- •1. Расчетные химические задачи, их типы, овладение уч-ся по годам. Методические приемы формирования у уч-ся умения решать расчетные задачи по химии.
- •2. Растворы
- •4. Внеклассная работа по химии, её принципы, формы, направления.
- •7. Индивид. И дифференцир. Подходы к уч-ся в процессе обучения.
- •10. Методика формирования основ. Хим. Понятий. Этапы и пути. Развитие основн. Хим. Понятий.
- •11. Понятие о внутр. Энергии сис-мы и энтальпии. Теплота р-и, её термодинамические и термохимические обозначения. Закон Гесса и следствия из него.
- •13. Химический язык в школе. Структура. Значение формирования знаний химического языка.
- •14. Окислительно-восстановительные реакции.
- •17. Политехнизация знаний по химии.
- •18. Общая характеристика разбавленных р-ов неэлектролитов. Свойства р-ов. Роль осмоса в биологических процесса.
- •19. Производные карбоновых кислот: соли, галогенангидриды, ангидриды, эфиры, амиды и их взаимные переходы. Механизм реакции этерификации.
- •21. Формирование научного мировоззрения уч-ся при изучении химии в школе.
- •22. Химическая связь.
- •24. Методы обучения химии. Их клас-ция. Развив. Ф-ции.
- •25. Ионная связь.
- •26. Фенолы
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •26. Фенолы. Методы получения. Химические свойства: кислотность (влияние заместителей), реакции по гидроксильной группе и ароматическому кольцу.
- •27. Лекционно-семинарская система занятий по химии. Хар-ка структ. Эл-тов с-мы.
- •28. Общая характеристика и электронное строение атомов элементов V группы главной подгруппы. Аммиак, строение молекул, получение и свойства.
- •Аммиак (nh3)
- •29. Альдегиды, кетоны и карбоновые кислоты ароматического ряда. Способы получения и химические свойства.
- •30. Уроки обобщения знаний и умений уч-ся. Их особ-сти, класс-ция. Пути систематизации знаний.
- •31. Кислоты, основания, соли с точки зрения тэд.
- •33. Принципы обучения химии.
- •34. Обратимые и необратимые реакции.
- •36. Особенности урока химии как осн. Орг. Формы обучения. Типы, клас-ция уроков изучения новых знаний. Факторы, определяющие кач-во этих уроков.
- •37. Квантово-механическая модель строения атома.
- •39.Структура основных химических понятий, их формирование и развитие.
- •41. Ферменты
- •42. Наглядность в обучении химии. Виды и методы ее использования на уроках.
- •43. Металлы
- •44.Биосинтез белка. Этапы белкового синтеза. Строение рибосом и их роль в биосинтезе белка.
- •45. Химический кабинет в школе.
- •46. IV группа, гл. Подгруппа
- •Углерод
- •47. Рнк. Типы рнк. Структура рнк.Роль тРнк в биосинтезе белка.
- •48.Пути развития мышления учащихся при изучении химии в средней школе.
- •50. Одно – и многоатомные спирты
- •I. Реакции замещения
- •II. Реакции отщепления
- •III. Реакции окисления
- •II. Замещение гидроксильных групп
- •51.Демонстрационный эксперимент в обучении химии
26. Фенолы. Методы получения. Химические свойства: кислотность (влияние заместителей), реакции по гидроксильной группе и ароматическому кольцу.
Фенолами называют производные ароматических углеводородов, молекулы которых содержат одну или несколько гидроксильных групп, непосредственно соединенных с бензольным кольцом.
Названия фенолов составляют с учетом того, что для родоначальной структуры по правилам ИЮПАК сохранено тривиальное название "фенол". Нумерацию атомов углерода бензольного кольца начинают от атома, непосредственно связанного с гидроксильной группой (если она является старшей функцией), и продолжают в такой последовательности, чтобы имеющиеся заместители получили наименьшие номера.
Простейший представитель этого класса — собственно фенол (С6Н5ОН).
Строение фенола. Одна из двух неподеленных электронных пар атома кислорода втягивается в π-электронную систему бензольного кольца (+М-зффекг группы ОН). Это приводит к двум эффектам: а) увеличивается электронная плотность в бензольном кольце, причем максимумы электронной плотности находятся в орто- и пора-положениях по отношению к группе ОН; б) электронная плотность на атоме кислорода, напротив, уменьшается, что приводит к ослаблению связи О-Н. Первый эффект проявляется в высокой активности фенола в реакциях электрофильного замещения, а второй — в повышенной кислотности фенола по сравнению с предельными спиртами.
Монозамещенные производные фенола, например метилфенол (крезол), могут существовать в виде трех структурных изомеров — орто-, мета- и пара-крезолов:
Способы получения. 1. Получение из галогенбензолов. При нагревании хлорбензола и гидроксида натрия под давлением получают фенолят натрия, при дальнейшей обработке которого кислотой образуется фенол: С6Н5-Сl + 2NaОН-----> С6Н5-ОNa + NaС1 + Н2О.
2. При каталитическом окислении изопропилбензола (кумола) кислородом воздуха образуются фенол и ацетон:
Н3С-СН-СНз + О2 = С6Н5ОН + СНз-СО-СН3
С6Н5
Это — основной промышленный способ получения фенола.
3. Получение из ароматических сульфокислот. Реакция проводится при сплавлении сульфокислот со щелочами. Первоначально образующиеся феноксиды обрабатывают сильными кислотами для получения свободных фенолов. Метод обычно применяют для получения многоатомных фенолов:
С6Н4(SОзН)2 + 6NаОН = С6Н4(ONa)2 + 2Nа2SОз + 4Н2О
Химические свойства. В фенолах р-орбиталь атома кислорода образует с ароматическим кольцом единую π-систему. Вследствие такого взаимодействия электронная плотность у атома кислорода уменьшается, а в бензольном кольце повышается. Полярность связи О-Н увеличивается, и водород ОН-группы становится более реакционноспособным и легко замещается на металл даже при действии щелочей (в отличие от предельных одноатомных спиртов).
1. Кислотность фенола существенно выше, чем у предельных спиртов; он реагирует как с щелочными металлами:
2С6Н5ОН + 2Nа = 2С6Н5ОNa + H2
так и с их гидроксидами (отсюда старинное название «карболовая кислота»)
С6Н5ОН + NаОН = С6Н5ОNа + Н2О
Фенол, однако, является очень слабой кислотой. При пропускании через раствор фенолятов углекислого или сернистого газов выделяется фенол; такая реакция доказывает, что фенол — более слабая кислота, чем угольная и сернистая:
С6Н5ОNа + СО2 + Н2О = С6Н5ОН + NаНСО3.
Кислотные свойства фенолов ослабляются при введении в кольцо заместителей I рода и усиливаются при введении заместителей II рода.
2. Образование сложных эфиров. В отличие от спиртов, фенолы не образуют сложных эфиров при действии на них карбоновых кислот; для этого используются хлорангидриды кислот:
С6Н5ОН + CH3-CO-Cl = С6Н5-O-CO-CHз +HCl.
3. Реакции электрофильного замещения в феноле протекают значительно легче, чем в ароматических углеводородах. Поскольку ОН группа является ориентантом I рода, то в молекуле фенола увеличивается реакционная способность бензольного кольца в орто- и пара-положениях (при галогенировании, нитровании, поликонденсации и т.д.). Так, при действии бромной воды на фенол три атома водорода замещаются на бром, и образуется осадок 2,4,6-трибромфенола:
С6Н5ОН + 3Br2 = С6Н2ОН(Br3) + 3HBr
Это — качественная реакция на фенол.
При нитровании фенола концентрированной азотной кислотой три атома водорода замещаются на нитрогруппу, и образуется 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота).
При нагревании фенола с формальдегидом в присутствии кислотных или основных катализаторов происходит реакция поликонденсации, и образуется фенолформальдегидная смола — высокомолекулярное соединение с разветвленной структурой :
…−СН2−С6Н3ОН−СН2−…
4. Окисление. Фенолы легко окисляются даже под действием кислорода воздуха. Так, при стоянии на воздухе фенол постепенно окрашивается в розовато-красный цвет. При энергичном окислении фенола хромовой смесью основным продуктом окисления является хинон. Двухатомные фенолы окисляются еще легче. При окислении гидрохинона также образуется хинон:
В заключение отметим, что для идентификации фенола очень часто используется его реакция с раствором FеС1з; при этом образуется комплексный ион фиолетового цвета. Наряду с реакцией c Br2, это — качественная реакция на обнаружение фенола.