3. Электронное строение

В карбоксильной группе электроная плотность, благодаря наличию Р-сопряжения, смещена в сторону карбонильного кислорода, в результате повышается полярность связи О-Н.

-

H H + O

H-C-C C

H H O-H

Кроме того, группа СООН, имея на углероде заряд + , оказывает индукционное влияние на радикал, увеличивая заряд + у атомов водорода в -положении.

При диссоциации карбоновых кислот образуется карбоксилат-анион, у которого обе связи с кислородами совершенно равноценны.

O O^- O^- O^-1/2

R-C R-C R-C R-C

O^- O O O^-1/2

4. Физические свойства предельных одноосновных карбоновых кислот

Первые три члена ряда С-С₃ – подвижные бесцветные жидкости со жгучим запахом, смешиваются с водой. С₄ и далее – маслянистые жидкости с запахом прогорклого масла, с водой не смешиваются, ратсворимость уменьшается с увеличением молекулярного веса. Неустойчивы к нагреванию. С₁-С₉ – жидкости; С₁₀ и более – твердые вещества. Температуры кипения кислот высокие. У муравьиной кислоты – 100⁰С, дальше – еще выше. Это объясняется тем, что карбоновые кислоты образуют за счет водородных связей димеры, сохраняющиеся даже при кипении.

O…….H-O

СH₃-C C-CH₃

O-H…….O

5. Химические свойства карбоновых кислот

1) Кислотные свойства

а) Диссоциация в водном растворе

O O

R-C R-C + H⁺

O-H O^-

По степени диссоциации – это слабые кислоты. Наиболее сильная – муравьиная кислота. У других кислот углеводородный радикал, обладающий электродонорными свойствами, отталкивает электроны к водороду (положительный индукционный эффект), и кислотность снижается.

HCOOH К_д=2,14^.10^-4

CH₃ C O H К_д=1,75^.10^-5

О

Степень диссоциации увеличивается при введении в радикал электроноакцепторных групп, например, групп С=О, ОН, Cl. Чем ближе эти группы расположены к СООН, тем сильнее кислота. Например, у хлоруксусной кислоты

Cl CH₂ C OH К_д=1,5^.10^-3

О

у трихлоруксусной

Cl

Cl C C-O-H К_д=2,1^.10^-1

Cl

т.е. трихлоруксусная кислота аналогична сильным минеральным кислотам.

2) Образование солей происходит при взаимодействии с металлами, окисями, гидроокисями металлов, с некоторыми другими солями и аммиаком

а) 2HCOOH + Mg H₂ + (HCOO)₂Mg

формиат магния

б) 2СH₃COOH + CaO (CH₃COO)₂Ca + H₂O

ацетат кальция

в) С₂H₅COOH + NaOH H₂O + C₂H₅COONa

пропионат натрия

г) CH₃COOH + NaHCO₃ CH₃COONa + CO₂ + H₂O

д) CH₃COONa + AgNO₃ CH₃COOAg + NaNO₃

е) CH₃COOH + NH₃ [CH₃COO^-]N⁺H₄

3) Образование производных карбоновых кислот путем замещения гидроксила (реакции ацилирования)

а) Образование хлорангидридов кислот

O O

CH₃-C + PCl₅ CH₃-C + POCl₃ + HCl

OH Cl

(или PCl₃ хлорангидрид уксусной кислоты

SOCl₂) (хлористый ацетил)

б) Образование амидов карбоновых кислот

O O

CH₃-C + NH₃ CH₃-C + H₂O

OH NH₂

O O

CH₃-C + NH₃ CH₃-C + HCl NH₄Cl

Cl NH₂

в) Образование сложных эфиров со спиртами (см. свойства спиртов)