Характеристики ковалентного зв’язку

Довжина – відстань між центрами атомів, які утворюють зв'язок (2 атоми).

Енергія зв’язку – енергія, яка необхідна для гемолітичного розриву зв’язку на радикали.

Просторова напрямленість – розташування зв’язків у просторі між атомами у молекулі. Згідно з електронними конфігураціями орбіта лей, які їх утворюють.

Полярність – зміщення електронної пори зв’язку до одного атома завдяки різниці енергій.

σ- σ+

Н - О – Н

Якщо різниця в енергії<0,4 – неполярний ковалентний звязок, якщо >0,4 – полярний, >2 – йонний.

Поляризованість – зміна перерозподілу електронної густини зв’язку під дією зовнішніх чинників (напр.., каталізатор, реагент, розчинник).

Sp³ гібридизація 1 s і 3p-орбіталі

Гібридизація атомних орбіталей – спосіб утворення гібридних орбіта лей шляхом комбінування вихідних s, p або d орбіта лей.

С*

1s+3p=4sp³

105 8’

 

Класифікація органічних сполук за характером хімічного перетворення:

^- заміщення

^- приєднання

^- відщеплення

^-

- Р-я полімеризації

- р-я ізомеризації

оцтовий альдегід

 

Класифікація органічних речовин в залежності від способу розриву зв’язку у вих.. молекулах:

1) гемолітичні р-ї. В них утв. проміжні частинки, які мають 1 неспарений електрон, радикал, не мають заряду і атом С перебуває в sp² гібридизації. Чим більш стабільний радикал, тим довше він існує

найбільш стабільний

 

^- > ^{первинний}

вторинний

третинний

 

2) Гетеролітичні р-ї (з утворенням карбокатіона; -аніона)

Карбон стабіліз., коли розташов в α положенні

малоновий естер

 

 

ВУГЛЕВОДНІ

Тема. Алкани, будова алканів, тетраедрична модель молекули метану, характеристика σ-звязків, С-С, С-Н, поняття про вільне обертання навколо зв’язків С-С, конформації (оборотні ізомери), методи добування алканів.

 

Класичні вуглеводні (алкани) – вуглеводні з відкритим ланцюгом, атоми С зв’язані між собою одинарними зв’язками, всі атоми у стані sp³ гібридизації.

С-С 0,154 нм 230-360 кДж/моль

С-Н 0,109 нм 410-430 кДж/моль

С-Н більш міцний, але швидше розривається, об знаходиться на поверхні молекулию Конформаційна ізомерія зумовлює обертання атомів або груп атомів навколо зв’язку С-С.

Етан

Затінена конформація

Загальмованя конформація

більш енергетично вигідна, ніж затінена 12 кДж/моль

 

Алкан лінійної будови

 

Промислові методи добування

1. Оксосинтез (метод Фішера-Тропша)

СО і Н₂ – синтез-газ у різних співвідношеннях

Утв. переважно суміш вуглеводнів, які складаються в основному з алканів лінійної будови (n=2-18), називається «синтином».

Синтез-газ отримують газифікацією кам’яного вугілля:

ендотермічна

2. Конверсією метану:

3. Метод гідрування вугілля (Берцеліус):

4. Гідрування ненасичених алкенів:

 

Бо водень на повітрі стає більш активним

 

Лабораторні методи

1. Р-я Вюрца (одержання з галоген алкінів)

2 йодпропан 2,3 диметилбутан

Механізм для цього перетворення:

застосовується лише для симетричних похідних

утворюється суміш похідних, тому не використовується

 

2. Реакція Корі-Хауса (вз-я з літійдіалкіл-купратами галогенпохідних)

літійдіалкілкупрат

Для отримання можна доб. не симетр.

третбутил (замісник)

При застосуванні первинних галогенпохідних вихід реакціїї становить до 100%; вторинних та третинних – знижується до 30-50%

3. Метод Дюма (сплавлення натрєвих солей карбонових вислот з лугами):

сіль 3 метилпентанової килоти

4. Метод Кольбе (електроліз солей карбонових кислот)

аніон

алкільний радикал

Радикал

натрієва сіль 2 метилпропанової к-ти

Відновлення галогеналканів

1) Каталітично збудженим воднем

2) Відновлення атомарним воднем (з`являється в момент утворення неспр, при взаємодії Ме з HCl).

3) Відновлення кисневмісних сполук йодоводнем (спиртів, кетонів)

Ацетон пропан

Для добування використовується метод Дюма

ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ АЛКАНІВ

Алкани – повн. насичені сполуки, тому не вступають у реакції приєднання. Вони досить інертні і не взаємодіють за н.у. з кислотами, лугами, окисниками, активними Ме, тому їх називають «парафінами». Зв`язки С-Н і особл. С-С малополярні; важко поляризуються.

Енергія σ-звязку С-С – 330-360кДж/моль

С-Н – 402-455 кДж/моль

Однак частіше розщеплюється стійкий С-Н-звязки, оскільки вони доступніші для атаки реагентів. Відщеплення е стає легшим для сполук з більшою молекулярною масою; зростає загальна кількість σ-звязків, зростають їх донорні властивості

У вільнорадикальних процесах реакції відбуваються переходи біля третинного атома вуглецю, далі біля вторинного і в останню чергу біля первинного.

Для алканів характерні реакції:

1) Заміщення водню, в основному за радикальним механізмом.

2) Розщеплення молекул за звязками С-С або С-Н.

Реакції галогенування (заміщення Н на атом галогену):

F > Cl > Br > I ↓ швидкість реакції, усі реакції з F відбуваються з вибухом

екзотерм. ΔН < 0

Реакції хлорування менш екзотермічні, проходять за умови УФ-опромінювання