alchini
Idrocarburi alifatici aventi formula generale CnH2n-2. Prendono il nome da quello dell’alcano corrispondente, mutando la desinenza -ano in -ino. Il più importante è il primo membro della serie, l’etino o acetilene (➔) di formula HC≡CH. Gli a. sono costituiti da una catena, aperta o ramificata, di atomi di carbonio, di cui due, ibridizzati sp, formano un legame triplo. Di questi tre legami uno è di tipo σ e gli altri due di tipo π, formati dalla sovrapposizione in direzione perpendicolare all’asse del legame di due coppie di orbitali p non coinvolte nell’ibridazione. Il triplo legame coinvolge 6 elettroni e ha una forza complessiva pari a 837 kJ/mol, dato da un contributo di 369 kJ/mol del legame σ, di 268 kJ/mol del primo legame π, e di 202 kJ/mol del secondo legame π. La distanza tra i due atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame è di 0,121 nanometri. Una caratteristica degli a. è l’acidità degli idrogeni legati agli atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame. È quindi possibile formare dei sali, detti carburi, il più comune dei quali è il carburo di calcio CaC2, che per idratazione produce l’acetilene.
Come tutti gli idrocarburi alifatici, gli a. sono poco polari; hanno le medesime proprietà fisiche degli alcani e degli alcheni: insolubili in acqua (a eccezione dell’acetilene, poco solubile in acqua), solubili in solventi non-polari. Le temperature di fusione ed ebollizione crescono con il numero di atomi di carbonio contenuti in catena.
Gli a. si possono preparare per deidroalogenazione di dialogenuri alchilici vicinali, attraverso un trattamento con idrati alcalini, secondo la reazione:
R-CHX-CHX-R' → R-C≡C-R'
dove X rappresenta l’atomo di un alogeno.
Da un a. con triplo legame terminale, trattato con basi forti (Na metallico o sodiammide NaNH2), in virtù della relativa acidità del legame C-H, si ottengono gli acetiluri che reagendo con alogenuri alchilici portano all’ottenimento di a. con il triplo legame in posizione centrale.
Le reazioni degli a. sono simili a quelle degli alcheni; tipicamente danno luogo ad addizioni al triplo legame, anche se la reattività del triplo legame verso i reagenti elettrofili è minore di quella del doppio legame degli alcheni. La reazione più caratteristica è l’idrogenazione, che può giungere a saturazione completa, producendo alcani, oppure trasformare gli a. selettivamente in alcheni. Gli a. possono anche subire una reazione di polimerizzazione, che ha permesso di produrre il poliacetilene (➔). Un’altra reazione importante è l’idratazione, che si ottiene in presenza di un sale di mercurio; genera un enolo, instabile, che tautomerizza al corrispondente composto carbonilico. La reazione ha rivestito interesse industriale per la preparazione dell’acetaldeide, è stata però soppiantata per le caratteristiche tossiche del mercurio.
Gli a. che contengono nella loro molecola due o più tripli legami prendono il nome di poliini: il termine più semplice è il diacetilene HCC-CCH.