42. Одноатомные спирты. Номенклатура, изомерия. Электронное строение. Физические свойства спиртов, роль водородной связи.

Предельные одноатомные спирты имеют общую формулу: С_nН_2n+1ОН, являются функциональными производными предельных углеводородов и содержат одну функциональную группу –ОН.

Номенклатура спиртов.

Широко распространены тривиальные названия:

• метиловый спирт – древесный спирт;

• этиловый спирт – винный спирт.

Систематические названия даются по названию углеводорода с добавлением суффикса -ол и цифры, указывающей положение гидроксогруппы (если это необходимо).

По другому способу (радикально-функциональная номенклатура) названия спиртов производят от названий алкильных радикалов с добавлением слова "спирт".

Изомерия.

1. Структурная изомерия:

• углеродного скелета

• изомерия положения ОН-группы (начиная с С₃)

• межклассовая (простые эфиры)

2. Пространственная изомерия

• оптическая (зеркальная)

• цис-транс-изомерия характерна для непредельных спиртов

Связи О–Н и С–О – полярные ковалентные. Это следует из различий в электроотрицательности кислорода (3,5), водорода (2,1) и углерода (2,4). Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода, поэтому атом «О» имеет частичный отрицательный заряд δ^— , а атомы «С» и «Н» — частичный δ⁺:

Полярность связи О-Н больше полярности связи С-О вследствие большой разницы электроотрицательностей кислорода и водорода. Однако полярность в этой связи недостаточна для диссоциации ее с образованием ионов Н⁺, поэтому спирты являются неэлектролитами.

Физические свойства. Газов в гомологическом ряду нет. Это жидкости. Начиная с С₁₂Н₂₅ОН до С₂₀Н₄₁ОН – маслообразные и с С₂₁Н₄₃ОН — твердые вещества. низшие члены гомологического ряда имеют характерный «спиртовый» запах; для бутанолов и пентанолов присущ неприятный «сивушный» запах; высшие алканолы обладают приятным фруктовым запахом.

Температура кипения спиртов выше, чем у соответствующих предельных углеводородов с тем же количеством углеродных атомов. Это свойство объясняется образованием водородных связей между атомом водорода гидроксильной группы одной молекулы и атомом кислорода гидроксильной группы другой молекулы:

Метанол, этанол, пропанол, изопропанол, этиленгликоль и глицерин смешиваются с водой в любых соотношениях.

Атом водорода, связанный с сильно электроотрицательным элементом (азотом, кислородом, фтором и др.), испытывает недостаток электронов и поэтому способен взаимодействовать с не поделенной парой электронов другого электроотрицательного атома этой же или другой молекулы. В результате возникает водородная связь, которая графически обозначается тремя точками:

43. Химические свойства спиртов: кислотно-основные свойства. Алкоголяты металлов, их основные и нуклеофильные свойства.

Кислотно-основные свойства. Спирты проявляют слабые кислотные и слабые основные свойства, то есть они являются амфотерными веществами. их кислотные свойства обусловлены подвижностью атома водорода гидроксильной группы.

атом кислорода, как более электроотрицательный элемент, смещает электронную плотность связи на себя, образуя при этом на атоме водорода частичный положительный заряд. Под действием сильных оснований спирты отщепляют от гидроксильной группы протон, то есть проявляют свойства он-кислот. однако спирты являются более слабыми он-кислотами, чем вода. Это обусловлено положительным индуктивным эффектом углеводородного радикала, связанного с гидроксильной группой. дополнительное увеличение электронной плотности на атоме кислорода за счет +I-эффекта углеводородного радикала приводит к уменьшению полярности связи о—н и соответственно подвижности атома водорода. Поэтому при переходе от первичных спиртов к третичным кислотные свойства снижаются:

Одноатомные спирты реагируют с активными металлами (Na, K, Mg, Al и др), образуя соли - алкоголяты (алкоксиды):

Алкоголяты – твёрдые вещества, обычно хорошо растворимые в соответствующем спирте.

Алкоголяты металлов обладают сильными основными и нуклеофильными свойствами в отличие от спиртов. Однако алкоголят-ионы не только сильные нуклеофилы, но и сильные основания.

Основные свойства спиртов обусловлены наличием на атоме кислорода гидроксильной группы неподеленной пары электронов, способной присоединять протон.