اقرأ في هذا المقال
تطبيقات الألكاينات في حياتنا
الألكاينات عبارة عن هيدروكربونات غير مشبعة توجد فيها رابطة ثلاثية بين ذرتي الكربون. الهيدروكربونات غير المشبعة عبارة عن هيدروكربونات تمتلك رابطة تساهمية مزدوجة أو ثلاثية بين ذرات الكربون المجاورة. تساعدنا ميكانيكا الكم إلى حد كبير في دراسة بنية الجزيئات المختلفة الموجودة في الطبيعة وكشف مفهوم الترابط الكيميائي مع ميكانيكا الكم عن العديد من المعلومات حول مختلف المركبات العضوية وغير العضوية الضرورية للحياة.
تقليدياً تُعرف الألكاينات باسم الأسيتلين ويشار إليها رسميًا باسم الإيثاين وجميع الهيدروكربونات بما في ذلك الألكاينات طاردة للماء ولكن من المحتمل أن تكون أكثر تقلبًا. عادةً ما يتم تسمية ال (Alkynes) بنظام البادئة اليونانية دون إضافة أي أحرف فعلى سبيل المثال بالنسبة إلى (octyne) يمكن للمرء أن يختار كتابة (oct-3-yne) أو (3-octyne) وعندما تبدأ الرابطة التساهمية عند الكربون الثالث يتم استخدام اللاحقة (yne) للإشارة إلى وجود رابطة ثلاثية هذه الرابطة الثلاثية هي التي تفصل الألكاينات عن الهيدروكربونات الأخرى.
ما هي الرابطة الثلاثية؟
عندما يتم مشاركة ثلاثة أزواج من الإلكترونات بين ذرتين من الكربون يتم تكوين رابطة ثلاثية بين ذرتي الكربون والسمات المميزة للألكاينات من الهيدروكربونات الأخرى هي الرابطة الثلاثية الموجودة بين ذرات الكربون.
يتم تهجين ذرات الكربون ثلاثية الترابط للأسيتيلين ويتم الحصول على رابطة سيجما بين ذرات الكربون من خلال تداخل وجهاً لوجه بين المدارين (sp) المهجنين، تتداخل المدارات المتبقية من ذرات الكربون مع بعضها البعض على طول المحور الداخلي في مدار ثانية واحدة لكل ذرة هيدروجين مما يؤدي إلى تكوين رابطة سيغما (C-H) ورابطتين باي أضعف، تتشكل هذه الروابط بسبب التداخل المداري وتستخدم كل ذرة كربون واحدة فقط من مداراتها الثلاثة.
استخدامات الإيثاين
يستخدم الشكل الأكثر شيوعًا للألكينات وهو الـ (Ethyne) في تحضير العديد من المركبات الأخرى بعض هذه الاستخدامات هي كما يلي:
الاستخدام الأكثر شيوعًا لـ (Ethyne) هو صنع مركبات عضوية مثل الإيثانول وحمض الإيثانويك وحمض الأكريليك وما إلى ذلك. كما أنّها تستخدم في صنع البوليمرات والمواد الأولية على سبيل المثال يتم استخدام كلوريد الفينيل كمادة بدء لـ (PVC) ويستخدم الكلوروبرين للنيوبرين المطاطي الصناعي، يستخدم (Ethyne) لتحضير العديد من المذيبات العضوية وتستخدم الألكينات بشكل شائع في إنضاج الثمار صناعياً.
التطبيقات المتعددة للألكاينات
شعلة اللحام
شعلة اللحام من الصناعات التي تستخدم الألكاينات أكثر من غيرها في صناعة اللحام حيث تعد الروابط الثلاثية في الألكاينات مفيدة حقًا في لحام المواد الصلبة مثل الفولاذ والأسلاك لذلك تلعب الألكاينات دورًا مهمًا في صناعة اللحام خاصة في إنتاج المشاعل.
في إنتاج الشعلة تأتي الألكيل في شكل الأسيتيلين المعروف أيضًا باسم الإيثين ويعمل الأسيتيلين عن طريق الترابط في المركب في عملية اللحام لدمج شيئين فعليًا دون التسبب في تلف المركب الأساسي للمادة.
المذيبات العضوية
تصنيع المواد الأولية
الألكاينات مهمة جدًا في تحضير المواد الأولية مثل البوليمرات عالية الاستخدام ويعمل بعض اشتقاق الألكاينات لبدء المواد في مركبات مختلفة. على سبيل المثال كلوريد الفينيل الذي هو اشتقاق من ألكاينات هو المادة الأولية لـ (PVC) في حين أنّ مشتق آخر للألكاينات الكلوروفين هو مادة بداية جيدة في تحضير النيوبرين المطاطي.
عوامل مضادة للأورام
العديد من الألكاينات خطرة على البشر عند استخدامها في المستحضرات الصيدلانية ومع ذلك فإنّ الألكاينات المحددة والمعروفة باسم (ene-dines)، تحتوي على مركب قوي جدًا ومضاد للأورام ويعد (Calicheamicin) مثال على عامل مضاد للورم.
إنتاج البوليبروبينونتريل – polypropenonitrile
تُستخدم بلمرة البروبينونتريل في شركة البادئ البيروكسيد لإعطاء ألياف تركيبية مهمة يشار إليها باسم بوليبروبينونتريل.
إنتاج اللهب الساخن
تستخدو الألكاينات في إنتاج اللهب الساخن مثل أوكسي أسيتيلين المعروف أيضًا باسم أوكسي إيثين وهو غاز ينتج عن طريق خلط الإيثين والأكسجين وينتج لهبًا ساخنًا يستخدم في القطع واللحام.
المنتجات الصناعية
يستخدم الأسيتيلين الذي يشار إليه أيضًا باسم الإيثين في تصنيع المنتجات في الصناعات نظرًا لقدرته على الخضوع للعديد من التفاعلات الكيميائية.
اللحام والقطع
يستخدم الأسيتيلين في لحام أو قطع المواد التي تتطلب درجات حرارة عالية تصل إلى 3500 درجة مئوية وبين جميع الغازات يعد الأسيتيلين هو القادر على إنتاج اللهب الساخن.
