Берилий Магний кальций. 2 страница

Нитроглицерин является взрывчатым веществом (взрывается от легкого сотрясения и нагревания), входит в состав динамитов и баллиститных порохов. Однако спиртовые растворы его не взрываются. Нитроглицерин используется в медицине в качестве сосудорасширяющего средства.

31. Фосфор. Атомы фосфора имеют меньшее значение электроотрицательности, а значит более выраженные восстановительные свойства. Соединения с со -3 атома фосфора встречаются реже, чем у азота (только в фосфидах). Чаще фосфор проявляет со +5. А в его сеодинении с водородом – фосфине PH3- ковалентная связь между атомами разных элементов малополярна в силу того, что значения электроотрицательности фосфора и водорода почти одинаковы. Хим вещество фосфор образует несколько аллотропных модификаций: белый фосфор и красный фосфор. Белый фосфор имеет молекулярную кристаллическую решетку, состоящую из молекул P4. Он нерастворим в воде, но хорошо растворяется в сероуглероде. На воздухе белы фосфор легко окисляется, а в порошкообразном состоянии даже воспломеняется. Белый фосфор очень ядовит. Красный фосфор не растворяется ни в воде, ни в сероуглероде. На воздухе окисляется медленно и не самовоспламеняется. Не ядовит и не светится в темноте. При нагревании красного фосфора в пробирке он превращается в белый фосфор.Химические св-ва красного и белого фосфора близки, но белый фосфор более химически активен. Оба они взаимодествуют с Ме, образуя фосфиды 3Ca+2P=Ca3P2. Белый фосфор самовоспламеняется на воздухе, а красный горит при поджигании. В обоих случаях образуется оксид фосфора (5), выделяющийся в виде густого белого дыма 4P+5O2=2P2O5. С водородом фосфор непосредственно не реагирует, поэтому фосфин PH3 можно получить только косвенным путем например из фосфидов Ca3P2+6HCl=3CaCl2+2PH3/ Фосфин- очень ядовитый газ с неприятным запахом. Легко воспломеняется в воздухе. При горении фосфора образуется оксид фосфора (5) P2O5- белый гигроскопичный порошок. Это типичный кислотный оксид. Оксиду фосфора (5) соответствует фосфорная кислота H3PO4. Как трехосновная кислота H3PO4, образует три ряда солей: - средние соли или фосфаты, которые растворимы в воде, кроме фосфатов щелочных металлов. – кислые соли- дигидрофосфаты Ca(H2PO4)2, большинство из которых хорошо растворимы в воде. – кислые соли –гидрофосфаты, которые малорастворимы в воде.

32. Углерод. СО -4 (окислительные св-ва и отдавать свои электроны более электроотрицательным элементам) +4 (восстановительные св-ва). Аллотропные модификации – алмаз и графит. Алмаз- прозрачное кристаллическое вещество, самое твердое из всех природных веществ. Графит- темно-серое, жирное на ощупь кристаллическое вещество с металлическим блеском. В отличие от алмаза графит мягкий и непрозрачный, хорошо проводит теплоту и электрический ток. Мягкость графита обусловлена слоистой структурой. Связи между слоями малопрочны. Он очень тугоплавок. Алмаз и графит соединяются с кислородом при очень высокой температуре. Образуется углекислый газ. C+O2=CO2. С металлами при нагревании углерод образует карбиды: 4Al+3C=Al4C3. Карбид алюминия – светло-желтые прозрачные кристаллы. Если водой подействовать на карбид алюминия, то получится другой газ – метан CH4 Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4. Метан можно получить также синтезом из углерода и водорода при нагревании. Углерод образует два оксида – оксид углерода (2) СO и оксид углерода (4) СО2. Оксид углерода (2) СО- бесцветный, не имеющий запаха газ, малорастворимый в воде. Его называют угарным газом. Угарный газ образуется при неполном сгорании топлива.СО-хороший восстановитель. Он сгорает в кислороде, образуя углекислый газ: 2СО+О2=2СО2. Оксид углерода (2) способен отнимать кислород у оксидов Ме, т е восстанавливать Ме из их оксидов Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2. Оксид углерода (4) СО2- бесцветный, не имеющий запаха газ, широко известный под названием углекислый газ. Он примерно в полтора раза тяжелее воздуха. При обычных условиях в одном объеме воды растворяется один объем углекислого газа. В промышленности углекислый газ получают обжигом известняка: CaCO3=CaO+CO2. При расторении оксида углерода (4) в воде образуется очень нестойкая угольная кислота H2CO3, которая легко разлогается на исходные компоненты- углекислый газ и воду. CO2+H2O=H2CO3. Будучи двухосновной, угольная кислота образует два ряда солей: средние – карбонаты, например CaCO3, и кислые – гидрокарбонаты, например Ca(HCO3)2. Из карбонатов в воде растворимы только соли калия, натрия и аммония. Кислые соли растворимы в воде. При избытке углекислого газа в присутствии воды карбонаты могут превращаться в гидрокарбонаты. Карбонаты и гидрокарбонаты можно обнаружить с помощью растворов кислот наблюдается характерное вскипание из-за выделяющихся пузырьков углекислого газа.

33. Основные понятия органической химии. Органическая химия- химия соединений углерода. Многочисленные связи атомов углерода между собой и с атомами других элементов, входящих в состав органических соединений, могут разрушаться под влиянием природных факторов. Поэтому углерод совершает непрерывный круговорот в природе. Органические вещества имеют ряд особенностей, которые отличают их о неорганических веществ: 1) Неорганических веществ насчитывается немногим более 500 тыс., тогда как органических – почти 27 млн. 2) В состав всех органических веществ входят углерод и водород, поэтому большинство из них горючи и при горении обязательно образуют углекислый газ и воду. 3) Органические вещества построены более сложно, чем неорганические, и многие из них имеют огромную молекулярную массу, например те, благодаря которым происходят жизненные процессы БЖУ 4) Органические вещества можно расположить в ряды сходных по составу, строениям и св-вам- гомологов. Гомологическим рядом называется ряд веществ, расположенных в порядке возрастания их относительных молекулярных масс, сходных по строению и хим св-вам, где каждый член отличается от предыдущего на гомологическую разность СН2 5) Для органических веществ характерной является изомерия, очень редко встречающаяся среди неорганических веществ. Теория Бутлерова 1) Атомы в молекулах веществ соединены согласно их валентности. Углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен, а его атомы способны соединяться друг с другом, образуя различные цепи. 2) Свойства веществ определяются не только качественным и количесвенным составом, но и порядком соединения атомов в молекуле, т е химическим строением вещества. 3) Св-ва органических соединений зависят не только от состава вещества и порядка соединения его атомов в молекуле, но и от взаимного влияния атомов и групп атомов друг на друга. Различные св-ва соединений обусловлены их различным качественным составом. CH4 метан- газ, который с трудом вступает в хим реакции. СН3ОН- метиловый спирт- жидкость хорошо реагирует.Различия в количественном составе- вызывают различные хим св-ва. СН4 начинает реагировать с хлором и бромом только при ультрафиолетовом освещении или нагревании, с2н4 даже в темноте.Изомерия- разные св-ва. Св-ва веществ зависят не только от их хим строения, но также и от их электронного и простанственного строения.

34. Классификация органических соединений. Классифицируют органические соединения по наличию и порядку соединения атомов в их молекулах. В зависимости от порядка соединения атомов углерода в этой цепи вещества делятся на ациклические, не содержание замкнутых цепей атомов углерода в молекулах и карбоциклические, содержащие циклы в молекулах. Вещества, в молекулах которых гетероатомы включены в замкнутую цепь, относят к гетероциклическим соединениям. Гетероатомы (кислород, азот и др) могут входить в состав молекул и ациклических соединений, образуя в них функциональные группы. Соединения нециклического строениея называют еще алифатическими соединениями или соединениями жирного ряда. Основные классы ациклических углеводородов: алканы CnH2n+2, sp3-гибридное состояние. Атомы образуют сигма связи друг с другом и атомами водорода.Валентные возможности атомов углерода до предела насыщены атомами водорода. Поэтому алканы относят к предельным углеводородам. Алкены, содержат помимо одинарных связей одну двойную связь CnH2n. Они относятся к непредельным соединениям и содержат в молекуле не менее двух атомов углерода. Алкадиены: две двойные связи, CnH2n-2. Алкины: одна тройная CnH2n-2. К ациклическим соединениям относят не только углеводороды но и вещества содержащие в молекуле различные функциональные группы. Галогенопроизводные углеводородов, гидроксильная группа, карбонильная группа. Простые эфиры содержат одну окси группу. Ациклические соединения/ Ароматические соединения- арены содержат специфическую систему чередующихся двойных и одинарных связей

35. Номенклатура. Тривиальная (историческая) номенклатура — первая номенклатура, возникшая в начале развития органической химии, когда не существовало классификации и теории строения органических соединений. Органическим соединениям давали случайные названия по источнику получения (щавелевая кислота, яблочная кислота, ванилин), цвету или запаху (ароматические соединения), реже — по химическим свойствам (парафины). Многие такие названия часто применяются до сих пор. Например: мочевина, толуол, ксилол, индиго, уксусная кислота, масляная кислота, валериановая кислота, гликоль, аланин и многие другие. Рациональная номенклатура — по этой номенклатуре за основу наименования органического соединения обычно принимают название наиболее простого (чаще всего первого) члена данного гомологического ряда. Все остальные соединения рассматриваются как производные этого соединения, образованные замещением в нем атомов водорода углеводородными или иными радикалами (например: триметилуксусный альдегид, метиламин, хлоруксусная кислота, метиловый спирт). В настоящее время такая номенклатура применяется только в тех случаях, когда она дает особенно наглядное представление о соединении. Систематическая номенклатура — номенклатура IUPAC — международная единая химическая номенклатура. Систематическая номенклатура основывается на современной теории строения и классификации органических соединений и пытается решить главную проблему номенклатуры: название каждого органического соединения должно содержать правильные названия функций (заместителей) и основного скелета углеводорода и должно быть таким, чтобы по названию можно было написать единственно правильную структурную формулу. Все названия неразветвленных алканов состоят из корня и суффикса кратности связи - ан. Этот суффикс обозначает то, что вещество предельно – не содержит двойных и тройных связей. Двойную связь обозначает суффикс - ен, тройную – - ин. 1. В структурной формуле выбирают основную цепь, используя алгоритм выбора основной цепи. 2. Основную цепь нумеруют так, чтобы старшая характеристическая группа получила наименьший номер. Если такая группа отсутствует, наименьший номер получает кратная связь, причем, принято, что двойная связь старше тройной. В случае отсутствия кратных связей нумерацию проводят так, чтобы заместители получили наименьшие номера. 3. Перечисляют заместители с их номерами в алфавитном порядке, затем записывают корень названия, отвечающий числу атомов углерода в основной цепи, добавляют суффикс кратных связей и суффикс старшей характеристической группы. 4. Если в молекуле присутствует несколько одинаковых заместителей или кратных связей, то употребляют приставку, обозначающую их число (ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и т.д.). Числа в названиях отделяют дефисами, между числами ставят запятые.

36. Изомерия. Различают два вида изомерии: структурную и пространственную (стереоизомерию). Структурные изомеры отличаются друг от друга порядком связи атомов в пространстве при одинаковом порядке связей между ними. Выделяют следующие разновидности структурной изомерии: изомерию углеродного скелета, изомерию положения, Межклассовую изомерию. Структурная изомерия Изомерия углеродного скелета обусловлена различным порядком связи между атомами углерода, образующими скелет молекулы. Изомерия положения обусловлена различным положением кратной связи, заместителя,функциональной группы при одинаковом углеродном скелете молекулы (бутен 1) (БУТЕН 2) Межклассовая изомерия обусловлена различным положением и сочетанием атомов в молекулах веществ, имеющих одинаковую молекулярную формулу, но принадлежащих к разным классам. (бутин 1 (тройная связь) алкин, Бутадиен 1. 3) Пространственная изомерия подразделяют на два вида, геометрическую и оптическую. Геометрическая характерна для соединений содержащих двойные связи, и циклических соединений. Так как свободное вращение атомов вокруг двойной связи или в цикле невозможно, заметители могут располагаться либо по одну сторону плоскости двойной связи или цикла (цис – положение), либо по разные стороны (транс – положениие) (цис-бутен 2) Оптическая изомерия возникает, если молекула несовместима со своим изображением в зеркале. Это возможно, когда у атома углерода в молекуле четыре различных заместителя. Этот атом называют асимметрическим. Ассиметрический атом углерода обозначают звездочкой.

37. Классификация реагентов и реакций. Реакции органических веществ можно формально разделить на четыре основных типа: замещения, присоединения, отщепления (элиминирования) и перегруппировки (изомеризации). Как правило, основное органическое соединение, участвующее в реакции называют субстратом, а другой компонент реакции условно рассматривают как реагент. Реакции замещения Реакции в результате которых осуществляется замена одного атома или группы атомов в исходной молекуле. В реакции замещения вступают предельные и ароматические соединения. ()+Br2=()-Br+HBr. Реакции присоединения. Реакции в результате кот две или более молекул реагирующих веществ соединяются в одну. В реакции присоединения вступают ненасыщенные соединения.. В зависимости от того, какая молекула выступает в качестве реагента, различают гидрирование (или восстановление), галогенирование, гидрогалогенирование, гидратацию и другие реакции присоединения. Каждая из них требует определенных условий. ГИДРИРОВАНИЕ- реакция присоединения молекулы водорода по кратной связи: СН3-СН=СН2+Н2=СН3-СН2-СН3. ГИДРОГАЛОГЕНИРОВАНИЕ- реакция присоединения галогенводорода СН2=СН2+HCl=Ch3-CH2-Cl/ ГАЛОГЕНИРОВАНИЕ реакция присоединения галогена СН2=СН2+Cl2=CH2Cl-CH2Cl ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ особый тип реакции присоединения, в ходе которой молекулы вещества с небольшой молекулярной массой соединяются друг с другом с образованием молекул вещества с очень высокой молекулярной массой – макромолекул.(получение полиэтилена из этилена) Реакции отщепления (элиминирования). Реакции в результате кот из молекулы исходного соединения образуются молекулы нескольких новых веществ. ДЕГИДРИРОВАНИЕ (отщипление водорода) СН3-СН3=400-600, Сr2O3=CH2=CH2+H2 ДЕГИДРАТАЦИЯ (отщипление воды) отщепление хлороводорода (при действии на хлоралкан спиртовым раствором щёлочи) CH3-CH2Cl →CH2=CH2 + HCl Изомеризация В органическом соединении происходит переход (миграция) отдельных атомов или групп атомов от одного участка молекулы к другому без изменения ее качественного и количественного состава: А→В В этом случае исходное вещество и продукт реакции являются изомерами (структурными или пространственными). Например, в результате перегруппировки может изменяться углеродный скелет молекулы: разложение. В результате реакции разложения из молекулы сложного органического вещества образуется несколько менее сложных или простых веществ: А→ В + С +... К этому типу реакций относится процесс крекинга – расщепление углеродного скелета крупных молекул при нагревании и в присутствии катализаторов: (n = m + p) Например: C10H22→ C5H12 + C5H10 Реакции разложения при высокой температуре называют пиролизом, например: СН4 → C + 2H2 пиролиз метана (1000 )

38. Взаимное влияние атомов в молекулах. Одним из важнейших положений теории Бутлерова является положение о том, что св-ва атома в молекуле определяются не только его природой, но и его ближайшим окружением. Индуктивный эффект. Рассмотрим распределение электронной плотности в молекуле бромметана CH3Br. Связь C-Br в молекуле бромметана полярна. Полярность связи определяется электроотрицательностью атомов химических элементов, т е их способностью притягивать электроны при образовании химической связи. Электроотрицательность брома больше, чем углерода и в результате этого на атоме брома образуется частичный отрицательный заряд, а на атоме углерода частичный положительный заряд. Смещение электронной плотности сигма-связи, происходящее вследствии различия электроотрицательностей данного атома и атома влияющей группы, называется индуктивным эффектом.Атом с большей электроотрицательностью, притягивающей к себе электроны, обладает отрицательным, акцепторным эффектом. В молекуле 1-хлорпропана электронная пара в связи C-Cl смещена в сторону атома хлора вследствие его большей электроотрицательности. При этом атом углерода получивший частичный положительный заряд оттягивает электроны от связанного с ним атома углерода, тот в свою очередь от следующего: СН3-СН2-СН2-Cl таким образом индуктивный эффект передается по цепи, но быстро затухает: он практически не наблюдается уже через три сигма-связи. Самый большой положительный заряд сигма1, потому что находится ближе всех к Cl. Рассмотрим другую реакцию – присоединение бромоводорода к этену: CH2=CH2+HBr=>CH3-CH2Br На начальной стадии этой реакции происходит присоединение катиона водорода к молекуле, содержащей кратную связь: CH2=CH2+H=>CH2+--CH3- электроны пи-связи сместились к одному атому углерода, на соседнем возникает незаполненная орбиталь, т е этот атом приобретает положительный заряд. Устойчивость подобных частиц определяется тем, насколько хорошо скомпенсирован положительный заряд на атоме углерода. Эта компенсация происходит за счет смещения электронной плотности сигма-связи в сторону положительно заряженного атома углерода, т е положительного индуктивного эффекта (+I). +I- когда электронная плотность отходит оттягивается от этого атома, группы атомов. –I- когда эл плотность смещ на атом или группу атомов. Мезомерный эффект. Существует другой способ влияния одних атомов или групп на другие. Рассмотрим молекулу бутадиена-1-3. СН2=СН-СН=СН2. Так как две двойные связи находятся рядом происходит перекрывание пи связей, входящих в состав соседних двойных и образуется общее для всех четырех атомов углерода пи-электронное облако при этом система становится более устойчивой. Это явление называется сопряжением (в данном случае пи-пи сопряжением) 2) р-пи сопряжение. Образуется в тех случаях, когда атом С находится в sp2-гибридизации. Состояние связи с атомным содеж НЭП 3) сигма-пи связь. Когда sp2-гибридизация атом С связан с sp3- гирб атомом С, содержащим хотя бы один атом Н.

39. Предельные углеводороды их электронное и пространственное строение. Алканы (предельные или насыщенные углеводороды, парафины) – углеводороды, атомы углерода в которых соединены простыми связями. Общая формула: C_nH_2n+2. Соотношение числа атомов водорода и углерода в молекулах алканов максимально по сравнению с молекулами углеводородов других классов. Поскольку все валентности углерода заняты либо углеродами, либо водородами, как правило, химические свойства алканов не очень ярко выражены, поэтому их еще называют предельными или насыщенными углеводородами. И существует еще более древнее название, лучше отражающее их относительную, конечно, химическую инертность – парафины, что переводится как «лишенные сродства». Атомы углерода в алканах находятся в состоянии sp³ - гибридизации, Четыре σ-связи углерода направлены в пространстве под углом 109^о28', что соответствует наименьшему отталкиванию электронов. Поэтому молекула простейшего представителя алканов – метана СН₄ – имеет форму тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а в вершинах – атомы водорода. Атомы вокруг простых связей постоянно вращаются. Поэтому молекулы алканов могут принимать разные формы. При этом длина связи и угол между связями остаются постоянными. Формы, переходящие друг в друга за счет вращения молекулы вокруг σ-связей, называют конформациями молекулы. Так же возможна изомерия по углеродному скелету. Причиной проявления структурной изомерии в ряду алканов является способность атомов углерода образовывать цепи различного строения. Этот вид структурной изомерии называется изомерией углеродного скелета. Первые четыре члена ряда алканов имеют исторически сложившиеся названия. Названия неразветвленных алканов с пятью и более атомами углерода в молекуле образованы от греческих числительных, отражающих это число атомов углерода. Суффикс -ан показывает принадлежность вещества к насыщенным соединениям. Составляя названия разветвленных алканов по номенклатуре ИЮПАК, в качестве основной цепи выбирают цепь, содержащую максимальное число атомов углерода. Основную цепь нумеруют таким образом, чтобы заместители получили наименьшие номера. Если цепей одинаковой длины несколько, то главной выбирают цепь, содержащую наибольшее число заместителей. Температуры плавления и кипения в целом увеличиваются с увеличением числа атомов С в молекуле. Первые представители ряда алканов – газы при н.у., алканы, содержащие от 5 до 15 атомов С – обычно жидкости, свыше 15 атомов С – твердые вещества. Неразветвленные изомеры имеют более высокую температуру кипения, чем разветвленные (причина – разные силы межмолекулярного взаимодействия). Температуры плавления зависят, кроме того, от плотности упаковки молекул в кристалле. В земной атмосфере метан присутствует в очень небольших количествах (около 0,0001 %), он производится некоторыми археями (архебактериями), в частности, находящимися в кишечном тракте крупного рогатого скота. Промышленное значение имеют месторождения низших алканов в форме природного газа, нефти и, вероятно, в будущем — газовых гидратов (найдены в областях вечной мерзлоты и под океанами). Также метан содержится в биогазе.

40. Алканы. Получение, химические св-ва.Химические свойства алканов. Алканы относятся к углеводородам, в которых отсутствуют кратные связи. Одно из названий углеводородов этого ряда – парафины, обозначает их химическую пассивность. Поэтому химические свойства алканов определяются таким образом: 1. Из-за предельности алканов реакции присоединения для них нехарактерны. 2. Из-за прочных связей С-С и С-Н (короткие и практически неполярные) следует малая реакционная способность (не реагируют с кислотами, щелочами, KMnO₄ и т.п.) 3. Неполярность связей свидетельствует о том, что реакции могут проходить по свободнорадикальному механизму. Основной тип реакций – радикальное замещение. Разорвать связь можно при помощи нагревания или УФ-излучения. Обычно реакции алканов идут при повышенных температурах или на солнечном свету. Взаимодействие алканов с галогенами (элементы VII-A группы) носит общее название –реакция галогенирования. Скорость реакции зависит от активности галогенов, которая уменьшается с увеличением радиуса атома. Фтор химически слишком активен, и реакции алканов с его участием сопровождаютсявзрывом и окислением до CF₄. Взаимодействие алканов с йодом практически не протекает. Реакции хлорирования и бромирования проводят при 300–400^оC или при облучении УФ-лампой. Реакция нитрования На алканы действует pазбавленная азотная кислота пpи нагpевании и давлении. В pезультате пpоисходит замещение атома водоpода на остаток азотной кислоты – нитpогpуппу NO₂. Эту pеакцию называют pеакцией нитpования, а пpодукты pеакции – нитpосоединениями. CH3-CH2-CH3 + HNO3 = CH3-CH2-CH2-NO2 + H2O (Катализатор Ni и H2SO4) Сульфирование. CH3-CH2-CH3 + H2SO4 = CH3-CH2-CH2-SO3H +H2O Дегидрирование 2CH4 = C2H2 + 3H2 (1000 градусов по Цельсию) CH4 = C + 2H2 (1500 градусов по Цельсию) Крекинг: CH3-CH2-CH2-CH3 = CH3-CH3 + CH2=CH2 (t,p) Изомеризация: CH3-CH2-CH2-CH3 = СH3-(CH3)CH-CH3 (Катализатор - AlCl3) Горение: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O До настоящего времени алканы в основном не получают, а выделяют из природного сырья: природного газа, нефти, каменного угля. Алканы являются основными компонентами природного газа, нефти, каменного угля. В промышленности алканы выделяют из природных источников. Метан и другие газообразные алканы образуются при разложении остатков растительных и животных организмов без доступа воздуха. Разработан способ проведения этого процесса искусственно – в специальных баках. Образующийся газ, состоящий на 50–70% из метана, называют биогазом. Для получения синтез-газа из метана используют два процесса, протекающие при 800–900и в присутствии катализаторов Ni, MgO, Al₂O_3.

41. Циклоалканы. Циклоалканы – это насыщенные углеводороды, атомы углерода которых замкнуты в цикл. Если молекула содержит только один цикл, то общая формула таких веществ – С_nH_2n. Простейший член ряда – циклопропан C₃H_6. Классификация циклоалканов: · малые циклы (3–4 атома углерода), · средние циклы (5–7 атомов углерода), · макроциклы (8 атомов углерода и более). В качестве основной цепи выбирают цикл, нумерацию проводят таким образом, чтобы заместители получили наименьшие номера. Если заместитель один, то его номер не указывается. 1. Изомерия углеродного скелета. ( метилциклопентан циклогексан) 2. Межклассовая изомерия. (гексен -1; циклогексан) 3. Геометрическая изомерия. В циклических молекулах невозможно свободное вращение атомов вокруг связи С-С, поэтому у замещенных циклоалканов существует пространственная изомерия. Заместители могут располагаться по одну сторону от цикла (цис-изомер) или по разные стороны (транс-изомер). Такой тип пространственной изомерии называется геометрической изомерией. Атомы углерода находятся в состоянии sp ³-гибридизации. Углы между связями в средних циклах и макроциклах близки к тетраэдрическому 109,5^о, молекула имеет неплоское строение. Химические свойства средних и макроциклов похожи на свойства алканов. Исключение – реакция дегидрирования соединений с шестичленными циклами: отщепляются сразу 6 атомов Н, при этом образуется молекула бензола (или аренов). Малые циклы за счет напряжения связей легко вступают в реакции, которые проходят с разрывом цикла. К циклопропану и циклобутану в присутствии катализатора (никеля или платины) можно присоединить водород. К средним циклам водород не присоединяется. При сгорании малых циклов выделяется больше энергии, чем при сгорании других углеводородов. Физические свойства. При обычных условиях первые два члена ряда (С₃ - С₄) — газы, (С₅ - С₁₆) — жидкости, начиная с C₁₇ — твердые вещества. Температуры кипения и плавления цик­лоалканов выше, чем у соответствующих алканов. Получение. 1. Осно способ получения циклоалканов - отщепление двух атомов галогена от дигалогеналканов 2. При каталитическом гидрировании ароматических углеводородов образуются циклогексан или его производныевной способ получения циклоалканов - отщепление двух атомов галогена от дигалогеналканов:

42. Алкены. Алкены (олефины, этиленовые углеводороды)– углеводороды, которые содержат в молекуле одну двойную связь. Общая формула – C_nH_2n. Первый член ряда – этилен (этен) C₂H₄: Двойную связь обозначают с помощью суффикса - ен. Основная цепь должна включать кратную связь. Нумерация цепи проводится с того конца, к которому ближе двойная связь. CH₃-CH₂-CH₂-CH=CH-CH₃ гексен-2 (гексен-4) Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp ²-гибридизации. Двойная связь состоит из σ-связи, образованной sp ²-гибридными орбиталями, и π-связи, возникающей за счет перекрывания p -орбиталей. Три σ-связи атома углерода направлены к вершинам треугольника с атомом С в центре, угол между связями 120^о. 1. Изомерия углеродного скелета. 2. Изомерия положения двойной связи. 3. Межклассовая изомерия (с циклоалканами) циклобутан метилциклопропан 4. Геометрическая изомерия. Вращения вокруг двойной связи не происходит, ведь для этого нужно разорвать π -связь. Из-за этого у алкенов существует изомерия, связанная с тем, что заместители могут располагаться по одну или по разные стороны двойной связи, как, например, у бутена-2. Для бутена-1 геометрическая изомерия невозможна (у одного из атомов С при двойной связи оба заместителя одинаковы: 2 атома водорода). Этен, пропен и бутен – газы. Алкены, содержащие от 5 до 18 атомов С в молекуле, – жидкости. Если атомов в молекуле алкена больше 19 – это твердые вещества. Алкены бесцветны, нерастворимы в воде и легче ее, обладают характерным резким запахом. Алкены в природе Этилен образуется в фруктах, регулируя процесс их созревания. К классу алкенов принадлежат феромоны некоторых насекомых. Правило Марковникова: при присоединении галагеноводорода к алкену водород присоединяется к более гидрированному атому углерода, т е атому, при котором находится больше атомов водорода, а гологен- к менее гидрированному. Химические свойства. Отличительной чертой представителей алкенов является способность вступать в реакцию присоединения. Большинство этих реакций протекают по механизму электрофильного присоединения. 1) Гидрирование алкенов. Алкены способны присоединять водород в присутствии катализаторов гидрирования- металлов- платины, палладия, никеля. СН3-СН2-СН=СН2+Н2= СН3-СН2-СН2-СН3 Эта реакция протекает и при атмосферном и при повышенном давлении и не требует высокой температуры т к явл экзотермической. При повышенных температурах на тех же катализаторах может пойти обратная реакция – дегидрирование. 2) Галогенирование. СН2=СН2+Br2=CH2Br-CH2Br (1.2-дибромэтан) 3) Гидрогалогенирование СН3-СН=СН2+HBr= CH3-CHBr-CH3 4) Гидратация (присоединение воды) Гидратация алкенов приводит к образованию спиртов. Например присоединение воды к этену лежит в основе одного из промышленных способов получения этилового спирта СН2=СН2+Н2О= СН3-СН2ОН.

Дата добавления: 2015-08-31