На головну

Основні положення теорії хімічної будови А. м. Бутлерова

  1. D) основні ознаки права.
  2. I. Вступні положення І ПРАВОВА ОСНОВА
  3. I. Загальні положення
  4. I. Загальні положення
  5. I. Загальні положення
  6. I. Основні богословські положення
  7. I. Основні завдання та напрямки роботи бібліотеки

Класифікація політичних еліт.

1) За Парето - правляча і опозиційна

2) За ієрархії - вища (1 людина на 20 000 населення; 500 на мільйон), середня (5% населення), адміністративна (бюрократія)

3) За ступенем доступності - відкрита і закрита

4) За соціально-професійним складом - військова та цивільна (політична, господарська, інтелектуальна)

5) За ресурсу владарювання - традиційна (звичаї, релігія, ритуали) і сучасна (закон)

6) За ступенем внутрішньої згуртованості - консолідована і Неконсолідоване

7) За стилем політичної поведінки - леви і лисиці

Способи рекрутування еліт - відкритий (антрепренерская) і закритий (система гільдій).

Відкрита система відрізняється: відкритість - широкі можливості для представників різних соціальних груп; невелике число формальних вимог; гостра конкуренція; арбітр в цій системі - населення (вибори).

Недоліки відкритої системи: дозволяє пройти в політику авантюристам; дозволяє пройти слабким кандидатам в політику; в рядах еліти з'являється багато випадкових людей

Закрита система (система гільдій): повільне просування; високі вимоги до кандидатів; арбітром є представники вищого керівництва

Недоліки: відсутність конкуренції, відтворення одного і того ж типу керівника. Забезпечує високу ступінь спадкоємності і передбачуваності в політиці.

Способи рекрутування (поповнення еліт): Політичні партії, адміністративний апарат, армія, ВНЗ, громадські організації, релігійні конфесій.

Останнім часом спостерігається тенденція збільшення числа людей у ??вищих ешелонах влади з силових структур. Активне омолодження політичної еліти. Велике значення при формуванні еліти мають родинні зв'язки, кланові зв'язки і принцип земляцтва. При формуванні політичної еліти першорядну роль відіграє особиста лояльність і відданість керівника, а далеко не професійні якості кандидата на посаду.

Основні положення теорії хімічної будови А. м. Бутлерова

1. Атоми в молекулах сполучені один з одним в певній послідовності відповідно до їх валентності. Послідовність міжатомних зв'язків в молекулі називається її хімічною будовою і відображається однією структурною формулою (формулою будови).

2. Хімічна будова можна встановлювати хімічними методами. (В даний час використовуються також сучасні фізичні методи).

3. Властивості речовин залежать від їх хімічної будови.

4. За властивостями даної речовини можна визначити будову його молекули, а за будовою молекули - передбачити властивості.

5. Атоми і групи атомів в молекулі роблять взаємний вплив один на одного. теорія Бутлерова з'явилася науковим фундаментом органічної хімії і сприяла швидкому її розвитку. Спираючись на положення теорії, А. м. Бутлеров дав пояснення явищу ізомерії, передбачив існування різних ізомерів і вперше отримав деякі з них. розвитку теорії будови сприяли роботи Кекуле, Кольбе, Купера і Вант-Гоффа. Однак їх теоретичні положення не носили загального характеру і служили, головним чином, цілям пояснення експериментального матеріалу.Скелетная формула органічних сполук - Формула, яка зображує структурну формулу хімічного органічного соедіненіяв «згорнутому» вигляді, що не відображає зв'язку вуглець-водень, а також атоми водню і вуглецю. На атом вуглецю вказує злам ланцюга або її закінчення, якщо до нього не приєднана якась або не вуглеводнева група. скелетні формули органічних сполук є скороченим поданням молекулярної структури, вони широко поширені в органічній хімії, оскільки вони чітко показують складні структури органічних сполук.

атомна орбіталь - Одноелектронне хвильова функція, отримана рішенням рівняння Шредінгера для даного атома[1], Задається головним n, орбітальним l і магнітним mквантовими числами. Мо) - одноелект-ронная багатоцентрових хвильова функція, описує стан отд. електрона молекули, що рухається в усреднённомполе інших електронів і в поле її ядерного остова. МО включає просторову j (r) І спінову q (sz ) Компоненти і часто наз. спін-орбиталью:

1) Електронна пара, яка утворює зв'язок, може утворитися за рахунок неспарених електронів, наявних в збудженому атомах. 2) Ковалентні зв'язку можуть утворюватися за рахунок спарених електронів, наявних на зовнішньому електронному шарі атома. У цьому випадку другий атом повинен мати на зовнішньому шарі вільну орбіталь.

Гібридизація (хімія) - специфічне взаємодія атомних орбіталей в молекулах.

3. явище ізомерії - існування декількох різних речовин, яким відповідає одна і та ж молекулярна формула. ці вещ називають ізомерами. Види ізомерії: 1. ізомерія будови-ізомери будови належать до різних класів органічних. соед., наприклад етиловий спирт і диметиловий ефір.2. структурна ізомерія (ізомерія вуглецевого скелета, положення кратних зв'язків) 3. просторова ізомерія. вкл. в себе а) Поворотну б) Геомеріческая в) Оптична

4. СН3, СН4.

Це типові ковалентні двухцентровие, двухелектронние, неполярні хімічні зв'язки. міцність залежить від типу атома вуглецю, у якого відбувається розрив зв'язку.

а: н-бутіл-втор-бутілізобутілметан

б: тріізопропілметан

в: тріетілпропілметан

5. алкани (також насичені вуглеводні, парафіни, аліфатичні сполуки) - Ациклічні вуглеводні лінійного або розгалуженого будови, що містять тільки прості зв'язки і утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n + 2.

Метан CH4 CH4

Етан CH3-CH3 C2H6

Пропан CH3-CH2-CH3 C3H8

Бутан CH3-CH2-CH2-CH3 C4H10

Пентан CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 C5H12

Гексан CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 C6H14

Гептан CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 C7H16

Октан CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 C8H18

Нонан CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 C9H20

Декан CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 C10H22

Ізомерія граничних вуглеводнів обумовлена ??найпростішим видом структурної ізомерії - ізомерією вуглецевого скелета. Гомологічна різниця - -CH2

Якщо від молекули алкана "відняти" один атом водоpода, то обpазуется одновалентний "залишок" - углеводоpодний pадікал (R-).
 Загальна назва одновалентних радикалів алканів - алкіл - Обpазован заміною суфікса -ан на -мул:
 метан - метил, Етан - етил, Пpопан - пpопіл і т.д.

Одновалентні pадікали виpажаются загальної фоpмулой СnН2n + 1.

Двовалентний радикал виходить, якщо видалити з молекули 2 атома водню. Наприклад, з метану можна утворити двовалентний радикал СН2- метилен. У назвах таких радикалів використовується суфікс -Ілен.

Назви радикалів, особливо одновалентних, використовуються при утворенні назв розгалужених алканів і інших з'єднань. Такі радикали можна розглядати як складові частини молекул, їх конструкційні деталі. Щоб дати назву з'єднанню необхідно представити, з яких "деталей" -радікалов складена його молекула.

метану СН4 відповідає один одновалентних радикал метил СН3.

У земній атмосфері метан присутній в дуже невеликих кількостях (близько 0,0001%), він виробляється деякими археями (архей), зокрема, що знаходяться в кишковому тракті великої рогатої худоби. Промислове значення мають родовища нижчих алканів в формі природного газу, нафти і, ймовірно, в майбутньому - газових гідратів (знайдені в областях вічної мерзлоти і під океанами). Також метан міститься в біогазі.

Вищі алкани містяться в кутикуле рослин, оберігаючи їх від висихання, паразитних грибків і дрібних рослиноїдних тварин. Це звичайно ланцюга з непарним числом атомів вуглецю, які утворюються при декарбоксилюванні жирних кислот з парним кількістю вуглецевих атомів. У тварин алкани зустрічаються в якості феромонів у комах, зокрема у мухи цеце (2-метілгептадекан C18H38, 17,21-діметілгептатріаконтан C39H80, 15,19-діметілгептатріаконтан C39H80 і 15,19,23-тріметілгептатріаконтан C40H82). Деякі орхідеї за допомогою алканів-феромонів залучають запилювачів. Головним джерелом алканів (а також інших вуглеводнів) є нафта і природний газ, які зазвичай зустрічаються разом.

При каталітичному гідруванні в присутності паладію галогеналкани перетворюються в алкани[7]:

R-CH2Cl + H2 > R-CH3 + HCl

Відновлення іодалканов відбувається при нагріванні останніх з іодоводородной кислотою:

R-CH2I + HI > R-CH3 + I2

Для відновлення галогеналканов придатні також амальгама натрію, гідриди металів, натрій в спирті, цинк в соляній кислоті або цинк в спирті[7]

6.алкани (також насичені вуглеводні, парафіни, аліфатичні сполуки) - Ациклічні вуглеводні лінійного або розгалуженого будови, що містять тільки прості зв'язки і утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n + 2.

Алкани мають низьку хімічну активність. Це пояснюється тим, що поодинокі зв'язку C-H і C-C щодо міцні, і їх складно зруйнувати. Оскільки вуглецеві зв'язки неполярних, а зв'язку С-Н малополярни, обидва види зв'язків малополярізуеми і відносяться до ?-виду, їх розрив найбільш вірогідний по гомолитически механізму, тобто з утворенням радикалів

Галогенування алканів протікає за радикальним механізмом. Для ініціювання реакції необхідно суміш алкана і галогену опромінити УФ-випромінюванням або нагріти. Варто відзначити, що галогенирование відбувається тим легше, чим довше вуглецева ланцюг н-алкана. У цьому ж напрямку зменшується енергія іонізації молекули речовини, тобто, алкан легше стає донором електрона.

Галогенування - це одна з реакцій заміщення. В першу чергу галогеніруются найменш гідрування атом вуглецю (третинний атом, потім вторинний, первинні атоми галогеніруются в останню чергу). Галогенування алканів проходить поетапно - за один етап заміщається не більше одного атома водню:

1. CH4 + Cl2 > CH3Cl (хлорметан) + HCl

2. CH3Cl + Cl2 > CH2Cl2 (Дихлорметан) + HCl

3. CH2Cl2 + Cl2 > CHCl3 (Тріхлорметан) + HCl

4. CHCl3 + Cl2 > CCl4 (Тетрахлорметан) + HCl.

Під дією світла молекула хлору розпадається на радикали, потім вони атакують молекули алкана, забираючи у них атом водню, в результаті цього утворюються метильние радикали · СН3, Які стикаються з молекулами хлору, руйнуючи їх і утворюючи нові радикали.

Алкани реагують з 10% розчином азотної кислоти або оксидом азоту NO2 в газовій фазі при температурі 140 ° C і невеликому тиску з утворенням нітропохідних.

RH + HNO3 > RNO2 + H2O.

Всі наявні дані вказують на вільнорадикальних механізм. В результаті реакції утворюються суміші продуктів.

7.алкани (також насичені вуглеводні, парафіни, аліфатичні сполуки) - Ациклічні вуглеводні лінійного або розгалуженого будови, що містять тільки прості зв'язки і утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n + 2.

Алкани мають низьку хімічну активність. Це пояснюється тим, що поодинокі зв'язку C-H і C-C щодо міцні, і їх складно зруйнувати. Оскільки вуглецеві зв'язки неполярних, а зв'язку С-Н малополярни, обидва види зв'язків малополярізуеми і відносяться до ?-виду, їх розрив найбільш вірогідний по гомолитически механізму, тобто з утворенням радикалів.

При нагріванні вище 500 ° C алкани піддаються піролітичної розкладання з утворенням складної суміші продуктів, склад і співвідношення яких залежать від температури і часу реакції. При піролізі відбувається розщеплення вуглець-вуглецевих зв'язків з утворенням алкільних радикалів.

У 1930-1950 рр. піроліз вищих алканів використовувався в промисловості для отримання складної суміші алканів і алкенів, що містять від п'яти до десяти атомів вуглецю. Він отримав назву «термічний крекінг». За допомогою термічного крекінгу вдавалося збільшити кількість бензинової фракції за рахунок розщеплення алканів, що містяться в гасової фракції (10-15 атомів вуглецю в вуглецевому кістяку) і фракції солярового масла (12-20 атомів вуглецю). Однак октанове число бензину, отриманого при термічному крекінгу, не перевищує 65, що не задовольняє вимогам умов експлуатації сучасних двигунів внутрішнього згоряння.

В даний час термічний крекінг повністю витіснений в промисловості каталітичним крекингом, який проводять в газовій фазі при більш низьких температурах -400-450 ° C і низькому тиску - 10-15 атм на алюмосиликатном каталізаторі, який безперервно регенерується спалюванням утворюється на ньому коксу в струмі повітря . При каталітичному крекінгу в отриманому бензині різко зростає вміст алканів з розгалуженою структурою.

Освіта:

1) В вуглецевому кістяку 2 (етан) або 3 (пропан) атома вуглецю - отримання (термінальних) алкенів, так як інших в даному випадку не може вийти; виділення водню:

Умови протікання: 400-600 ° C, каталізатори - Pt, Ni, Al2O3, Cr2O3.

а) CH3-CH3 > CH2= CH2 + H2 (Етан > етен);

б) CH3-CH2-CH3 > CH2= CH-CH3 + H2 (Пропан > пропен).

2) В вуглецевому кістяку 4 (бутан, ізобутан) або 5 (пентан, 2-метилбутан, неопентана) атомів вуглецю - отримання алкадиенов; виділення водню:

в) CH3-CH2-CH2-CH3 > CH2= CH-CH = CH2 + 2H2 (Бутан > бутадієн-1,3 - дегидрирование віддалених зв'язків С-С).

в ') CH3-CH2-CH2-CH3 > CH2= C = CH-CH3 + 2H2 (Бутан > бутадієн-1,2 - дегидрирование сусідніх зв'язків С-С-С).

3) В вуглецевому кістяку 6 (гексан) і більше атомів вуглецю - отримання бензолу і його похідних:

г) CH3-CH2-CH2-CH2CH2-CH2-CH2-CH3 (Октан) > П.-ксилол, паралельно М.-ксилол, паралельно етилбензол + 4H2.

ізомеризація:
 Під дією каталізатора (наприклад, AlCl3) Відбувається ізомеризація алкана: наприклад, бутан (C4H10), Взаємодіючи з хлоридом алюмінію (AlCl3), Перетворюється з н-бутан в 2-метілпропан.

З марганцевокислим калієм (KMnO4) І бромної водою (Br2) Алкани не взаємодіють.

Основним хімічним властивістю граничних вуглеводнів, що визначають їх використання в якості палива, є реакція горіння. приклад:

CH4 + 2O2 > CO2 + 2H2O + Q.

значення Q досягає 46 000 - 50 000 кДж / кг.

У разі нестачі кисню замість вуглекислого газу виходить чадний газ або вугілля (в залежності від концентрації кисню).

У загальному вигляді реакцію горіння алканів можна записати в такий спосіб:

СnН2n+2 + (1,5n+0,5) O2 > nCO2 + (n+1) H2O.

Можуть утворюватися спирти, альдегіди, карбонові кислоти.

При м'якому окисленні СН4 в присутності каталізатора киснем при 200 ° C) можуть утворитися:

Окислення також може здійснюватися повітрям. Процес проводиться в рідкій або газоподібній фазі. У промисловості так отримують вищі жирні спирти і соответствующіекіслоти.

Граничні вуглеводні знаходять широке застосування в найрізноманітніших сферах життя і діяльності людини.

? Газоподібні алкани (метан і пpопан-бутанова суміш) використовуються в якості цінного палива.

? Рідкі углеводоpоди становлять значну частку в моторних і ракетних паливах і використовуються як розчинники.

? Вазелінове масло (суміш рідких углеводоpодов з числом атомів вуглецю до 15) - пpозpачная рідина без запаху і смаку, використовується в медицині, паpфюмеpіі і косметиці.

? Вазелін (суміш рідких і твеpдое пpедельную углеводоpодов з числом углеpодних атомів до 25) пpименяется для пpіготовленія мазей, що використовуються в медицині.

? Паpафін (суміш твеpдое алканів С1935) - Біла твеpдая маса без запаху і смаку (т. Пл. 50-70 ° C) - пpименяется для виготовлення свічок, пpопіткі сірників і пакувального паперу, для теплових пpоцедуp в медицині. Служить сировиною при отриманні органічних кислот і спиртів, миючих засобів і поверхнево-активних речовин.

? Нормальні граничні вуглеводні середньої молекулярної маси використовуються як поживний субстрат в мікробіологічному синтезі білка з нафти.

? Велике значення мають галогенопроїзводниє алканів, які використовуються як розчинники, холодоагенти і сировину для подальших синтезів.

? В сучасній нафтохімічної промисловості граничні улеводороди є базою для отримання різноманітних органічних сполук, важливою сировиною в процесах отримання напівпродуктів для виробництва пластмас, каучуку, синтетичних волокон, миючих засобів і багатьох інших речовин.

8. алкени (олефіни, Етиленові вуглеводні) - Ациклічні ненасичені вуглеводні, що містять одну подвійну зв'язок між атомаміуглерода, що утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n. Атоми вуглецю при подвійному зв'язку знаходяться в стані sp? гібридизації, і мають валентний кут 120 °. Найпростішим алкенами є етилен (C2H4). За номенклатурою IUPAC назви алкенів утворюються від назв відповідних алканів заміною суфікса «ан» на «ен»; становище подвійного зв'язку вказується арабською цифрою.

Відповідно до теорії гібридизації подвійний зв'язок утворюється за рахунок перекривання уздовж лінії зв'язку З-С sp?-гібрідних орбіталей атомів вуглецю (?-зв'язок) і бічного перекривання вуглецевих p-орбіталей (?-зв'язок).

Схема утворення зв'язків в молекулі етилену

В стані sp? гібридизації електронне стан атома вуглецю можна представити таким чином:

Всі атоми етилену лежать в одній площині, а величина валентного кута зв'язку C-H практично дорівнює 120 °. Центри вуглецевих атомів в етилену знаходяться на відстані 0,134 нм, тобто довжина подвійного зв'язку дещо коротший, ніжЗ-С.

Відповідно до теорії молекулярних орбіталей лінійна комбінація двох атомних 2p-орбіталей вуглецю формує дві молекулярні ?орбіталі етилену[1]:

формування ?-орбіталей етилену

Перший потенціал іонізації етилену становить 10,51 еВ[2], Що дозволяє електрону відносно легко йти (електрофільне взаємодія) з вищої зайнятої молекулярної орбіталі (ВЗМО). У той же час, нижча зв'язує молекулярна орбіталь (НСМО) етилену має досить низьку енергію: -1,6-1,8 еВ, що пояснює відносну легкість приєднання електрона з утворенням аніону[2] (Нуклеофільне взаємодія).

Додавання метильного заступника знижує потенціал іонізації ?- Електронів приблизно на 0,6-0,8 еВ і підвищує енергію НСМО на 0,2 еВ, а ВЗМО на 0,7 еВ[2].

Ізомерія. алкени можуть існувати у вигляді просторових або геометричних ізомерів.

розрізняють:

цис- ізомери: заступники розташовані по одну сторону від подвійного зв'язку;

транс- ізомери: заступники розташовані по різні боки від подвійного зв'язку.

IUPAC рекомендує називати геометричні ізомери за такою номенклатурою:

Z- ізомери: старші заступники у вуглецевих атомів подвійного зв'язку знаходяться по одну сторону щодо подвійного зв'язку;

E- ізомери: старші заступники у вуглецевих атомів подвійного зв'язку знаходяться по різні боки щодо подвійного зв'язку

основним промисловим методом отримання алкенів є каталітичний і високотемпературний крекінг вуглеводнів нафти і природного газу. Для виробництва нижчих алкенів використовують також реакцію дегідратації відповідних спиртів.

В лабораторній практиці зазвичай застосовують метод дегідратації спиртів в присутності сильних мінеральних кислот[1], Дегідрогалогенірованіе і дегалогенірованіе відповідних галогенопохідних; синтези Гофмана, Чугаева, Віттіга і Коупа[11].

правило Зайцева - В органічній хімії еміпіріческое правило, використовується для передбачення переважаючого продукту в реакціях відщеплення води або галогеноводородов від спиртів і галогенідовсоответственно. Правило формулюється так: при дегідратації вторинних і третинних спиртів і при дегідрогалогенірованіе вторинних і третинних галогенідів водень відщеплюється переважно від найменш гидрогенизированного атома вуглецю[1].

Правило запропоновано російським хіміком А. М. Зайцевим в 1875 році

9.алкени (олефіни, Етиленові вуглеводні) - Ациклічні ненасичені вуглеводні, що містять одну подвійну зв'язок між атомаміуглерода, що утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n. Атоми вуглецю при подвійному зв'язку знаходяться в стані sp? гібридизації, і мають валентний кут 120 °. Найпростішим алкенами є етилен (C2H4). За номенклатурою IUPAC назви алкенів утворюються від назв відповідних алканів заміною суфікса «ан» на «ен»; становище подвійного зв'язку вказується арабською цифрою.

Відповідно до теорії гібридизації подвійний зв'язок утворюється за рахунок перекривання уздовж лінії зв'язку З-С sp?-гібрідних орбіталей атомів вуглецю (?-зв'язок) і бічного перекривання вуглецевих p-орбіталей (?-зв'язок).

Схема утворення зв'язків в молекулі етилену

В стані sp? гібридизації електронне стан атома вуглецю можна представити таким чином:

Всі атоми етилену лежать в одній площині, а величина валентного кута зв'язку C-H практично дорівнює 120 °. Центри вуглецевих атомів в етилену знаходяться на відстані 0,134 нм, тобто довжина подвійного зв'язку дещо коротший, ніжЗ-С.

Відповідно до теорії молекулярних орбіталей лінійна комбінація двох атомних 2p-орбіталей вуглецю формує дві молекулярні ?орбіталі етилену[1]:

формування ?-орбіталей етилену

Перший потенціал іонізації етилену становить 10,51 еВ[2], Що дозволяє електрону відносно легко йти (електрофільне взаємодія) з вищої зайнятої молекулярної орбіталі (ВЗМО). У той же час, нижча зв'язує молекулярна орбіталь (НСМО) етилену має досить низьку енергію: -1,6-1,8 еВ, що пояснює відносну легкість приєднання електрона з утворенням аніону[2] (Нуклеофільне взаємодія).

Додавання метильного заступника знижує потенціал іонізації ?- Електронів приблизно на 0,6-0,8 еВ і підвищує енергію НСМО на 0,2 еВ, а ВЗМО на 0,7 еВ[2]

Галогенування

Галогенування алкенів, що проходить за відсутності ініціаторів радикальних реакцій - типова реакція електрофільного приєднання. Вона проводиться в середовищі неполярних інертних розчинників (наприклад: CCl4):

· Реакція галогенування стереоспеціфічность - Приєднання відбувається з протилежних сторін щодо площини молекули алкена[1]

· Механізм реакцій подібного типу в загальному вигляді:

гідрогалогенірованіе

Електрофільне приєднання галогенводородов до алкенам відбувається за правилом Марковникова:

R-CH = CH2 + HBr - R-CHBr-CH3

Однак у присутності перекисів приєднання відбувається переважно проти цього правила (ефект харашо) [1]:

Гідраіація

Реакція приєднання води до алкенів протікає в присутності сірчаної кислоти[20]:

Реакція протікає за правилом Марковникова.

правило Марковникова - В органічній хімії правило, використовується для предсказаніярегіоселектівності реакції приєднання протонних кислот і води до несиметричним алкенам іалкінам. Найбільш часто дане правило формулюють таким чином: при приєднанні протонних кислот і води до несиметричним алкенам і Алкіни атом водню приєднується до найбільш гідрогенізовані атому вуглецю. Вперше правило було запропоновано російським хімікомВ. В. Марковникова в 1869 році[1].

В умовах, що сприяють гомолитически розриву зв'язку, (висока температура, опромінення, наявність вільних радикалів і ін.) Приєднання до алкенів відбувається порадікальному механізму[31].

R-CH = CH2 + HCl - R-CH2-CH2Cl

Окислення алкенів може відбуватися в залежності від умов і видів окислювальних реагентів як з розривом подвійного зв'язку, так і зі збереженням вуглецевого скелета.

Окислення неорганічними окислювачами [ред]

У м'яких умовах можливо окислення за допомогою приєднання по подвійному зв'язку двох гідроксильних груп [37]:

На першому етапі відбувається приєднання оксиду осмію до алкенів, потім під дією воосстановітеля (Zn або NaHSO3) утворився комплекс переходить до діоли (Реакція Кріге).

Аналогічно реакція йде в нейтральною або слаболужною середовищі під дією KMnO4 (Реакція Вагнера) [37]:

При дії на алкени сильних окислювачів (KMnO4 або K2Cr2O7 в середовищі Н2SO4) при нагріванні відбувається розрив подвійного зв'язку:

(Кетон)

Деякі окислювачі, наприклад нітрат (III) талію, окислюють алкени з перегрупуванням за наступною схемою [37]:

Окислення в присутності солей паладію [ред]

У присутності солей паладію етилен окислюється до ацетальдегіду [1]:

10.алкени (олефіни, Етиленові вуглеводні) - Ациклічні ненасичені вуглеводні, що містять одну подвійну зв'язок між атомаміуглерода, що утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n. Атоми вуглецю при подвійному зв'язку знаходяться в стані sp? гібридизації, і мають валентний кут 120 °. Найпростішим алкенами є етилен (C2H4). За номенклатурою IUPAC назви алкенів утворюються від назв відповідних алканів заміною суфікса «ан» на «ен»; становище подвійного зв'язку вказується арабською цифрою

Алкени хімічно активні. Їх хімічні властивості багато в чому визначаються наявністю подвійного зв'язку. Для алкенів найбільш характерні реакції електрофільного приєднання іреакціі радикального приєднання. Реакції нуклеофільного приєднання зазвичай вимагають наявність сильного нуклеофіла і для алкенів не типові.

Особливістю алкенів є також реакції циклоприєднання і метатезису.

Алкени легко вступають в реакції окислення, гидрируются сильними відновниками або воднем під дією каталізаторів до алканів, а також здатні до аллільномурадікальному заміщення.

Гідрування (приєднання водню)

Алкени взаємодіють з воднем при нагріванні і підвищеному тиску в присутності каталізаторів (Pt, Pd, Ni та ін.) З утворенням алканів:

Гідрування алкенів - реакція, зворотна дегидрированию алканів. Згідно з принципом Ле Шательє, гидрированию сприяє підвищений тиск, т. К. Ця реакція супроводжується зменшенням обсягу системи.

Приєднання водню до атомів вуглецю в алкенів приводить до зниження ступеня їх окислення:

Тому гідрування алкенів відносять до реакцій відновлення. Ця реакція використовується в промисловості для отримання високооктанового палива.

Полімеризація алкенів може протікати як по свободнорадикальному, так і катіонно-аніоном механізму.

За першим методом отримують поліетилен високого тиску:

Каталізатором реакції виступають пероксиди.

Другий метод передбачає використання в якості каталізаторів кислот (катионная полімеризація), металлорганических з'єднань (каталізатори Циглера-Натта, аніонна полімеризація). Перевагою методу є можливість отримання стереоселективного полімерів.

11.алкіни (інакше ацетиленові вуглеводні) - Вуглеводні, що містять потрійний зв'язок між атомами вуглецю, що утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n-2. Атоми вуглецю при потрійний зв'язку знаходяться в стані sp-гібридизації, кут між орбиталями - 180 градусів, розташовуються лінійно.

Номенулатура

Найпростішим Алкіни є Етін (ацетилен C2H2). За номенклатурою IUPAC назви алкинов утворюються від назв відповідних алканів заміною суфікса «ан» на «-ін»; становище потрійного зв'язку вказується арабськими цифрами.

Вуглеводневі радикали, утворені від алкинов мають суфікс «-ініл», так CH?C- називається «Етініл».

Нижче представлені деякі представники алкинов і їх назви:

розрізняють внутрішню потрійну зв'язок (приклад: бут-2-ін) і кінцеву (Приклад: бут-1-ін).

Відповідний ряд алкинов:

У алкинов зв'язок -С?С- лінійна (кут 180 °) і знаходиться в одній площині. Атоми вуглецю пов'язані однією ?- і двома ?-зв'язками, максимальна електронна щільність яких розташована в двох взаємно перпендикулярних площинах[5]. Довжина потрійний зв'язку приблизно 0,121 нм, енергія зв'язку 836 кДж / моль.

Прожарювання в електричних печах суміші оксиду кальцію з коксом при 1800-2000 ° С отримують карбід кальцію:

При дії на отриманий карбід води утворюється гідроксид кальцію і ацетилен:

Суть методу полягає в пропущенні над спеціальної вогнетривкої насадкою суміші природного газу з повітрям, який згораючи піднімає температуру до 1500 ° C. Потім на насадці відбувається піроліз метану[13]

Метод полягає в пропущенні метану між двома металевими електродами з величезною швидкістю. Температура 1500-1600 ° С. З хімічної точки зору метод аналогічний методу піролізу, відрізняючись лише технологічним і апаратним виконанням [14].

Термоокислювальне крекінг [ред]

У цьому методі використовується часткове окислення метану завдяки використанню теплоти, що утворюється при його згоранні

12.алкіни (інакше ацетиленові вуглеводні) - Вуглеводні, що містять потрійний зв'язок між атомами вуглецю, що утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n-2. Атоми вуглецю при потрійний зв'язку знаходяться в стані sp-гібридизації, кут між орбиталями - 180 градусів, розташовуються лінійно.

У порівнянні з алкенами Алкіни кілька менш активні в реакціях електрофільного приєднання і активніші в реакціях з нуклеофилами, наприклад, з амінами і аллкоголятамі. Менша довжина потрійного зв'язку в порівнянні з подвійною і sp-гібрідізацція атомів вуглецю призводить до того, що область п-зв'язків більш компактна в порівнянні з алкенами і щодо важкодоступна для електрофілов. З іншого боку, атоми вуглецю болеедоступни для нуклефільних реагентів внаслідок лінійного будови потрійного зв'язку. проте, Алкіни, як і алкени, легше реагують з електрофільними реагентами, ніж з нуклеофільними. Великий вплив на співвідношення швидкостей реакцій алкенів і алкінів надає природа розчинників

гідрування

Водень приєднується до потрійного зв'язку в пісутствіі тих же каталізатоов, що і до подвійної HC = CH + H2 - H2C = CH2 + H

Реакція ця йде повільніше, ніж у аналогічно побудованих алкенів. Однак в суміші алкена і Алкіни в першу чергу гідруван Алкіни, так як він легше абсорбується на поверхні каталізатора і не допускає на неї молекули алкена. При гідруванні алкинов в залежності від умов проведення реакції можуть бути отримані цис- і транс-алкени.

Реакції електрофільного приєднання

Для алкинов характерні реакції приєднання. На відміну від алкенів, яким властиві реакції електрофільного приєднання, Алкіни можуть вступати також і в реакції нуклеофільного приєднання. Це обумовлено значним s-характером зв'язку і, як наслідок, підвищеною електронегативність атома вуглецю. Крім того, велика рухливість атома водню при потрійний зв'язку обумовлює кислотні властивості алкінів в реакціях заміщення.

13.алкіни (інакше ацетиленові вуглеводні) - Вуглеводні, що містять потрійний зв'язок між атомами вуглецю, що утворюють гомологічний ряд із загальною формулою CnH2n-2. Атоми вуглецю при потрійний зв'язку знаходяться в стані sp-гібридизації, кут між орбиталями - 180 градусів, розташовуються лінійно.

реакції окислення

Алкіни окислюються важче ніж алкени, однак при контрольованому окисленні можна зберегти C-C зв'язок і отримати в якості продуктів реакції карбонільні сполуки[16]:

При дії сильних окислювачів в жорстких умовах Алкіни окислюються з розривом потрійний зв'язку. В ході реакції утворюються карбонові кислоти і CO2:

полімеризація

У присутності солей одновалентних міді в спиртовому розчині аміаку Алкіни окислюються киснем повітря до діацетіленов (Реакція Глазера):

Вперше полімеризацію ацетилену здійснив Дж. Натта в 1957 році, пропускаючи газ над розчином каталізатора Al (C2H5)3-Ti (OC4H9)4[25]:

В ході реакції було отримано напівкристалічних поліацетилен.

Поліацетилен цікавий тим, що введенням в нього певних добавок (допирования) можна отримати електропровідний полімер з металевими властивостями[25].

застосування

З усіх ацетиленових вуглеводнів серйозне промислове значення має лише ацетилен, який є найважливішим хімічним сировиною.

Ацетилен використовує для синтезу наступних продуктів:

При горінні ацетилену виділяється багато тепла що використовується для різання і зварювання металів в ацетилен-кисневої зварювання (витрачається до 30% всього виробленого ацетилену)[13].

В кінці 19-го - початку 20-го століття широкою популярністю користувалися численні ацетиленові світильники (джерелом ацетилену служив дешевий карбід кальцію), що використовуються на залізничному і водному транспорті, для освітлення вулиць, в побуті[31]. Незважаючи на те, що сьогодні масове використання ацетиленових ліхтарів пішло в минуле, їх випуск і споживання не припинилися. Вони виробляються в невеликих кількостях як похідне спорядження[32].

14. органічні сполуки, молекули яких містять карбонільну групу, називаються карбонільних сполуками. Залежно від характеру пов'язаних з карбонільної групою заступників карбонільні сполуки діляться на альдегіди, кетони, карбонові кислоти і їх функціональні похідні.

альдегіди

Альдегідами називаються органічні сполуки, що містять карбонільну групу, в якій атом вуглецю пов'язаний з радикалом і одним атомом водню, тобто загальна формула альдегідів. Виняток становить мурашиний альдегід, в якому, як видно, R = H.

Кетонами називаються сполуки, в молекулі яких карбонильная група пов'язана з двома вуглеводневими радикалами. Загальна формула кетонів, де R може збігатися з R '.

 Назва спиртів  Формула tкип, ° C tпл, ° C d204  
 Металевий (метанол)  СН3ВІН  64,7  -97,8  0,7930  
 Етиловий (етанол) C2H5OH  78,3  -117,3  0,7900  
 Пропіловий (пропанол-1) н3Н7ВІН  97,2  -127  0,8040  
 Ізопропіловий (пропанол-2)  СH3Сп (ОН) СН3  82,2  -88  0,7850  
 Бутиловий (бутанол-1) н-C4H9OH  117,7  -79,9  0,8090  
втop-Бутіловий (Бутанол-2)  СH3СН2Сп (ОН) СН3  -89  0,8080  
 Ізобутиловий (2-метілпропанол-1)  СН3Сп (СН3) СН2  108,4  -108  0,8010  
тре-Бутіловий (2-метілпропанол-2)  (СН3)3СОН  +25  0,7880  
 Аміловий (пентанол-1) C5H11OH  -78,2  0,8140  
 Гексиловий (гексанол-1) C6H13OH  157,2  -51,6  0,8190  
 Гептиловий (гептанол-1) C7H15OH  176,3  -34,1  0,8220  
 Октіловий (октанол-1) C8H17OH  195,0  -16,3  0,8240  
 Ноніловий (нонанол-1) C9H19OH  213,5  -5,0  0,8270  
 Дециловий (деканол-1) C10H21OH  231,0  +6,0    

Номенклатура. Назви спиртів найчастіше пов'язують з назвами радикалів, з якими пов'язана гідроксильна група:

За систематичною номенклатурою спирти називають за назвою відповідного алкана з додаванням суфікса ол (СН3ВІН - метанол, C2H5--ОН - Етанол і т. Д.). Головну ланцюг нумерують з того кінця, до якого ближче розташована гідроксильна група. наприклад:

Іноді спирти розглядають як похідні найпростішого спирту - метилового СH3--ОН, Який називають також карбінол:

Ізомерія. Будова спиртів залежить від структури вуглецевого ланцюга і положення в ній гідроксильної групи.



функції політології | ОТРИМАННЯ

ОКРЕМІ ПРЕДСТАВНИКИ | Фізичні властивості | Хімічні властивості АМІНОКИСЛОТ |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати