Глава 5

ють цей зв'язок, заслоняли один одного. З обраної пари ближній до спостерігача атом Карбону зображують крапкою, а дальній — колом. Хімічні зв'язки ближнього атома Карбону з іншими атома­ми подають лініями, що беруть початок від точки в центрі кола, й дальнього — від кола:

етан

-

-■

Жодний з наведених способів зображення просторової будови не є універсальним. Стереохімічні формули частіше застосовують для опису стереохімічних аспектів перебігу реакцій, перспективні і проекційні формули Ньюмена — для зображення конформацій молекули. (Докладніше конформаційна ізомерія розглядається в гл. 8 і 9).

:, ' З

КИСЛОТНІСТЬ І ОСНОВНІСТЬ ОРГАНІЧНИХ СПОЛУК

Для оцінки кислотності та основності органічних сполук у су­часній органічній хімії існують дві теорії — протонна (протолі-тична) теорія Бренстеда і електронна теорія Льюїса.

6.1. Кислотність і основність за теорією бренстеда

_І

За теорією Бренстеда кислотою називають будь-яку ре­човину, здатну віддавати протон, а основою — речови­ну, здатну приєднувати протон.

Тобто за Бренстедом, кислота є донором, а основа — акцепто­ром протона. Тому теорія одержала'назву протонної, або протолі-тичної. Для взаємодії з протоном основа повинна мати неподілену

пару електронів.

Кислотність і основність є відносними властивостями речови­ни. Кислотний характер може виявлятися лише в присутності ос­нови, і, навпаки, основний характер — тільки в присутності кис­лоти. Кислотно-оснбвний процес полягає в перенесенні протону від кислоти до основи і може бути зображений такою схемою:

•• +

Н—А + В -=^ А" + В—Н

кислота основа спряжена спряжена основа кислота

Кислота Н—А, віддавши протон, перетворюється на основу А~, яку називають спряженою основою цієї кислоти. А основа В приєднує протон і переходить у спряжену кислоту ⁺В—Н.

Кислота Н—А і основа А^-, а також основа В і кислота ⁺В—Н є спряженими кислотно-основними парами.

54

Глава 6

Кислотність і основність органічних сполук

55

Б агато органічних сполук можуть одночасно мати властивості і основи, і кислоти. Такі речовини називають амфотерними.

Мірою сили кислоти Н—А є константа кислотності К_а, яку звичайно визначають за відношенням до стандартної основи -води:

Н—А + Н₂0 ^=^ А" + Н₃0⁺

У достатньо розведеному розчині К_а обчислюється за форму­лою:

_ [А1[Н₃0⁺] [НА]

Чим більша К_а, тим сильніша кислота. Як правило, за значен­ням константи кислотності дуже малі; наприклад, для оцтової кислоти К_а при 25 °С дорівнює 1,76 • 10~⁵. Оперувати такими ма­лими числами незручно, тому на практиці частіше користуються величинами рК_а, де рК_а - -\%К_а. Наприклад, рК_а оцтової кислоти дорівнює 4,75. Чим менша величина рК_а, тим сильніша кислота.

Подібно до кислот силу основ кількісно виражають констан­тами основності К_ь. Константа основності основи 6 у воді визна­чається з рівноваги:

в ₊ н₂о— +в-н ₊ он-, к_ь= [^+В"И°^Н"^] I

[В] Чим більша К_ь, тим сильніша основа. Як і у випадку з кис­лотами, для зручності силу основ виражають величиною рК_ь, де рК_ь = —1§АГ_Й. При цьому чим менша рК_ь, тим сильніша відповідна основа.