Виконання лабораторних дослідів

Дослід 1 Реакція відновлення формаліном гідроксиду купруму (ІІ).

В пробірку наливають 2 – 3 мл 10% розчину NaOH або КОН і добавляють 1 мл 10% розчину формаліну. Потім добавляють кілька крапель розчину CuSO₄ – випадає блакитний осад гідроксиду купруму (ІІ). Нагрівають верхню частину суміші в пробірці і спостерігають за появою осаду оксиду купруму (І) червоного кольору.

Метаналь, на відміну від інших альдегідів, при такому нагріванні утворює на стінці пробірки "мідне дзеркало" – блискучу плівку металічної міді.

Написати відповідні три стадії хімічної реакції:

Самостійна робота (2 години) Зміст

Тема 11. Конформаційна ізомерія.

План:

1. Суть конфірмаційної ізомерії.

2. Особливості конформерів.

Студент повинен знати: чим зумовлена конформаційна ізомерія, різницю між затіненими і загальмованими конформерами, особливості енергії конформерів.

Студент повинен уміти: відрізняти конфірмаційні ізомери від інших видів ізомерів, розрізняти загальмовану форму і затінену форму ізомеру.

Рекомендована література:

1. Ластухін Ю.О., Воронов С.А. Органічна хімія. Підручник для вищих навчальних закладів. – Львів: Центр Європи, 2000. – с.124

2. Пацак .Й. Органическая химия. Курс для средней школы и техникумов: Пер.с чешск. – М.: Мир, 1986. – с.74

Конформаційна ізомерія зумовлена обертанням (ротацією) атомів або окремих груп атомів навколо простого σ – зв’язку. Таких структур існує безліч, і вони знаходяться у динамічній рівновазі, відрізняючись між собою енергетичною стабільністю. Стабільніші конфігурації, в яких молекула знаходиться переважну частину часу, називаються конформерами, і з їх великої кількості найважливішими є крайні форми, наприклад для етану затінена (заслонена) і загальмована, які позначаються за допомогою проекцій Ньюмена. Нагадаємо, щоб побудувати таку проекцію, необхідно розглядати перспективну формулу етану з торця уздовж зв’язку С – С , і перший до спостерігача атом вуглецю позначати точкою, а другий – колом. Між електронними хмарами суміжних зв’язків σ_{с – н} етану, що розташовані біля різних атомів вуглецю, виникає взаємне відштовхування, максимальне при їх орієнтації один біля одного. Тоді вільне обертання, або ротація, замісників навколо простого σ_{с – с} зв’язку певною мірою гальмується.

Конформери, для яких відштовхування між замісниками та їх зв’язками з атомом вуглецю мінімальні, стабільніші і називаються загальмованою формою. Для затіненої форми відштовхування між зв’язками та атомними угрупуваннями максимальні. Тому загальмована форма приблизно на 12 кДж/ моль вигідніша ніж затінена (С. Пітцер, 1936 р.). Оскільки енергія різних конформерів не однакова, то неоднакова і ймовірність їх існування. Важливим чинником є залежність потенційної енергії молекули щодо торсійного кута (кута повороту, або кута кручення).

Торсійний кут – кут повороту суміжних зв’язків один відносно одного.

Наприклад, для етану при «виході» молекули із затіненої конформації в процесі обертання на 60⁰ енергія стає мінімальною, що відповідає вже новій конформації - загальмованій. При обертанні навколо С – С – зв’язку далі на 60⁰ потенційна енергія зростає і молекула етану «проскакує» затінену конформацію, тобто долає («проходить») енергетичний бар’єр обертання, під час якого відштовхування протилежних зв’язків, розташованих один проти одного, максимальне. Різниця енергії двох крайніх конформацій складає приблизно по 12 кДж/ моль і величиною енергетичного бар’єра.

Таким чином, конформерами слід вважати такі конформації, які відповідають мінімальним значенням на енергетичних діаграмах. Звичайно при температурі, яка відповідає кімнатній або перевищує її, потенційної енергії для молекул етану достатньо для подолання енергетичного бар’єра. При зменшенні температури виникає протилежна картина. Зі збільшенням об’єму замісників висота енергетичного бар’єру зростає.