Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Изомерия
В 1814 г. французский химик Гей-Люссак установил, что некоторые вещества при одном и том же качественном и количественном составе обладают различными физическими и химическими свойствами. Это явление было названо изомерией. Указанные соединения получили название изомеров. Сущность изомерии была раскрыта Бутлеровым. Бутлеров установил, что изомерия обусловлена различным химическим строением, т.е. различием в порядке соединения атомов в молекулах при одном и том же составе и молекулярном весе веществ. Например, бутан и изобутан:
Н Н Н Н Н Н Н │ │ │ │ │ │ │ Н─ С─ С─ С─ С─ Н Н─ С─ С─ С─ Н │ │ │ │ │ │ │ Н Н Н Н Н │ Н Н─ С─ Н │ Н С увеличением числа атомов углерода в молекуле резко возрастает число изомеров. Изомерия характерна не только для линейных, но и для циклических молекул
Структурная изомерия может иметь место и при одинаковом углеродном скелете, если функциональные группы или кратные связи занимают различное положение в молекуле СН3─ СН2─ СН2ОН СН3─ СНОН─ СН3 пропиловый спирт изопропиловый спирт Структурные изомеры отличаются друг от друга и положением в молекуле двойной или тройной связи, характерной для непредельных соединений СН3─ СН2─ СН= СН2 СН3─ СН= СН─ СН3 бутен - 1 бутен -2
СН3─ СН2─ С≡ СН СН3─ С≡ С─ СН3 бутин - 1 бутин – 2 Явление изомерии – одна из важнейших причин существования большого числа органических соединений. Явлений, заключающееся в существовании двух или нескольких изомерных форм молекул, находящихся в состоянии динамического равновесия, называется таутомерией. Еще в 1877 г. А.М.Бутлеров предсказал, что молекулы некоторых веществ способны легко переходить из одной изомерной формы в другую и оба изомера находятся в состоянии равновесия. Двойные связи обусловливают наличие у молекул пространственной – геометрической изомерии a b a a │ │ │ │ C=C C=C │ │ │ │ b a b b транс-форма цис-форма Если в органической молекуле атом водорода заместить на атом, обладающий большим сродством к электрону, то этот атом не только оттягивает пару общих электронов с непосредственно связанным углеродным атомом, но и вызывает смещение электронных пар у более удаленных связей С→ С→ С→ Х 3 2 1 Этот тип взаимного влияния атомов называется индукционным эффектом. Индукционный эффект атомов и атомных групп может быть отрицательным (-I) и положительным (+I). Эталоном сравнения является водород, индукционный эффект которого принят за нуль. –I – эффект проявляют заместители, обладающие большим сродством к электрону, чем водород, +I – эффект проявляют заместители с меньшим электронным сродством Y→ CR3 H─ CR3 X← CR3 +I-эффект стандарт –I-эффект При индукционном эффекте взаимное влияние атомов передается с затухающей силой по мере удаления от атома притягивающего или отталкивающего электроны. В органических молекулах с двойными и кратными связями π – связи значительно легче поляризуются, чем σ – связи. Меньшая прочность и большая поляризуемость π – связей по сравнению с σ – связями, как правило, является причиной из разрыва при реакциях присоединения различных реагентов к ненасыщенным молекулам. Направление реакций присоединения к ненасыщенным соединениям определяется распределением электронной плотности в их молекулах. В этилене имеет место симметричное распределение электронной плотности и потому молекула неполярна > С=С< hν δ + δ - > С=С< ─ → > С=С< В ненасыщенных молекулах с асимметричным распределением электронной плотности атомы, соединенные π – связью, несут частичные эффективные электрические заряды δ + δ - Органические молекулы с чередующимися π – и σ – связями называются сопряженными системами R1C=CH─ CH=CR2 В сопряженных системах перемещение электронной плотности π - связи на σ – связь проявляется в выравнивании межатомных расстояний. Длина С─ С связи в молекулах с сопряженными связями оказывается меньше длины С─ С связей в молекулах алканов, но больше длины С─ С в алкенах. В результате эффекта сопряжения возникает общее электронное облако, которое находится в поле всех углеродных ядер молекулы.
|