41)Изомерия -существование соединений (главным образом органических), одинаковых по составу и молекулярной массе, но различных по физ. и хим. свойствам. Такие соединения наз. изомерами. В итоге полемики Ю. Либиха и Ф. Вёлера было установлено (1823), что существуют два резко различных по свойствам вещества состава AgCNO - циановокислое и гремучее серебро. Подлинное объяснение изомерия получила лишь во 2-й пол. 19 в. на основе теории хим. строения A. M. Бутлерова (структурная изомерия) и стереохимического учения Я. Г. Вант-Гоффа (пространственная И.). Первый широко распространенный тип изомерии — так называемая структурная изомерия. В этом случае изомеры отличаются друг от друга порядком соединения атомов в молекуле и расположением ординарных двойных и тройных связей между атомами. Пример такой изомерии —его енольная форма:

CH₂ =CH — OH

Второй тип изомерии — геометрическая изомерия. Она характерна для молекул, в которых каждый атом связан с одинаковыми для каждого изомера соседями.

Пример: малеиновая кислота(этилен-1,2-дикарбоновой кислоты)

42) Чаще всего органи­ческие реакции классифицируют по типу разрыва химических связей в реагирующих частицах. Из их числа можно выделить две большие группы реакций — радикальные и ионные. Радикальные реакции — это процессы, идущие с гемолитическим разрывом ковалентной связи. При гемолитическом разрыве пара электронов, образующая связь, делится таким образом, что каждая из образующихся частиц получает по одному электрону. В результате гемолитического разрыва образуются свободные ра­дикалы:X:Y → X.+.Y. Нейтральный атом или частица с неспаренным электроном называется свободным радикалом. Ионные реакции — это процессы, идущие с гетеролитическим разрывом ковалентных связей, когда оба электрона связи остают­ся с одной из ранее связанных частиц. X:Y → X⁺ + :Y^- В органической химии все структурные изменения рассматриваются относительно атома (или атомов) углерода, уча­ствующих в реакции. Наиболее часто встречаются следующие ти­пы превращений: 1) присоединение R-CH=CH₂ + XY→ RCHX-CH₂Y; 2) замещение R-CH₂X + Y→ R-CH₂Y + X; 3) отщепление R-CHX-CH₂Y→ R-CH=CH₂ + XY;(элиминирование) 4) полимеризация n(СН₂=СН₂) → (—CH₂—СН₂—)n

43)По хим.строению все орган.соединения деляться на группы или ряды(их всего2):

1.ацикличсекие(алифотические)

2.циклические(гетероцикл)

Предельные, не предельные

Каждая группа делиться на классы по функциональным группировкам:

44) Алка́ны (также насыщенные углеводороды, парафины, алифатические соединения) — ациклические углеводороды линейного или разветвлённого строения, содержащие только простые связи и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n+2. Алканы имеют низкую химическую активность. Это объясняется тем, что единичные связи C—H и C—C относительно прочны и их сложно разрушить. Поскольку углеродные связи неполярны, а связи С—Н малополярны, оба вида связей малополяризуемы и относятся к σ-виду, их разрыв наиболее вероятен по гомолитическому механизму, то есть с образованием радикалов

Для алканов хар-ны реакции с замещение.

1)реакция с хлором

СН4+Сl2→CH3Cl+HCl

CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl

CH2Cl2+Cl2→CHCL3+HCl CHCL3+Cl2→CCl4+HCl

2)реакция каталитического окисления

3)реакция разложения

Алке́ны (олефины, этиленовые углеводороды) — ациклические непредельные углеводороды, содержащие одну двойную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n. Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp² гибридизации, и имеют валентный угол 120°. Простейшим алкеном является этилен (C₂H₄). По номенклатуре IUPAC названия алкенов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-ен»; положение двойной связи указывается арабской цифрой.Углеводородные радикалы, образованные от алкенов имеют суффикс «-енил». Тривиальные названия: CH₂=CH— «винил», CH₂=CH—CH₂— «аллил». Методы получения алкенов. Основным промышленным методом получения алкенов является каталитический и высокотемпературный крекинг углеводородов нефти и природного газа. Для производства низших алкенов используют также реакцию дегидратации соответствующих спиртов. В лабораторной практике обычно применяют метод дегидратации спиртов в присутствии сильных минеральных кислот, дегидрогалогенирование и дегалогенирование соответствующих галогенпроизводных; синтезы Гофмана, Чугаева, Виттига и Коупа.

Алкадиены Физические свойства. Бутадиен-1,3 — легко сжижающийся газ с неприятным запахом. Изопрен — жидкость с tкип 34 °С. Получение. Основной промышленный способ получения диенов — дегидрирование алканов. Бутадиен-1,3 (дивинил) получают из бутана: t,Сr2О3 СН3-СН2-СН2-СН3 → СН2=СН-СН=СН2 + 2Н2, а изопрен (2-метилбутадиен-1,3) — из 2-метилбутана: t, Сr2О3 СН3-СН(СН3)-СН2-СН3 → СН2=С(СН3)-СН=СН2+2Н2. Бутадиен-1,3 можно также получать по реакции Лебедева путем одновременного дегидрирования и дегидратации этанола: t, ZnO, Al2O3 2С2Н5ОН → СН2=СН-СН=СН2 + Н2 + 2Н2О. Химические свойства. Для алкадиенов характерны обычные реакции электрофильного присоединения АE, свойственные алкенам. Особенность сопряженных диенов состоит в том, что две двойные связи в их молекулах функционируют как единое целое, поэтому реакции присоединения могут протекать в двух направлениях: а) к одной из двойных связей (1,2-присоединение) или б) в крайние положения сопряженной системы с образованием новой двойной связи в центре системы (1,4-присоединение). Так, присоединение брома к бутадиену может привести к двум продуктам: 1,2 СН2=СН-СН=СН2 + Вr2 → СН2=СН-СНВr-СН2Вr или 1,4 СН2=СН-СН=СН2 + Вr2 → ВrСН2-СН=СН-СН2Вr Подбор реагентов и условий реакций позволяет направлять присоединение по любому из двух направлений.

45) Алки́ны (иначе ацетиленовые углеводороды) — углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2. Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации Химические свойства алкинов сходны с алкенами, что обусловлено их ненасыщенностью. Некоторые отличия в свойствах алкинов и алканов определяются следующими факторами:

1.p-Электроны более короткой тройной связи прочнее удерживаются ядрами атомов углерода и обладают меньшей поляризуемостью (подвижностью). Поэтому реакции электрофильного присоединения к алкинам протекают медленнее, чем к алкенам.

2.p-Электронное облако тройной связи сосредоточено в основном в межъядерном пространстве и в меньшей степени экранирует ядра углеродных атомов с внешней стороны. Следствием этого является доступность ядер углерода при атаке нуклеофильными реагентами и способность алкинов вступать в реакции нуклеофильного присоединения.

3.Связь атома водорода с углеродом в sp-гибридизованном состоянии значительно более полярна по сравнению с С-Н-связями в алканах и алкенах. Это объясняется различным вкладом в гибридизованное состояние s-орбитали, которая более прочно, чем р-АО, удерживает электроны .

Получение.

1.Высокотемпературный крекинг метана.

2.Гидролиз карбида кальция

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛКИНОВ.

1.Присоединение галогенов

2.Присоединение водорода

3.Присоединение галогенводородов

4.Присоединение воды

5.Присоединение спиртов

6.Присоединение кислот

7.Присоединение синильной кислоты

8.Реакция димеризации

Циклоалканы — насыщенные углеводороды, в молекулах которых имеется замкнутое кольцо из углеродных атомов. Циклоалканы (циклопарафины) образуют гомологический ряд с общей формулой СnН2n, в котором первым членом является циклопропан С3Н6, т.к. для образования кольца необходимо наличие не менее трех атомов углерода. Циклоалканы имеют несколько названий: циклопарафины, нафтены, цикланы, полиметилены. Примеры некоторых соединений:

Получение циклоалканов

1) Действие металлов на дигалогенопроизводные алканов — общий способ получения:

2) Гидрированием ароматических углеводов получают соединения ряда циклогексана:

46) Гомологический ряд бензола имеет общую формулу С_nН_2n-6. Гомологи можно рассматривать как производные бензола, в котором один или несколько атомов водорода замещены различными углеводородными радикалами. Например, С₆Н₅-СН₃ - метилбензол или толуол, С₆Н₄(СН₃)₂ - диметилбензол или ксилол, С₆Н₅—С₂Н₅ - этилбензол и т.д.Так как в бензоле все углеродные атомы равноценны, то у первого его гомолога - толуола - изомеры отсутствуют. У второго гомолога - диметилбензола - имеются три изомера, отличающиеся взаимным расположением метильных групп (заместителей). Это орто- (сокращенно о-), или 1,2-изомер, в нем заместители находятся у соседних атомов углерода. Если заместители разделены одним атомом углерода, то это мета- (сокращенно м-) или 1,3-изомер, а если они разделены двумя атомами углерода, то это пара- (сокращенно п-) или 1,4-изомер. В названиях заместители обозначаются буквами (о-, м-, п-) или цифра­ми.

Первый гомолог бензола- метилбензол, или толуол, C₇H₈

. не имеет изомеров положения, как и все однозамещенные производные.Второй гомолог C₈H₁₀, может существовать в четырех формах: этилбензол C₆H₅-C₂H₅ и три диметилбензола , или ксилола, C₆H₄(CH₃)₂ (орто-, мета-, пара-ксилолы, или 1, 2-, 1, 3- , 1, 4-диметилбензолы). Радикал (остаток) бензола C₆H₅- носит название фенил (и часто обозначается Ph) ; названия радикалов гомологов бензола происходят от названий соответствующих углеводородов, добавляя к корню суффикс - ил (толил, ксилил и т. д.) и обозначая буквами (о-, м-, п-) или цифрами положение боковых цепей. Общее название для всех ароматических радикалов арилы аналогично названию алкилы для радикалов алканов. Радикал C₆H₅-CH₂-называется бензил. Называя более сложные производные бензола, как и в случае алициклических соединений, из возможных порядков выбирают тот, при котором сумма цифр номеров заместителей будет наименьшей. Например, диметилбензол строения. следует назвать 1, 4-диметил-2-этилбензол (сумма цифр равна 7), а не 1,4-диметил-6-этилбензол (сумма цифр равна 11). Названия высших гомологов часто производят не от названия ароматического ядра, а от названия боковой цепи, т. е. их как производные алканов. 2-фенилгексан.Ароматические углеводороды с конденсированными бензольными циклами имеют тривиальные названия, например: нафталин

 

47) Производные углеводородов, содержащие вместо одного или нескольких атомов водорода галогены называются галогенопроизводными. В зависимости от характера углеводорода, в молекулу которого введен галоген, их делят на галогеналкилы жирного ряда и ароматические галогенопроизводные (галогенарены). Номенклатура, изомерия.По рациональной номенклатуре название галогенопроизводных образуют из названия углеводородного радикала и галогена, в необходимых случаях указывают положение последнего.По систематической номенклатуре положение атома галогена указывают цифрой, которая вместе с его названием располагается перед названием радикала. Нумерацию атомов углерода начинают с того конца молекулы, к которому ближе расположен атом галогена.

Способы получения галогенопроизводных

1)Замещение атомов водорода в алканах на галоген.Реакции протекают только при повышенных температурах или облучении УФ-светом по гомолитическому (радикальному) механизму. Замещение происходит у третичного атома углерода.

2)Замещение атомов водорода в бензоле .Бензол и его гомологи хлорируются легче, чем алканы, механизм реакции - электрофильное замещение.

3)Получение галогенопроизводных из спиртов.При взаимодействии спиртов с галогеноводородами применяют водоотнимающие средства (хлорид кальция).При действии на спирты галогенидов фосфора или серы происходит реакция замещения гидроксильной группы на галоген.

4)Присоединение галогеноводородов к алкенам

Химические свойства.Химические свойства алкилгалогенидов обусловлены разрывом связей С - Галоген.Наиболее легко реакции замещения протекают для иодпроизводных. Механизм процесса - нуклеофильное замещение (SN).По современным представлениям реакции нуклеофильного замещения могут протекать по двум механизмам: мономолекулярному SN1 и бимолекулярному SN2.

48) Спирты́ (от лат. spiritus — дух; устар. алкого́ли) — органические соединения, содержащие одну или более гидроксильных групп (гидроксил, −OH), непосредственно связанных с насыщенным (находящемся в состоянии sp³ гибридизации) атомом углерода^[1]. Спирты можно рассматривать как производные воды (H−O−H), в которых один атом водорода замещен на органическую функциональную группу: R−O−H.

В номенклатуре IUPAC для соединений, в которых гидроксильная группа связана с ненасыщенным находящемся в состоянии sp² гибридизации атомом углерода, рекомендуются названия «енолы» (гидроксил связан с винильной C=C связью)^[2] и «фенолы» (гидроксил связан с бензольным или другим ароматическим циклом)^[3].Спирты являются обширным и очень разнообразным классом органических соединений: они широко распространены в природе, имеют важнейшее промышленное значение и обладают исключительными химическими свойствами.

Общие химические методы получения спиртов.Спирты могут быть получены из самых разных классов соединений, таких как углеводороды, алкилгалогениды, амины, карбонильные соединения, эпоксиды. Существует множество методов получения спиртов, среди которых выделим наиболее общие:

• реакции окисления — основаны на окислении углеводородов (реже — галогенпроизводных углеводородов), содержащих кратные или активированные C−H связи;

В качестве окислительных агентов для алканов и циклоалканов используются сильные неорганические окислители: озон, перманганат калия, оксид хрома (VI), хромовая кислота, диоксид селена, а также пероксид водорода и некоторые пероксикислоты. Из-за возможности более глубокого окисления, метод имеет значение, как правило, только для получения третичных спиртов^.

• реакции восстановления — восстановление карбонильных соединений: альдегидов, кетонов, карбоновых кислот и сложных эфиров;

Для восстановления альдегидов или кетонов, обычно, пользуются борогидридом натрия или калия, а также алюмогидридом лития в протонном растворителе.

Все химические реакции спиртов можно разделить на три условных группы, связанные с определёнными реакционными центрами и химическими связями:

• Разрыв связи O−H (реакционный центр — водород)

• Разрыв или присоединение по связи С−OH (реакционный центр — кислород)

• Разрыв связи −СOH (реакционный центр — углерод)

Спирты классифицируются следующим образом (в скобках приведены примеры)^[.По числу гидроксильных групп:

— одноатомные спирты (метанол); — двухатомные спирты (этиленгликоль); — трехатомные спирты (глицерин); — четырёхатомные спирты (пентаэритрит); — многоатомные спирты (пятиатомный спирт: ксилит).

В зависимости от насыщенности углеводородного заместителя:

— предельные или насыщенные спирты (бутанол); — непредельные или ненасыщенные спирты (аллиловый спирт, пропаргиловый спирт); — ароматические спирты (бензиловый спирт).

В зависимости от того, при каком атоме углерода находится гидроксильная группа:

— первичные спирты (пропанол); — вторичные спирты (изопропиловый спирт); — третичные спирты (2-метилпропан-2-ол).

49) Представители многоатомных спиртов — этиленгликоль и глицерин. Двухатомные спирты, содержащие две гидроксильные группы—ОН, называются гликолями, или диолами, трехатомные спирты, содержащие три гидроксильные группы, — глицеринами, или триолами. Положение гидроксильных групп указывается цифрами, на-