- •1. Основные законы химии
- •1.1 Моль. Количество вещества эквивалента (эквивалент) и молярная масса эквивалента (эквивалентная масса) простых и сложных веществ. Закон эквивалентов
- •2. Строение атома и химическая связь
- •2.1 Строение атома
- •2.2 Химическая связь и строение молекул.
- •3. Энергетика химических процессов
- •3.1 Химическое сродство.
- •4. Химическая кинетика и равновесие
- •5. Дисперсные системы
- •5.1 Способы выражения концентрации раствора
- •5.3 Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена
- •5.4 Гидролиз солей
- •6.Окислительно-восстановительные
- •6.1 Электродные потенциалы и электродвижущие силы
- •6.2 Электролиз
- •6.3 Коррозия металлов
- •7. Комплексные соединения
- •8. Жесткость воды и методы ее устранения
- •9.Теория строения органических соединений
- •9.1 Теория а.М. Бутлерова
- •9.2 Углеродные цепи и изомерия
- •9.3 Электронные структуры органических соединений
- •10. Классификация органических соединении.
- •10.1 Радикалы
- •10.2 Функциональные группы
- •10.3 Типы реакций органических соединений
- •11. Реакции полимеризации.
- •11.1 Полимеризация органических соединений
- •11.2 Полимеризация углеводородов с двойной связью
- •11.3 Сополимеризация.
- •11.4 Ионная полимеризация.
- •11.5 Пространственная изомерия
- •12. Кристаллическое состояние
- •12.1 Основные понятия
- •12.2 Симметрия кристаллов. Система кристаллов
- •12.3 Кристаллические решетки
- •13. Сплавы
- •13.1 Диаграммы состояния металлических систем.
10. Классификация органических соединении.
ТИПЫ РЕАКЦИЙ
10.1 Радикалы
Компоненты, из которых построено химическое соединение, еще со времени Лавуазье называются радикалами. Формально можно представить, что радикал является частью молекулы, получаемой отщеплением от нее водорода. Поэтому все радикалы содержат неспаренные электроны R: R1 → R + R1 и сами по себе неспособны существовать или существуют в течение ничтожных промежутков времени. Радикалы стремятся присоединить к себе атомы или группы и перейти в стабильное состояние. При таких превращениях радикалы, как правило, сохраняют неизменными все существовавшие в них связи между отдельными атомами.
В зависимости от числа образовавшихся неспаренных электронов, радикалы могут быть одновалентными, двухвалентными и т. д. метана могут быть произведены радикалы
∙СН3 ∙Н2 ∙H
Доказательством существования этих радикалов является то, что первый из них — метил — может стабилизоваться путем присоединения другого метила, давая углеводород этана; второй образует соответственно этилен, а третий — ацетилен:
Третий процесс лежит в основе промышленного способа получения ацетилена из природного газа — метана.
Известны и неорганические радикалы. Так, при отщеплении атома водорода от молекулы воды образуется радикал ∙ОН. Радикалы содержат неспаренные электроны, но не несут электрического заряда.
К радикалам, с известной оговоркой, можно отнести простые газообразные вещества в атомарном состоянии, например атомар- ный водород, хлор и т. д.
Цепная реакция образования хлористого водорода протекает
через стадии образования свободных атомов (радикалов):
Cl2→ 2 ∙Cl
∙Cl + H2 → HCl + ∙H
∙H + Cl2 → HCl + ∙Cl
и т. д.
Реакции, протекающие с образованием свободных радикалов, характеризуются большой скоростью и часто протекают взрыво-подобно.
Радикалы имеют огромное значение в процессах полимеризации; их способность полимеризоваться используется в производстве синтетических каучуков и т. п. Взрывные реакции в двигателях внутреннего сгорания также протекают,с образованием свободных радикалов.
10.2 Функциональные группы
Подобно тому, как путем отнятия водорода от органических соединений можно произвести органические радикалы, отнятие водорода от неорганических соединений приводит к появлению неорганических радикалов, или остатков. Например, отнятие атома водорода от молекулы воды приводит к образованию радикала ∙ОН. Подобным образом из аммиака можно произвести аминогруппу ∙NH2 и т. д.
Связывая любой органический радикал с радикалом ∙ОН, можно получить спирты, а с аминогруппой — амины. Можно произвести радикалы и из более сложных неорганических соединений.
Вещества, образующиеся из углеводородных радикалов и различных остатков, обладают большим разнообразием свойств в зависимости от природы этих остатков.
Углеводородную цепь органических соединений часто называют скелетом соединения, тем самым подчеркивая, что при большинстве химических реакций относительное положение отдельных атомов остается неизменным. Наблюдающиеся превращения чаще всего касаются лишь тех остатков или групп, которые присоединены к этой углеродной цепи и вызывают комплекс химических свойств. Чаще всего остатки неорганических соединений, связанных с углеродной цепью, называют функциональными группами, или функциями. Главнейшими из них являются:
неорганические
∙ОН—гидроксил, спиртовая группа, оксигруппа;
∙NH2—аминогруппа;
: NH—аминогруппа;
∙˙NO2—нитрогруппа;
∙˙NO—нитрозогруппа;
∙SO3H—сульфогруппа;
∙О∙—эфирный кислород;
∙Х(С1, Вг, J, F)—галогены;
органические
∙СООН—карбоксил, кислотная группа;
∙СО∙—карбонил, оксогруппа;
∙C=N—нитрил, цианогруппа.
От наличия тех или иных функциональных групп зависит химический характер органических соединений, ибо группы, являясь подвижной, реакционноспособной частью молекулы, участвуют, в первую очередь, в химических реакциях.
Вместе с тем нельзя забывать, что и углеродный скелет, с которым соединена та или иная функциональная группа, оказывает определенное влияние на свойства соединения, усиливая или ослабляя химическую активность. Так, группа ОН, связывающаяся с углеводородными радикалами, образует спирты, которые почти нейтральны — не реагируют со щелочами; только активные металлы способны вытеснить из них водород. В фенолах гидроксильная группа связана с остатком бензола; они способны реагировать со щелочами.
Большое влияние на функциональную группу оказывает присутствие в данной, молекуле других функциональных групп. Нередко в таких случаях изменяется весь ход химических превращений.