WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 18 |

Положение каждого заместителя и каждой кратной связи указывают Функциональная группа Префикс Окончание цифрой, соответствующей номеру атома углерода, с которым связан за-(С)OOH1 – овая кислота меститель. Для кратной связи указывают наименьший номер углеродного -СООН Карбокси Карбоновая кислота атома, при котором находится эта связь. Цифры ставят перед приставкаСульфоновая кислота ми и после суффиксов или окончания.

-SO3H Сульфо (сульфокислота) Если в соединении имеется несколько одинаковых заместителей или кратных связей, то перед соответствующим обозначением ставится ум-(С)N – Нитрил ножающий префикс: ди, три, тетра и т.д.

O Ниже приведены некоторые примеры названий по заместительной ( ) C Оксо аль номенклатуре ИЮПАК.

H Заместитель: гидрокси ( ) C =О Оксо он OH -ОН Гидрокси (окси) ол Главная углеродная Старшая 4 2 цепь - бутан функциональная H3C CH CH2 COOH -SH Меркапто тиол группа - овая кислота.

-NH2 Амино амин 3-Гидроксибутановая кислота Атом углерода, заключенный в скобки, входит в состав главной углеродной цепи.

5 4 3 2 HOOC CH2 CH2 CH COOH Таблица Некоторые неуглеродные характеристические NHгруппы, указываемые только в приставках 2-Аминопентандиовая -1,5 кислота Группа Префикс O 5 4 3 6 -Br, -I, -F, -Cl Бром, йод, фтор, хлор H3C CH2 C CH CH C -OAlk Алкокси CH3 CH3 H -SAlk Алкилтио 2,4-Диметилгексен-3-аль -NO2 Нитро Радикально-функциональная номенклатура Применение радикально-функциональной номенклатуры более ограНумерацию атомов главной углеродной цепи проводят так, чтобы ничено, чем заместительной. В основном она используется для названия старшая функциональная группа получила наименьший номер.

простейших моно- и бифункциональных соединений и некоторых классов природных веществ.

13 Радикально-функциональная номенклатура в значительной степени -Связь – это связь, образованная при осевом перекрывании атомных напоминает и заменяет применявшуюся ранее рациональную номенкла- орбиталей (АО) с расположением максимума перекрывания на прямой туру. Ниже приведены некоторые примеры названий органических со- ("лоб в лоб"), соединяющей ядра связываемых атомов.

единений по радикально-функциональной номенклатуре.

осевое перекрывание H3C CH2 OH H3C O CH2 CH3 H3C C CHЭтиловый спирт O Метилэтиловый эфир H3C CHДиметилкетон O NHs - АО H3C C C6HH3C CH CH2 CHsp3 sp3 водорода 0,154 нм Метилфенилкетон втор-Бутиламин В случае более сложных соединений выбирают произвольно главную цепь, заместители указывают в приставках, а расположение их обозначается цифрами, приставками орто-, мета-, пара- или греческими буквами sp3- АО,,, и т.д.

углерода H2N – CH2 – CH2 – CH2 – COOH – Аминомасляная кислота Образование -связей в этане путем осевого перекрывания АО.

CHНа примере этана показано образование -связи между атомами углеCl рода за счет осевого перекрывания гибридных sр3-АО и -связей С-Н путем перекрывания гибридных sр3-АО углерода и s-АО водорода. Кроме 5 осевого возможен еще один вид перекрывания – боковое перекрывание р АО. Такое перекрывание приводит к возникновению -связи.

Cl – CH = CH – Cl -Связь – это связь, образованная при боковом перекрывании ("бок в 2-хлортолуол (орто-хлортолуол),-Дихлорэтилен бок") р-АО с расположением максимума электронной плотности по обе Изложенные номенклатурные правила должны служить постоянным стороны от прямой, соединяющей ядра атомов.

руководством при последующем изучении номенклатуры конкретных классов органических соединений и их отдельных представителей. Зна - свя зь ние общих правил номенклатуры имеет большое значение, так как в соБоковое ответствии с ними строятся названия многочисленных лекарственных перекрывание H H H H средств, с которыми врачи будут постоянно иметь дело в своей профес- C C C C сиональной деятельности.

H H H H 2. Химическая связь и взаимное влияние атомов в органических р- АО молекулах Реакционная способность органических соединений обусловлена тиsp2 spпом химических связей и взаимным влиянием атомов в молекуле.

Ковалентные связи являются основным типом химических связей в H2C CHорганических соединениях. Они образуются за счет обобществления элек0,134 нм тронов связываемых атомов.

Образование – связи в этилене за счет бокового перекрывания Ковалентные связи бывают двух типов: сигма ()- и пи () связи.

р-АО.

15 Двойная связь является сочетанием - и -связей, а тройная – - и Полярность связей возрастает с увеличением разности в электроотридвух -связей. цательности связанных атомов. Таким образом, можно представить переХарактеристики ковалентной связи ход от неполярной ковалентной связи через полярную к ионной связи.

Основные характеристики ковалентной связи – энергия, длина, по- Таблица лярность и поляризуемость. А – А АВ А--С+ Таблица 4 Неполярная ковалент- Полярная Ионная связь ная связь: ковалентная связь: (гетерополярная) Основные характеристики некоторых ковалентных связей электроотрицательность показывает, соответствен- возникает за счет электроЭнергия (средние значения Связь Длина, нм связанных атомов одина- но, избыток и недостаток статического притяжения кДж/моль / ккал/моль) кова электронной плотности у между ионами; общее Сsp3 – С sp3 347 /83 0,атома по сравнению с со- электронное облако отсутС sp2 = С sp2 606 /145 0,седним в зависимости от ствует.

Сsp Сsp 828/198 0,их электроотрицательноС sp2 = O 694/166 0,123 сти.

С sp3 – Cl 326/78 0,В схеме электроотрицательность элементов убывает в ряду А>В>С.

С sp3 – Br 284/68 0,Полярность является важным свойством ковалентных связей. Полярные С sp3 – I 213/51 0,ковалентные связи предрасположены к гетеролитическому разрыву.

O – H 464/111 0,Поляризуемость связи – это мера смещения электронов связи под влиянием внешнего электрического поля, в том числе и другой реагиЭнергией связи называется количество энергии, выделяющейся при рующей частицы.

образовании данной связи или необходимое для разъединения двух свяПоляризуемость определяется подвижностью электронов. Электроны занных атомов.

тем подвижнее, чем дальше они находятся от ядер. По поляризуемости Энергия служит мерой прочности связи, чем больше её энергия, тем связь значительно превосходит -связь, так как максимум электронной связь прочнее.

плотности -связи располагается дальше от связываемых ядер. ПоляриДлина связи – это расстояние между центрами связанных атомов.

зуемость в большей степени, чем полярность, определяет реакционную Двойная связь короче одинарной, а тройная – короче двойной.

способность молекул по отношению к полярным реагентам.

Полярность связи обусловливается неравномерным распределением Донорно-акцепторные связи (поляризацией) электронной плотности.

Перекрывание двух одноэлектронных атомных орбиталей – не единПричиной возникновения полярности связи служит различие в элекственный путь образования ковалентной связи.

троотрицательности связанных атомов.

Ковалентная связь может образовываться за счет электронной пары Электроотрицательность – это способность атома в молекуле приодного атома (донор) с вакантной орбиталью другого атома (акцептор) и тягивать валентные электроны, связывающие его с другими атомами.

называется донорно-акцепторной или координационной.

Чем больше электроотрицательность атома, тем сильнее он притягивает электроны ковалентной связи.

Донор Акцептор Основываясь на значениях энергии связей, американский химик Л. Полинг предложил количественную характеристику электроотрицаH H тельности (шкала Полинга):

Alk N H+Cl N H Alk + Cl F > O > Csp > N; Cl > Br, Csp2 > I > Csp3, S > H H H 4,0 3,5 3,2 3,0 2,8 2,6 2,5 2,Первичный Электроотрицательность не является абсолютной константой элемен- Хлорид Неподеленная амин алкиламмония та. Она зависит от эффективного заряда ядра, вида гибридизации АО и пара электронов влияния заместителей.

17 Образовавшаяся донорно-акцепторная связь отличается только спосоC2H...

бом образования; по свойствам она одинакова с остальными ковалентными HO O C2Hсвязями. Атом азота-донор при этом приобретает положительный заряд.

O C2H..:

CHH3C... O Разновидностью донорно-акцепторной связи служит семиполярная H..:

... O H связь, например, в нитрогруппе:

... O..: OH H O Тример этилового спирта Димер уксусной кислоты + R N R N O или Семиполярная связь Образование водородных связей влияет на физические (температура O O кипения) и химические (кислотно-основные) свойства соединений. Так, температура кипения этанола (78,3°С) значительно выше, чем у имеющенитросоединение го одинаковую с ним молекулярную массу диметилового эфира (-24°С) Одновременно с образованием ковалентной связи за счет неподеленСН3-О–СН3, не ассоциированного за счет водородных связей.

ной пары электронов азота на связанных атомах возникают противопоОрганические соединения могут взаимодействовать с растворителем, ложные по знаку заряды. За счет электростатического притяжения между т.е. сольватироваться за счет образования межмолекулярных водородных ними дополнительно возникает ионная связь. Результирующее сочетание связей. Например, в водном растворе происходит гидратация спиртов:

ковалентной и ионной связи называется семиполярной связью, харак..

R...

терным признаком которой служит наличие противоположных зарядов H O H :

O на ковалентно связанных атомах. H Донорно-акцепторные связи характерны для комплексных соедине- Могут возникать и внутримолекулярные водородные связи, наприний, называемых также донорно-акцепторными комплексами. В зависи- мер, в салициловой кислоте, что приводит к повышению её кислотности OH мости от типа донора, т.е. от того, какие электроны обобществляются, комплексы классифицируются как n- или -комплексы.

C O Водородные связи Атом водорода, связанный с сильно электроотрицательным атомом (N, H O, F) электронодефицитен и способен взаимодействовать с неподеленной O парой электронов другого сильно электроотрицательного атома, находящеСалициловая кислота гося либо в этой же, либо в другой молекуле. В результате возникает водоВодородные связи имеют важное значение для формирования прородная связь, являющаяся разновидностью донорно-акцепторной связи.

странственной структуры белков и нуклеиновых кислот.

Графически водородная связь обозначается тремя точками. Атом водорода Взаимное влияние атомов служит связующим между двумя электроотрицательными атомами.

Реакционная способность соединений в значительной степени зави..

.........

сит от характера распределения электронной плотности в нереагирующих O H : O H : O H :

O O C N молекулах. Неравномерность в распределении электронной плотности является следствием электронных эффектов заместителей, подразделяе..

мых на индуктивный и мезомерный эффекты.

...

N H :

O Индуктивный эффект Ковалентная связь неполярна (ее электронная плотность распределеЭнергия водородной связи невелика (10-40 кДж/моль) и, в основном, на равномерно) только при связывании одинаковых или близких по элекопределяется электростатическим взаимодействием.

троотрицательности атомов. При соединении атомов с разной электроотМежмолекулярные водородные связи обусловливают ассоциацию рицательностью электронная плотность ковалентной связи смещена в органических соединений, например, спиртов, кислот.

сторону электроотрицательного атома. Такая связь поляризована. Поля19...

ризация не ограничивается только одной -связью, а распространяется по Индуктивный эффект из-за слабой поляризуемости -связи затухает цепи и ведет к появлению на атомах частичных зарядов (): через 3-4 -связи в цепи. Его действие наиболее сильно проявляется на III+ II+ I+ + - двух ближайших к заместителю атомах углерода.

С С С С X Мезомерный эффект Таким образом, заместитель Х вызывает поляризацию не только Если индуктивный эффект имеет место всегда, когда в молекуле есть «своей» -связи с атомом углерода, но передает влияние (проявляет эф- атомы с различной электроотрицательностью, то для проявления мезофект) и на соседние -связи. Такой вид электронного влияния называется мерного эффекта необходимо наличие в молекуле сопряженного участка индуктивным и обозначается I. (присутствие чередующихся одинарных и двойных связей). Мезомерный Индуктивный эффект – это передача электронного влияния замес- эффект также называют эффектом сопряжения, так как передача влиятителя по цепи -связей. ния происходит по системе -связей.

Направление индуктивного эффекта заместителя принято качествен- Мезомерный эффект (М-эффект) – это передача электронного влияно оценивать сравнением с атомом водорода, индуктивный эффект кото- ния заместителя по системе -связей.

рого принят за 0 (связь С-Н считают практически неполярной) Заместители, повышающие электронную плотность в сопряженной + - - + системе проявляют положительный мезомерный эффект, +М. ПоложиR СН2 Х R СН2 — Н R СН2 У тельным мезомерным эффектом обладают заместители, содержащие атомы с неподеленной электронной парой или целым отрицательным зарядом.

Х: -I Н: I = 0 У: +I Заместитель X, притягивающий электронную плотность -связи......

OH сильнее, чем атом водорода, проявляет отрицательный индуктивный NH2 Cl эффект, -I. Если же заместитель У по сравнению с атомом Н увеличива ет электронную плотность в цепи, то он проявляет положительный индуктивный эффект, +I. Графически I-эффект изображается стрелкой, совпадающей с положением валентной черточки и направленной острием в сторону более электроотрицательного атома. +I-Эффектом обладают ОН: +М Н2N: +M Cl: +M алкильные группы, атомы металлов, анионы.

Фенол Анилин Хлорбензол CHCHЗаместители, оттягивающие электронную плотность из сопряженной системы, проявляют отрицательный мезомерный эффект, -М. К ним отH3C С H носятся ненасыщенные группировки, положительно заряженные атомы.

CH O OH O OH H2C CH C O C S CH3: +I CH3: +I O H Изобутан Толуол (2-метилпропан) (метилбензол) Большинство заместителей обладает -I-эффектом и тем большим, чем выше электроотрицательность атома, образующего ковалентную связь с атомом углерода.

СНО: -М СООН: -М SO3H: -М + - I+ II+ - Перераспределение (смещение) общего электронного облака под дейH3C Cl H3C CH2 OH COOH ствием М-эффекта графически обозначается изогнутыми стрелками, начало которых показывает, какие р- или -электроны смещаются, а конец Cl: -I OH: -I COOH: -I – связь или атом, к которым они смещаются. На концевых атомах с сопряженной цепи обычно указывают частичные заряды. В отличие от ин21 дуктивного мезомерный эффект передается по системе сопряженных свя- ристикой неорганического соединения служит его состав, выражаемый мозей на значительно большее расстояние. лекулярной формулой, например, НС1, H2SO4 и т.д. Для органических соВ целом, при оценке влияния заместителей на распределение элек- единений состав и, соответственно, молекулярная формула не являются одтронной плотности в молекуле необходимо учитывать суммарное дейст- нозначными характеристиками, так как одному и тому же составу может совие индуктивного и мезомерного эффектов. ответствовать значительное количество реально существующих соединений.

Это явление было открыто более 150 лет назад и названо изомерией, а раз личные вещества с одинаковым составом изомерами.

..

Cl H2C CH C O OH..

Изомерами называются соединения с одинаковым составом, но отOH личающиеся природой или последовательностью связей между атомами H3C и расположением их в пространстве.

Хлорбензол Акриловая кислота м-Крезол В соответствии с этим изомеры делятся на две основные группы:

Cl: -I > +M COOH: -I, -M CH3: +I; OH: +M > -I структурные изомеры и пространственные изомеры – стереоизомеры.

Структурные изомеры отличаются по химическому строению, поO O.. этому их еще называют изомерами строения. Структурные изомеры деC H2N S H3C COOH лятся на ряд групп:

OH OH O 1. Изомеры цепи.

2. Изомеры положения:

Бензойная кислота Уксусная кислота Сульфаниловая кислота а) кратных связей;

СOOH: -I, -M COOH: -I NH2: +M>> -I б) функциональных групп.

3. Изомеры функциональных групп.

SO3H: -I, -M CHH3C CH CHВсе заместители в зависимости от того, повышают они или понижают 1. С4Н10 H3C CH2 CH2 CHэлектронную плотность в молекуле, рассматриваются как электронодоБутан н-Бутан 2-метилпропан (изобутан) норные – ЭД (алкилы, NH2-, OH-, -OR) или электроноакцепторные – ЭА (галогены, -NO2, -СOOH, -SO3H, >С=O).

H2C CH CH2 CH3 H3C CH CH CH2. а) С4НБутен Бутен-1 Бутен-3. Пространственное строение органических молекул.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 18 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.