Шпаргалка по органической химии
Шрифт:
Дегидрированием этана получается этилен, на основе которого осуществляется много разнообразных синтезов.
Газовый бензин содержит летучие жидкие углеводороды, которые применяются как добавка к бензинам для лучшего их воспламенения при запуске двигателя.
Пропан и бутан в сжиженном состоянии широко используется в качестве горючего в быту и в автомобильном транспорте.
Сухой газ, по составу сходный с природным, используется для получения ацетилена, водорода и других веществ, а также в качестве топлива.
Характерные особенности неона (аргона):
1) эти газы получаются из воздуха путем его разделения при глубоком охлаждении;
2) неон и аргон имеют широкое применение: а) они
Общая характеристика природных газов:
1) главную подгруппу восьмой группы периодической системы составляют газы: а) гелий; б) неон; в) аргон; г) криптон;
2) эти элементы характеризуются очень низкой химической активностью, что дало основание называть их инертными газами.
Характерные особенности газов: а) они с трудом образуют соединения с другими элементами или веществами; б) атомы газов не соединены в молекулы, их молекулы одноатомны; в) газы заканчивают собой каждый период системы элементов; г) атомы природных газов характеризуются высокими значениями энергии ионизации и, как правило, отрицательными значениями энергии средства к электрону; д) температуры сжижения и затвердевания благородных газов тем ниже, чем меньше их атомные массы или порядковые номера: самая низкая температура сжижения у гелия, самая высокая – у радона.
Обычно чем выше молекулярная масса углеводорода, тем меньше его содержится в природном газе.
Состав природного газа различных месторождений неодинаков.
37. Предельные спирты
Производные углеводородов, в молекулах которых один или несколько атомов водорода замещены гидроксильными группами (ОН), называют предельными спиртами или алкоголями. Общая формула R-OH.
Спирты классифицируются: 1) по строению углеводородного радикала различают: а) спирты алифатического (жирного ряда), Аlk-ОН; б) ароматические, которые разделяются на фенолы Аr-OH и жирноароматические спирты Ar(CH2)n– OH; 2) по числу гидроксилов спирты бывают одно-, двух– и многоатомные. Например: а) одноатомные спирты СН3– ОН (метанол); б) двухатомный спирт HO-CH2– CH2OH (этандиол); в) трехатомный спирт НОСН2– СНОН-СН2ОН (глицерин).
В зависимости от характера углеродного атома, при котором находится гидроксил, различают первичные, вторичные и третичные спирты.
1) R-CH2– OH, или Аr-СН2– ОН, – первичный спирт;
2)
– вторичный спирт;
3)
– третичный спирт.
Изомерия и номенклатура.
Изомерия спиртов зависит от строения углеводородной цепи и положения гидроксила в цепи. Спирты часто называют по радикально-спиртовой и систематической (ИЮПАК) номенклатуре.
При названии спирта по радикально-спиртовой номенклатуре в основе лежит название соответствующего углеводородного радикала, связанного с гидроксилом, с прибавлением окончания – овый спирт. Например: 1) СН3– ОН – метиловый спирт (древесный); 2) С2Н5– ОН – этиловый спирт; 3) н-С4Н9ОН – бутиловый спирт;
4)
– трет-бутиловый спирт.
В основе названия спирта по ИЮПАК лежит наименование углеводорода самой длинной углеводородной цепи, наличие же гидроксильной группы указывается окончанием – ол, с цифрой за ним, указывающей номер атома углерода, при котором стоит гидроксил. При этом углеродная цепь нумеруются таким образом, чтобы гидроксил имел наименьший номер:
1)
– пентанол-2;
2)
– 3,4,4-триметилгексанол-2.
Одним из общих способов получения предельных спиртов является гидролиз галогенпроизводных углеводородов в присутствии водных растворов щелочей.
Щелочи ускоряют процесс и, нейтрализуя образующуюся кислоту, делают его необратимым. Реакция проходит при нагревании в течение длительного времени, т. к. исходные галогенуглеводороды плохо растворимы в воде.
38. Строение этилового спирта
Этиловый спирт (этанол) С2Н5ОН – бесцветная, легко испаряющаяся жидкость, которая имеет своеобразный запах и кипит при температуре 78,3 °C. Этиловый спирт легче воды – его плотность 0,8 г/см3. Этанол неограниченно смешивается с водой.
Особенности строения этилового спирта.
1. Атом кислорода образует ковалентные связи с другими атомами под некоторым углом друг к другу, а не по прямой линии.
2. В наружном электронном слое его наряду с двумя спаренными s-электронами и двумя спаренными р-электронами имеются два неспаренных р-электрона.
3. Оси этих электронных облаков взаимно перпендикулярны.
4. В направлении их и образуются ковалентные связи атома кислорода с другими атомами (фактически вследствие гибридизации и действия других факторов валентный угол несколько отклоняется от прямого).
Молекула спирта имеет подобное пространственное строение:
Молекулы этанола ассоциированы за счет взаимодействия положительно заряженного атома водорода гидроксильной группы одной молекулы со свободной электронной парой кислорода другой молекулы. Такой тип ассоциации носит название водородной связи. Энергия водородной связи составляет 20–40 кДж/моль, что на порядок ниже энергии ковалентных связей. Отсюда ясно, что более высокие температуры кипения по сравнению с соответствующими углеводородами и алкилгалогенидами обусловлены необходимостью разрыва водородных связей при переходе молекул в газовую фазу, для чего требуется дополнительная энергия.
Характерной особенностью строения этилового спирта является подвижность атома водорода гидроксильной группы, что объясняется ее электронным строением. Важное значение имеет характер связи углерода с кислородом. Вследствие большой электроотрицательности кислорода по сравнению с углеродом связь «углерод – кислород» поляризована с частичным положительным зарядом у атома углерода и отрицательным у кислорода.
Этиловый спирт широко используют в различных областях промышленности и прежде всего в химической. Из него получают синтетический каучук, уксусную кислоту, красители, эссенции, фотопленку, порох, пластмассы. Спирт является хорошим растворителем и антисептиком. Поэтому он находит применение в медицине, парфюмерии.