டுக் காபோகற்றயன் உறுதியடைகின்றது. ஆகவே காபோகற்றயனின் உறுதி: புடை (3°) > வழி (2°) > முதல் (1°) என்னும் ஒழுங்கில் அமைகின்றது.

மார்க்கோனிக்கோ விதி (Markovnikov's rule): ஒரு சமச்சீரற்ற அற்கீனுடன் ஒரு புரோத்திக் அமிலம் (H–X) சேர்க்கப்படும்பொழுது, ஐதரசன் அணு ஏற்கனவே மிகக் கூடிய எண்ணிக்கையான ஐதரசன் அணுக்களைக் கொண்ட காபன் அணுவுடன் சேர்கின்றது. காரணம் — இவ்விதம் சேர்க்கப்படும்பொழுதே மிக உறுதியான காபோகற்றயன் இடைநிலை உருவாகின்றது.

பகுப்பு 2 — புரொப்பீனுடன் HBr இன் கூட்டல் தாக்கம்.

CH₃–CH=CH₂ + HBr   →   CH₃–CHBr–CH₃  (2-புரோமோபுரொப்பேன், முதன்மை விளைவு)

Br ஆனது வழிக் காபனுடன் சேர்கின்றது; ஏனெனில் வழி (2°) காபோகற்றயன் முதல் (1°) காபோகற்றயனிலும் உறுதியானது.
Electrophilic Addition of HBr across C=C propene + HBr — Markovnikov product STEP 1 — π electrons attack the H of H–Br CH₃ C2 C CH₂ π bond π pair attacks Hδ+ H δ+ Br δ− H–Br breaks heterolytically → CH₃–C⁺H–CH₃ 2° carbocation (more stable) + Br⁻ STEP 2 — Br⁻ attacks the carbocation CH₃–C⁺H–CH₃ Br⁻ lone pair of Br⁻ → C⁺ → CH₃–CHBr–CH₃ 2-bromopropane — Markovnikov product Br ends up on the carbon that had more H atoms

வளைந்த அம்புக்குறிகள் இலத்திரன் சோடிகளின் அசைவைக் காட்டுகின்றன; Br மிகக் கூடிய H கொண்ட காபனுடன் சேர்கின்றது.

தாக்க ஊடகத்தில் பரஒட்சைட்டுகள் (peroxides) காணப்படும்பொழுது, HBr ஆனது மார்க்கோனிக்கோ விதிக்கு முரணாகச் சேர்கின்றது (மார்க்கோனிக்கோ-எதிர் சேர்க்கை); அதாவது Br ஆனது குறைந்த எண்ணிக்கையான ஐதரசன் அணுக்களைக் கொண்ட காபனுடன் சேர்கின்றது. இதற்குக் காரணம், பரஒட்சைட்டு முன்னிலையில் இத்தாக்கம் அயனப் பொறிமுறை அல்லாது சுயாதீன மூலிகப் பொறிமுறை வழியாக நிகழ்வதேயாகும். எனினும் HCl மற்றும் HI இன் சேர்க்கைத் திசை பரஒட்சைட்டுகளால் மாற்றமடைவதில்லை.

3.2 புரோமினைச் சேர்த்தல் — நிரம்பாத் தன்மைச் சோதனை (NIE 2.2.2.2)

புரோமின் (Br₂) ஒரு முனைவாக்கமற்ற மூலக்கூறாகும். எனினும், புரோமின் மூலக்கூறு இலத்திரன் செறிவுடைய C=C இரட்டைப் பிணைப்பை அணுகும்பொழுது, π-இலத்திரன் முகிலின் தாக்கத்தினால் ஒரு தூண்டப்பட்ட இருமுனைவு (induced dipole) Br₂ இல் உருவாக்கப்படுகின்றது. இரட்டைப் பிணைப்புக்கு அருகிலுள்ள புரோமின் அணு நேர் ஏற்றத்தைப் (δ+) பெறுகின்றது. முதல் படியில் இவ்வணு இலத்திரனாடியாகச் செயற்பட்டுப் புரோமோனியம் அயனை (bromonium ion) — மூன்று அணுக்களையுடைய ஒரு வளைய இடைநிலையை — உருவாக்குகின்றது; Br⁻ அயனும் விடுவிக்கப்படுகின்றது. இரண்டாம் படியில் Br⁻ அயன் அணுக்கரு ஈர்ப்பியாகச் செயற்பட்டுப் புரோமோனியம் அயனின் ஒரு காபன் அணுவுடன் பிணைப்பை உருவாக்குகின்றது; விளைவாக ஒரு இருபுரோமோ அற்கேன் உருவாகின்றது.

பகுப்பு 3 — எத்தீனுடன் புரோமின் சேர்க்கை.

CH₂=CH₂ + Br₂   →   CH₂Br–CH₂Br  (1,2-இருபுரோமோஎத்தேன்)

இத்தாக்கம் நிரம்பாத் தன்மையை (unsaturation) — அதாவது C=C அல்லது C≡C பிணைப்பின் இருப்பை — அடையாளம் காண்பதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. ஒரு தெவிட்டாத ஐதரோகார்பனுடன் புரோமின் நீரை (கபில நிறம்) சேர்க்கும்பொழுது, புரோமின் C=C உடன் கூட்டல் தாக்கத்தில் ஈடுபடுவதனால் கபில நிறம் விரைவாக நிறமற்றதாகின்றது. அற்கேன்கள் இச்சோதனைக்கு விடையளிப்பதில்லை; ஆகவே நிறம் அகற்றப்படுதலே நிரம்பாத் தன்மைக்கான தெளிவான சான்றாகும்.

Bromine Test for Unsaturation Alkene (C=C present) colourless Br₂ decolourised — positive + Br₂(aq) shake Alkane (no C=C) stays brown no reaction — negative decolourisation of brown bromine water confirms a C=C or C≡C bond

புரோமின் நீரின் கபில நிறம் அகற்றப்படுதல் தெவிட்டாத பிணைப்பின் இருப்பை உறுதிப்படுத்துகின்றது.

3.3 சல்பூரிக் அமிலத்தைச் சேர்த்தலும் விளைவின் நீர்ப்பகுப்பும் (NIE 2.2.2.3)

அற்கீன்கள் குளிர், செறிந்த சல்பூரிக் அமிலத்துடன் (cold concentrated H₂SO₄) தாக்கமடைந்து அற்கைல் ஐதரசன் சல்பேற்றை (alkyl hydrogen sulphate) உருவாக்குகின்றன. இது ஓர் இலத்திரனாட்டக் கூட்டல் தாக்கமாகும்; HBr கூட்டல் தாக்கம் போலவே, ஒரு காபோகற்றயன் இடைநிலையினூடாக இத்தாக்கம் முன்னெடுத்துச் செல்லப்படுகின்றது. சேர்க்கையும் மார்க்கோனிக்கோ விதிக்கு அமையவே நிகழ்கின்றது.

உருவாக்கப்பட்ட அற்கைல் ஐதரசன் சல்பேற்றை நீருடன் ஐதாக்கி வெப்பமேற்றும்பொழுது, அது நீர்ப்பகுப்புக்கு (hydrolysis) உட்பட்டு ஒரு அற்ககோலை (alcohol) உருவாக்குகின்றது. ஆகவே இத்தொடர் வரிசைத் தாக்கங்களின் இறுதி விளைவாக அற்கீன் ஓர் அற்ககோலாக மாற்றப்படுகின்றது; இது அற்கீனுக்குள் மார்க்கோனிக்கோ விதிப்படி நீரைச் சேர்ப்பதற்குச் சமமான விளைவைத் தருகின்றது.

பகுப்பு 4 — எத்தீனை எத்தனோலாக மாற்றுதல்.

படி 1: CH₂=CH₂ + H₂SO₄(செறி.)   →   CH₃–CH₂–OSO₃H  (எத்தைல் ஐதரசன் சல்பேற்று)
படி 2: CH₃–CH₂–OSO₃H + H₂O  வெப்பம்  →   CH₃–CH₂–OH + H₂SO₄

3.4 ஊக்கிக்குரிய ஐதரசனேற்றம் (NIE 2.2.2.4)

அற்கீன்கள் நுண்தூளாக்கப்பட்ட நிக்கல் (Ni), பிளாட்டினம் (Pt) அல்லது பலேடியம் (Pd) ஊக்கியின் முன்னிலையில் ஐதரசன் வாயுவுடன் தாக்கமடைந்து தொடர்புடைய அற்கேன்களை உருவாக்குகின்றன. இத்தாக்கத்தில் ஒரு ஐதரசன் மூலக்கூறு C=C இரட்டைப் பிணைப்பில் சேர்க்கப்படுவதனால், தெவிட்டாத அற்கீன் தெவிட்டிய அற்கேனாக மாற்றப்படுகின்றது. இது ஊக்கிக்குரிய ஐதரசனேற்றம் (catalytic hydrogenation) எனப்படுகின்றது; தாவர எண்ணெய்களை மார்க்கரீன் ஆக்குவதில் இம்முறை தொழிற்துறையில் பயன்படுத்தப்படுகின்றது.

பகுப்பு 5 — எத்தீனின் ஐதரசனேற்றம்.

CH₂=CH₂ + H₂  Ni ஊக்கி  →   CH₃–CH₃  (எத்தேன்)

3.5 குளிர், ஐதான, காரத்தன்மையுள்ள KMnO₄ உடனான தாக்கம் (NIE 2.2.2.5)

அற்கீன்கள் குளிர், ஐதான, காரத்தன்மையுள்ள பொட்டாசியம் பெர்மங்கனேற்றுடன் (cold dilute alkaline KMnO₄) தாக்கமடைந்து இரண்டு –OH கூட்டங்களைக் கொண்ட ஒரு இரு-ஓல் (diol அல்லது glycol) ஐ உருவாக்குகின்றன. இத்தாக்கம் நடைபெறும்பொழுது, பெர்மங்கனேற்றின் ஊதா நிறம் அகற்றப்பட்டுக் கபில நிற MnO₂ வீழ்படிவு உருவாகின்றது. ஊதா நிறம் அகற்றப்படுதல் C=C பிணைப்பின் இருப்பைக் காட்டுவதனால், இத்தாக்கம் பேயரின் பரிசோதனை (Baeyer's test) என அழைக்கப்படுகின்றது; இது நிரம்பாத் தன்மைக்கான மற்றொரு சோதனையாகும்.

பகுப்பு 6 — எத்தீனின் பேயரின் பரிசோதனை.

CH₂=CH₂ + [O] + H₂O  குளிர் ஐதான காரக் KMnO₄  →   CH₂OH–CH₂OH  (எத்தேன்-1,2-இரு-ஓல்)

ஊதா நிறம் (KMnO₄) → நிறமற்றதாக மாறி கபில நிற MnO₂ வீழ்படிவு பெறப்படுகின்றது.

4. அற்கைன்களின் தாக்கங்கள் (NIE 2.2.3)

அற்கைன்கள் ஒரு σ-பிணைப்பையும் இரண்டு π-பிணைப்புகளையும் கொண்ட காபன்–காபன் மும்மைப் பிணைப்பைக் (C≡C) கொண்டுள்ளன. அற்கீன்களைப் போலவே, அற்கைன்களும் இலத்திரனாட்டக் கூட்டல் தாக்கங்களில் ஈடுபடுகின்றன. இரண்டு π-பிணைப்புகளும் ஒவ்வொன்றாகத் தனித்தனியாகத் தாக்கமடையக்கூடியன; ஆகவே ஒரு கூட்டல் தாக்கி இரு மூல்களாக அற்கைனுடன் சேரக்கூடியது.

4.1 புரோமினைச் சேர்த்தல் (NIE 2.2.3.1)

ஒரு அற்கைன் முதலில் ஒரு மூல் புரோமினுடன் தாக்கமடைந்து ஓர் இருபுரோமோ அற்கீனை உருவாக்குகின்றது; மீண்டும் ஒரு மூல் புரோமின் சேர்க்கப்படும்பொழுது, ஒரு நாற்புரோமோ அற்கேன் உருவாகின்றது. அற்கீனைப் போலவே அற்கைனும் புரோமின் நீரின் கபில நிறத்தை அகற்றுகின்றது.

பகுப்பு 7 — எத்தைனுடன் புரோமின் சேர்க்கை.

CH≡CH + Br₂   →   CHBr=CHBr  + Br₂  →   CHBr₂–CHBr₂  (1,1,2,2-நாற்புரோமோஎத்தேன்)

4.2 ஐதரசன் ஏலைட்டுகளைச் சேர்த்தல் (NIE 2.2.3.2)

அற்கைன்கள் ஐதரசன் ஏலைட்டுகளுடன் (HCl, HBr, HI) கூட்டல் தாக்கத்தில் ஈடுபடுகின்றன. சமச்சீரற்ற அற்கைன்களில் சேர்க்கை மார்க்கோனிக்கோ விதிப்படியே நிகழ்கின்றது. ஒரு மூல் HBr முதலில் சேர்க்கப்பட்டு ஓர் அற்கீனைத் தரும்; இரண்டாம் மூல் HBr சேர்க்கப்படும்பொழுது ஒரு இருபுரோமோ அற்கேன் உருவாகின்றது.

பகுப்பு 8 — எத்தைனுடன் HBr இன் கூட்டல்.

CH≡CH + HBr   →   CH₂=CHBr  + HBr  →   CH₃–CHBr₂  (1,1-இருபுரோமோஎத்தேன்)

4.3 நீரைச் சேர்த்தல் — நீரேற்றம் (NIE 2.2.3.3)

அற்கைன்கள் Hg²⁺ அயன் மற்றும் ஐதான சல்பூரிக் அமிலத்தின் முன்னிலையில் ஒரு மூல் நீருடன் தாக்கமடைந்து முதலில் ஓர் ஈனோலை (enol) — அதாவது C=C பிணைப்பிலுள்ள ஒரு காபன் அணுவுடன் –OH கூட்டம் இணைக்கப்பட்ட மூலக்கூற்றை — உருவாக்குகின்றன. ஈனோல்கள் உறுதியற்றவை; அவை உடனடியாக மிக உறுதியான கீற்றோ அமைப்புக்கு மறுசீராக்கப்படுகின்றன. இம்மறுசீராக்கல் கீற்றோ–ஈனோல் சமதானியமாற்றம் (keto–enol tautomerism) எனப்படுகின்றது. ஆகவே நீரேற்றத்தின் இறுதி விளைவாக ஒரு கார்போனைல் சேர்வை — அல்டிகைட்டு அல்லது கீற்றோன் — பெறப்படுகின்றது.

பகுப்பு 9 — எத்தைனின் நீரேற்றம்.

CH≡CH + H₂O  Hg²⁺ / ஐதான H₂SO₄  →   [CH₂=CH–OH]  (ஈனோல், உறுதியற்றது)

[CH₂=CH–OH]   →   CH₃–CHO  (எத்தனால் — ஓர் அல்டிகைட்டு)

எத்தைன் மட்டுமே அல்டிகைட்டைத் தருகின்றது; உயர் அற்கைன்கள் கீற்றோன்களைத் தருகின்றன.
Hydration of an Alkyne — Enol to Carbonyl ethyne + H₂O (Hg²⁺ / dilute H₂SO₄) alkyne H–C≡C–H triple bond + one H₂O → enol (unstable) CH₂=CH–OH –OH on a C=C carbon rearranges at once → carbonyl (stable) CH₃–CHO ethanal — an aldehyde keto form keto–enol tautomerism: the unstable enol shifts an H and the C=C to give a stable C=O ethyne → aldehyde; higher alkynes → ketones

உறுதியற்ற ஈனோல் உடனடியாக உறுதியான கார்போனைல் (C=O) அமைப்புக்கு மறுசீராக்கப்படுகின்றது.

4.4 ஊக்கிக்குரிய ஐதரசனேற்றம் (NIE 2.2.3.4)

அற்கைன்கள் Ni, Pt அல்லது Pd ஊக்கியின் முன்னிலையில் ஐதரசனுடன் தாக்கமடைந்து அற்கேன்களை உருவாக்குகின்றன. இத்தாக்கத்தில் அற்கைன் முதலில் அற்கீனாகத் தாழ்த்தப்பட்டு, பின்னர் மேலும் அற்கேனாகத் தாழ்த்தப்படுகின்றது. தாக்கத்திறன் குறைந்த ஊக்கி (உதாரணமாக, கியூனலினால் நச்சுப்படுத்தப்பட்ட Pd — லிண்ட்லார் ஊக்கி) பயன்படுத்தப்படும்பொழுது, தாக்கத்தை அற்கீன் நிலையில் நிறுத்த முடியும்.

பகுப்பு 10 — எத்தைனின் ஐதரசனேற்றம்.

CH≡CH + 2H₂  Ni ஊக்கி  →   CH₃–CH₃  (எத்தேன்)

லிண்ட்லார் ஊக்கியுடன்: CH≡CH + H₂ → CH₂=CH₂ (எத்தீன் நிலையில் நிற்பாட்டப்படுகின்றது)

5. முடிவிடத்தில் ஐதரசனைக் கொண்டுள்ள அற்கைன்களின் அமிலத்தன்மை (NIE 2.2.4)

மும்மைப் பிணைப்பில் ஈடுபட்டுள்ள காபன் அணுக்கள் sp கலப்பினமாதலுக்கு (sp hybridisation) உட்பட்டுள்ளன. sp கலப்பின ஓபிற்றல் sp² அல்லது sp³ கலப்பின ஓபிற்றல்களிலும் கூடிய s-இயல்பைக் (50% s-இயல்பு) கொண்டுள்ளது. s-இயல்பு கூடியதாக இருப்பதனால், மும்மைப் பிணைப்புக் காபனிலுள்ள ≡C–H பிணைப்பின் இலத்திரன்கள் காபன் அணுவின் கருவுக்கு மிக நெருக்கமாக அமைகின்றன. இக்காரணத்தினால் முடிவிட (terminal) ≡C–H பிணைப்பிலுள்ள ஐதரசன் அணு, அற்கீன் அல்லது அற்கேனிலுள்ள C–H ஐதரசனைவிட பலவீனமான அமிலத்தன்மையைக் காட்டுகின்றது; அதாவது அந்த ஐதரசன் ஒரு புரோத்திரனாக (H⁺) இலகுவாக விடுவிக்கப்படக்கூடியது.

இவ்வமிலத்தன்மை காரணமாக, முடிவிட அற்கைன்கள் சில சிறப்புத் தாக்கங்களைக் காட்டுகின்றன. முடிவிட அற்கைன் சோடியம் உலோகத்துடன் தாக்கமடைந்து சோடியம் அசிற்றிலைட்டையும் (sodium acetylide) ஐதரசன் வாயுவையும் உருவாக்குகின்றது. மேலும், முடிவிட அற்கைன் அமோனியக் கரைசலில் உள்ள வெள்ளி அயன்களுடன் (ammoniacal AgNO₃) அல்லது செப்பு(I) அயன்களுடன் (ammoniacal CuCl) தாக்கமடைந்து கரையாத உலோக அசிற்றிலைட்டு வீழ்படிவுகளை உருவாக்குகின்றது. வெள்ளி அசிற்றிலைட்டு வெண்மை நிற வீழ்படிவாகவும், செப்பு(I) அசிற்றிலைட்டு செம்பழுப்பு நிற வீழ்படிவாகவும் உருவாகின்றன. இவ்வீழ்படிவு உருவாதலே ஒரு முடிவிட அற்கைனுக்கான சோதனையாகும்; உள்விட அற்கைன்கள் (அதாவது ≡C–H இல்லாதவை) இச்சோதனைக்கு விடையளிப்பதில்லை.

பகுப்பு 11 — முடிவிட அற்கைனின் அமிலத் தாக்கங்கள்.

சோடியத்துடன்:   2 CH≡CH + 2 Na   →   2 CH≡C⁻Na⁺ + H₂↑

அமோனியக வெள்ளியுடன்:   CH≡CH + 2[Ag(NH₃)₂]⁺   →   Ag–C≡C–Ag↓ (வெண்மை வீழ்படிவு) + 2NH₄⁺ + 2NH₃
ஐதரோகார்பன்பிணைப்பு வகைசிறப்புத் தாக்கம்புரோமின் நீர்
அற்கேன்C–C ஒற்றைசுயாதீன மூலிகப் பதிலீடு (UV)அகற்றப்படாது
அற்கீன்C=C இரட்டைஇலத்திரனாட்டக் கூட்டல்அகற்றப்படும்
அற்கைன்C≡C மும்மைகூட்டல் + முடிவிட அமிலத்தன்மைஅகற்றப்படும்
பொதுவான தவறுகள் / Common mistakes
  • அற்கேன்களின் குளோரினேற்றம் ஒரு பதிலீட்டுத் தாக்கம்; அதனை அற்கீன்களின் கூட்டல் தாக்கத்துடன் குழப்பிக் கொள்ள வேண்டாம் — அற்கேன்களில் சேர்க்க இரட்டைப் பிணைப்பு இல்லை.
  • சுயாதீன மூலிகப் பொறிமுறையில் மூன்று படிநிலைகளையும் — தொடக்கம், விருத்தியாக்கல், முடிவாக்கல் — தனித்தனியாக எழுத வேண்டும். விருத்தியாக்கற் படிகள் இரண்டையும் எழுதத் தவறக் கூடாது.
  • மார்க்கோனிக்கோ விதியை வெறுமனே கூறாமல், அதன் காரணத்தையும் — மிக உறுதியான காபோகற்றயன் உருவாதல் — எழுத வேண்டும்.
  • பொறிமுறைகளில் ஓரினப் பிளவுக்கு ஒற்றைத் தலை அம்புக்குறியும், பல்லினப் பிளவுக்கு இரட்டைத் தலை அம்புக்குறியும் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்.
  • அற்கைனின் நீரேற்றத்தில் ஈனோல் ஓர் இடைநிலை மட்டுமே; இறுதி விளைவு கார்போனைல் சேர்வை (அல்டிகைட்டு / கீற்றோன்) என எழுத வேண்டும்.
  • உலோக அசிற்றிலைட்டுச் சோதனை முடிவிட அற்கைன்களுக்கு மட்டுமே விடையளிக்கும்; உள்விட அற்கைன்களுக்கு அல்ல.
📝 தேர்வாளர் குறிப்பு / Examiner note

சுயாதீன மூலிகப் பதிலீட்டுப் பொறிமுறை கேட்கப்படும்பொழுது, மூன்று படிநிலைகளுக்கும் தலைப்பிட்டு (தொடக்கம் / விருத்தியாக்கல் / முடிவாக்கல்) ஒவ்வொன்றுக்கும் சமன் செய்யப்பட்ட சமன்பாட்டை எழுத வேண்டும்; UV ஒளி நிபந்தனையைக் குறிப்பிட மறக்கக் கூடாது. கூட்டல் தாக்கங்களில், சமச்சீரற்ற அற்கீன் / அற்கைன் தரப்பட்டால் மார்க்கோனிக்கோ விதிப்படி முதன்மை விளைவை அடையாளம் கண்டு, காரணமாக மிக உறுதியான காபோகற்றயனைக் குறிப்பிட வேண்டும். வளைந்த அம்புக்குறிகளை இலத்திரன் சோடி தொடங்கும் இடத்திலிருந்து சேரும் இடம் வரை சரியாக வரைய வேண்டும். புரோமின் நீர் அகற்றப்படுதல் மற்றும் பேயரின் பரிசோதனை ஆகிய இரண்டும் நிரம்பாத் தன்மைச் சோதனைகள் என்பதையும், உலோக அசிற்றிலைட்டுச் சோதனை முடிவிட அற்கைனுக்கானது என்பதையும் தெளிவாக வேறுபடுத்த வேண்டும்.

🌐 விளக்க படம் / Explanatory Diagram
Hydrocarbon reactions
ஹைட்ரோகார்பன் வினைகள்
Hydrocarbon reactions
Credit: Wikimedia Commons  · CC BY-SA 4.0
📖 மேலதிக தகவல் / More on Wikipedia →

📝 பயிற்சி வினாக்கள்

பகுதி I — பல்தேர்வு வினாக்கள்

  1. ஆல்க்கீனுடன் H₂ (Ni வினையூக்கி) சேர்க்கை தருவது:

    1. ஆல்கேன்
    2. ஆல்க்கைன்
    3. ஆல்கஹால்
    4. ஆலைடு
    5. அமிலம்
    விடை
    (1) — ஐதரசனேற்றம் → ஆல்கேன்.

  2. எத்தீன் + Br₂ →

    1. 1,2-டைபுரோமோஎத்தேன்
    2. புரோமோஎத்தீன்
    3. எத்தனால்
    4. எத்தைன்
    5. எதுவுமில்லை
    விடை
    (1) — C=C-இல் Br₂ சேர்க்கை → 1,2-டைபுரோமோஎத்தேன்.

  3. மார்க்கோனிகாஃப் விதி பயன்படுவது:

    1. சமச்சீரற்ற ஆல்க்கீனுடன் HX சேர்க்கை
    2. ஆல்கேன் பதிலீடு
    3. எரிப்பு
    4. பல்லணுவாக்கம்
    5. எதுவுமில்லை
    விடை
    (1) — H அதிக H கொண்ட C-உடன் சேரும்; X மற்ற C-உடன்.

  4. மீத்தேன் + Cl₂ (ஒளி) தரும் வினை:

    1. சேர்க்கை
    2. தனிமப் பதிலீடு
    3. நீக்கல்
    4. ஐதரசனேற்றம்
    5. எதுவுமில்லை
    விடை
    (2) — ஒளி → தனிமப் பதிலீடு → CH₃Cl + HCl.

  5. ஆல்க்கீன்களின் முழு எரிப்பு தருவது:

    1. CO + H₂O
    2. CO₂ + H₂O
    3. C + H₂
    4. CO₂ மட்டும்
    5. எதுவுமில்லை
    விடை
    (2) — முழு எரிப்பு → CO₂ + H₂O.

  6. எத்தீனிலிருந்து பாலித்தீன் உருவாக்கம்:

    1. பதிலீடு
    2. சேர்க்கை பல்லணுவாக்கம்
    3. நீக்கல்
    4. எரிப்பு
    5. எதுவுமில்லை
    விடை
    (2) — பல எத்தீன் மூலக்கூறுகள் சேர்க்கை → பாலித்தீன்.

பகுதி II — கட்டமைப்பு வினா

• ஆல்கேன் மற்றும் ஆல்க்கீனின் சிறப்பு வினைகளை எடுத்துக்காட்டுச் சமன்பாட்டுடன் வேறுபடுத்துக.

மாதிரி விடை
ஆல்கேன்: பதிலீடு CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl (ஒளி). ஆல்க்கீன்: சேர்க்கை C₂H₄+Br₂→C₂H₄Br₂.

• மார்க்கோனிகாஃப் விதியை எடுத்துக்காட்டுடன் கூறுக.

மாதிரி விடை
சமச்சீரற்ற ஆல்க்கீனுடன் HX சேர்க்கையில் H அதிக H உள்ள கார்பனுடன் சேரும். எ-கா புரோப்பீன்+HBr→2-புரோமோபுரோப்பேன்.

கட்டுரை வினா

• ஐதரோகார்பன் வினைகள் — பதிலீடு (ஆல்கேன்), சேர்க்கை (ஆல்க்கீன்), மார்க்கோனிகாஃப், எரிப்பு, பல்லணுவாக்கத்தை சமன்பாடுகளுடன் விளக்குக.

விடை வரைவு
வரைவு: ஆல்கேன் ஒளிப் பதிலீடு; ஆல்க்கீன் சேர்க்கை (H₂/X₂/HX/H₂O); மார்க்கோனிகாஃப்; முழு எரிப்பு→CO₂+H₂O; சேர்க்கை பல்லணுவாக்கம் (பாலித்தீன்).
← அலகு 8