Проучване предмет: "Характеристики на химически поведението на поли- и хетерофункционални съединения: киселина - база, хелиране"
Целта на класове: за да се образува разбиране на въздействието на киселина-база свойства на органични съединения, много физико-химични и биологични процеси в условията на тялото студенти; Научи да идентифицира киселина базови свойства на алкохоли, феноли, амини, тиоли, и в зависимост от тяхната структура.
Студентът трябва да знаете:
-Видове киселини и Бронстед основи;
- киселина-база свойства на органични съединения;
- сравнение киселинността и алкалността на поли- и хетерофункционални съединения;
- обясни разликите в тези свойства.
Важни аспекти на реакцията на органични съединения е техните кисели и основни свойства. За описване на киселинни и основни свойства на химически съединения има няколко теории - Bronsted и Lowry теория, теория Lewis и редица други. Най-често е теорията на Брьонстед и Лоури, или протолитично теория.
Според Bronsted Теория - Lourikisloty - неутрална молекула или йон способен отдаваща протон (протонни донори) и основата - е неутрални молекули или йони, способни на свързване протон (протон акцептори).
Според теорията на Lewis киселини - са неутрални молекули или йони, способни на свързване на двойка електрони (електронна двойка акцептори) и основата е - неутрални молекули или йони, способни да даде електронна двойка (електронна двойка донори).
Това означава, че теоретично, всяко съединение, което включва водороден атом, може да се получи протон и проявяват киселинни свойства. Способността да се отдаде протон могат да проявяват не само неутрални молекули (HCl, ROH), но заредени частици - катиони (NH4 +) и аниони на киселини (HSO4 -, и т.н.).
частици, носещи отрицателен заряд, например С1 - Ролята на базови аниони могат да действат -. ОН -. HSO4 -. Основите могат да бъдат неутрални молекули, които включват хетеро атом, имащ неразделен електронна двойка, например алкохоли ROH, NH3. H2O
Неутрални молекули или йони, които могат, в зависимост от естеството на втория компонент проявяват свойства киселини или основи се наричат амфотерни. Например, вода. Тя може да бъде киселина, като протонна, и база, като протонна:
Киселини и основи упражняват техните свойства само в присъствието на един от друг. Не вещество няма да отдаде протон, ако системата не протонен акцептор - база, и обратно. По този начин те образуват конюгатна киселина - базова двойка, в която силна киселина, толкова по-слабо е нейната конюгирана основа, и по-силна база, по-слабата му конюгатна киселина.
Киселина, като протонна се превръща в конюгат основа и основата, като протонна се превръща в конюгирана киселина. Киселината обикновено е означен AN, и основата - в
1) + Н + NS1↔ С1 -,
където НС1 - силна киселина; С1 - йон - конюгат слаба основа;
СН3 COOH при което - слаба киселина и СН3СОО - - силна основа йон конюгат.
Общ изглед може да бъде представен, както следва:
за-та бази. взаимодействие. взаимодействие.
В органични съединения, в зависимост от естеството на елемент е свързан с Н +. разграничат следните киселини:
OH - киселина (карбоксилни киселини, феноли, алкохоли)
CH - киселина (въглеводороди и техни производни)
NH - киселина (амини, амиди, имиди)
Киселина сайт е елемент и свързан водороден атом.
Силата на киселината ще зависи от стабилността на аниона, т.е. от основата конюгат, който се образува от N + изолиране на молекулата. Стабилната анион, по-висока киселинност на съединението.
Аниони и стабилност зависи от няколко фактора, които допринасят за изместването на зареждане. Колкото по-висока и изместването на зареждане, по-стабилен анион, по-силни киселинни свойства.
Факторите, които влияят върху степента на делокализация:
1. естеството на хетероатома в местата на киселина
2. електронни ефекти атоми на въглеводородни радикали и заместители
3. Възможността да солват аниони.
1. зависимост от киселинността на хетероатомите.
По природа хетеро разбере Електроотрицателност (ЕО) и поляризуемост. Колкото по-(EO) се извършва по-лесно хетеролитична разликата в молекулата. В периодите от ляво на дясно с увеличаващите се увеличава ядрените тарифите (E.O), т.е. способност на елементите са с отрицателен заряд. В резултат на преместването на връзката на електронната плътност между атоми поляризирани. Колкото повече електрони и по-голямата атомната радиус, по-нататъшните електроните външни ниво на енергия са от ядрото, по-високата поляризуемост и висока киселинност.
Пример: СН- NH- ОН- групи SH-
увеличение на ЕО и киселинност
С, N, О - елементи на един период. EO срокът се увеличава, увеличава киселинността. В този случай, поляризуемост отрази на киселинността няма.
В поляризуемост на атомите в промените в период леко, така че основният фактор, определящ киселинността е EO
А сега да разгледаме ОН групи SH-
О, S - са в една група, в групата на отгоре надолу радиус се увеличава, като по този начин се увеличава и атомен поляризуемост, което води до увеличаване на киселинността. U S атом радиус по-голям от този на О, обаче проявяват силен тиоли киселинни свойства, отколкото с алкохоли.
Сравнете три съединения: етанол, етантиол и aminoaetanol:
1. Сравнение с радикална - те са едни и същи;
2. Чрез естеството на хетероатоми функционални групи: S и D са в една и съща група, но S атомен радиус по-голям поляризуемост висока съответно етантиол има силна киселинни свойства
3. Сега сравни G и Н. G има по-висок ЕО следователно е по-висока киселинност в алкохол.
2. Ефект на въглеводородни радикали и заместители, присъстващи там
Необходимо е да се обърне внимание на студенти че сравнителните съединения трябва да имат едно и също място на киселина и разтворител.
Електрон (ЕА) заместители допринасят за изместването на електронната плътност, което води до стабилността на анион и съответно увеличаване на киселинността.
донор на електрони (ED) заместителите на напротив допринасят за концентрацията на електронната плътност в центъра на киселина, което води до намаляване на киселинност и алкалност увеличение.
Например: едновалентни алкохоли проявяват слаби киселинни свойства в сравнение с феноли.
1. киселина център същото
2. Разтворителят е същото
отмествания едновалентни алкохоли електронна плътност от въглеводороден радикал от групата ОН, т.е. радикални проявява + I ефект, след това се фокусира върху групата ОН голям брой на електронната плътност в резултат на Н + е по-силно свързани с О и ОН разчупването връзка възниква е трудно, обаче едновалентни алкохоли проявяват слаби киселинни свойства.
В противоречие фенол бензенов пръстен е ЕА и ОН група - - ED
Поради факта, че хидроксилната група е включено в общата р-π конюгирането с бензеновия пръстен в фенол молекула изместването на електронната плътност и увеличава киселинността като конюгиране винаги придружено от повишени киселинни свойства.
Увеличението на въглеводороден радикал монокарбоксилни киселини също влияе на промяната в киселинни свойства и с въвеждането на заместители в въглеводород се променя киселинни свойства.
Пример карбоксилат оформен в карбоксилни киселини йони при дисоциация - най-стабилните органични аниони.
отрицателен заряд на карбоксилат йон поради р, π-конюгиране се разпределя поравно между два кислородни атоми, т.е. Той е делокализирана и по този начин по-малко концентриран, така че в карбоксилни киселини киселинен център силни от алкохоли и феноли.
С увеличаването на въглеводороден радикал, който служи като ED монокарбоксилни киселини киселинност се намалява с намаляването на # 948; + Въглероден атом от карбоксилната група. Поради това, в хомоложна серия от най-силната киселина е мравчена киселина.
Когато се прилага ЕА заместител в въглеводороден радикал, например хлор - киселинността на увеличенията на съединение като -I ефект поради делокализация на електронната плътност и # 948; + С-атом в карбоксилната група се увеличава, обаче, в този пример трихлороцетна киселина е много силна.
Взаимодействие на молекули или йони на разтвореното вещество в процеса на разтворител наречен солватиране. Анион стабилност зависи основно от неговото разтваряне в разтвор: колкото по-висока солватирания йон, така че е стабилен и разтваряне на по-голяма, колкото по-малък размер на йон и по-малките и изместването на отрицателния заряд в него.
Основни органични съединения.
Органични съединения, в молекулата, която включва азот, кислород, сяра, може да действа като база, прилежащи протона на водород поради неразделен двойка електрони на нивото на външната енергия. Хетероатомът в молекулата на органична материя, приведе протон се нарича центъра на алкалност.
Bronsted база се разделя на п - база и π - база.
п - бази могат да бъдат неутрални или отрицателно заредени частици. Те включват: амониев (R3 N, R = NH, RCN), оксониева (RC (O) R 1 R-O-R 1), сулфониев (R-S-R 1. RC (S) R 1).
π-база (алкини, алкени, диени, арени) него алкалност център електрони π-връзка. Това е много слаба основа, както протонирани електронни двойки и не са свободни.
Силата на основа се определя от стабилността на получената катион (конюгатна киселина). Колкото по-стабилна катиони, толкова по-силно на базата.
За количествено определяне на характеристиките на алкалността се използват обикновено стойност рКа BH + - фигура алкалност константи на конюгата киселини. Колкото по-голям рК BH +, толкова по-силно на базата.
Свързани статии