-->
|
|
|
Ãëàâà 6. Ñïèðòû, ôåíîëû Ïðåäåëüíûå îäíîàòîìíûå ñïèðòû. Ãîìîëîãè÷åñêèé ðÿä. Ñîñòàâ, ñòðîåíèå è ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâàÕèìè÷åñêîå ñòðîåíèå ïðåäåëüíûõ îäíîàòîìíûõ ñïèðòîâ ïåðåäàþò è èõ ìîäåëè. Íà ðèñóíêå 34 ïðåäñòàâëåíû ðàçíûå ìîäåëè ìîëåêóëû ýòèëîâîãî ñïèðòà.
Íàèáîëåå ðåàêöèîííîñïîñîáíîé ÷àñòüþ ìîëåêóëû ñïèðòà ÿâëÿåòñÿ åãî ôóíêöèîíàëüíàÿ ãðóïïà, à â íåé — õèìè÷åñêàÿ ñâÿçü —ΗÍ. Ïðîáëåìà. Ïî÷åìó ñàìûé ïîäâèæíûé àòîì â ìîëåêóëå ñïèðòà — àòîì âîäîðîäà ãèäðîêñèëüíîé ãðóïïû? Ïðèâåäèòå äîêàçàòåëüñòâà. ßâëÿÿñü ïðîèçâîäíûìè óãëåâîäîðîäîâ, ñïèðòû èìåþò ñ íèìè êàê ñõîäíûå ñâîéñòâà, òàê è ñóùåñòâåííûå ðàçëè÷èÿ. Îáðàòèìñÿ ê òàáëèöàì ãîìîëîãè÷åñêèõ ðÿäîâ ïðåäåëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ (ñì. òàáë. 6) è ïðåäåëüíûõ îäíîàòîìíûõ ñïèðòîâ (ñì. òàáë. 8). Çàäàíèå. Ñîïîñòàâüòå ãîìîëîãè÷åñêèé ðÿä ìåòàíà ñ ãîìîëîãè÷åñêèì ðÿäîì ïðåäåëüíûõ îäíîàòîìíûõ ñïèðòîâ. Ñðàâíèòå èõ àãðåãàòíûå ñîñòîÿíèÿ, ïëîòíîñòü è òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ. Íà îñíîâàíèè ïðîâåä¸ííîãî ñðàâíåíèÿ ìîæíî ñäåëàòü âûâîä, ÷òî è ó ñïèðòîâ, è ó óãëåâîäîðîäîâ íàáëþäàåòñÿ îáùàÿ çàêîíîìåðíîñòü; ñ óâåëè÷åíèåì ìîëåêóëÿðíîé ìàññû òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ è ïëîòíîñòü óâåëè÷èâàþòñÿ. Îäíàêî ó ñïèðòîâ áîëåå âûñîêàÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ, ÷åì ó óãëåâîäîðîäîâ ñ òåì æå ÷èñëîì àòîìîâ óãëåðîäà. Ïðîáëåìà. Êàê îáúÿñíèòü, ÷òî ïåðâûå ïðåäñòàâèòåëè ãîìîëîãè÷åñêîãî ðÿäà óãëåâîäîðîäîâ — âåùåñòâà ãàçîîáðàçíûå, à ìåòàíîë è ýòàíîë — ïåðâûå ãîìîëîãè â ðÿäó ñïèðòîâ — æèäêîñòè? Ìîëåêóëû âîäû è ñïèðòîâ èìåþò óãëîâóþ ôîðìó.
Âûâîä: ñòðîåíèå ñïèðòîâ îáóñëîâëèâàåò èõ ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà: àãðåãàòíîå ñîñòîÿíèå, òåìïåðàòóðó êèïåíèÿ, ïëîòíîñòü, ðàñòâîðèìîñòü â âîäå. Ïðîáëåìà. ×åì îáúÿñíèòü, ÷òî âîäà, âåùåñòâî ñ ìåíüøåé ìîëåêóëÿðíîé ìàññîé, ÷åì ó ìåòèëîâîãî è ýòèëîâîãî ñïèðòîâ, èìååò áîëåå âûñîêóþ òåìïåðàòóðó êèïåíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñî ñïèðòàìè?
Âîäîðîäíûå ñâÿçè îáðàçóþòñÿ êàê ìåæäó ìîëåêóëàìè âîäû, òàê è ìåæäó ìîëåêóëàìè ñïèðòîâ, òî÷íåå, ìåæäó àòîìàìè âîäîðîäà è àòîìàìè êèñëîðîäà ìîëåêóë (ðèñ. 36). Âîäîðîäíàÿ ñâÿçü îêàçûâàåò áîëüøîå âëèÿíèå íà ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ñïèðòîâ.
Âîäîðîäíûå ñâÿçè ìîãóò âîçíèêàòü ìåæäó ìîëåêóëàìè ðàçíûõ ïîëÿðíûõ ñîåäèíåíèé, íàïðèìåð ìåæäó ìîëåêóëàìè ñïèðòà (ðàñòâîðÿåìîå âåùåñòâî) è ìîëåêóëàìè âîäû (ðàñòâîðèòåëåì). Ýòî îáåñïå÷èâàåò èõ õîðîøóþ ðàñòâîðèìîñòü äðóã â äðóãå, ÷òî ïîäòâåðæäàåò ïðàâèëî «ïîäîáíîå ðàñòâîðÿåòñÿ â ïîäîáíîì» (ðèñ. 37).
Åñëè óãëåâîäîðîäíûé ðàäèêàë â ìîëåêóëå ñïèðòà íåáîëüøîé, òî âîäîðîäíûå ñâÿçè ìåæäó ìîëåêóëàìè ñïèðòà è âîäû óñòàíàâëèâàþòñÿ ëåãêî, ðàñòâîðèìîñòü ñïèðòà â âîäå (íàïðèìåð, ìåòàíîëà è ýòàíîëà) ÿâëÿåòñÿ íåîãðàíè÷åííîé. Ñ óâåëè÷åíèåì óãëåâîäîðîäíîãî ðàäèêàëà óìåíüøàåòñÿ ñóììàðíîå ÷èñëî âîäîðîäíûõ ñâÿçåé, âñëåäñòâèå ÷åãî ðàñòâîðèìîñòü ñïèðòîâ â âîäå óìåíüøàåòñÿ. Âûâîäû 1. Ïðåäåëüíûå îäíîàòîìíûå ñïèðòû îòëè÷àþòñÿ äðóã îò äðóãà ïî ñîñòàâó íà ãîìîëîãè÷åñêóþ ðàçíîñòü —ÑÍ2—. Îáùàÿ ôîðìóëà ñïèðòîâ R—ÎÍ. 2. Ñîñòàâ è ñòðîåíèå óãëåâîäîðîäíîãî ðàäèêàëà âëèÿåò íà ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà îäíîàòîìíûõ ñïèðòîâ. Ñ óâåëè÷åíèåì ÷èñëà àòîìîâ óãëåðîäà â ðàäèêàëå è ìîëåêóëÿðíîé ìàññû ñïèðòîâ ïîâûøàåòñÿ èõ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ, ïëîòíîñòü, èçìåíÿåòñÿ èõ àãðåãàòíîå ñîñòîÿíèå (ñïèðòû ñ ÷èñëîì àòîìîâ óãëåðîäà Ñ1-12 — áåñöâåòíûå æèäêîñòè, Ñ13-20 — âÿçêèå, ñèðîïîîáðàçíûå âåùåñòâà, Ñ21 è âûøå — òâ¸ðäûå âåùåñòâà). 3. Ñïèðòû ðàñòâîðèìû â âîäå. Ðàñòâîðèìîñòü ñïèðòîâ â âîäå ðàçëè÷íàÿ. Ïåðâûå òðè ãîìîëîãà (ìåòèëîâûé, ýòèëîâûé è ïðîïèëîâûé ñïèðòû) ñìåøèâàþòñÿ ñ âîäîé â ëþáûõ îòíîøåíèÿõ. Ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ Ìr ñïèðòîâ èõ ðàñòâîðèìîñòü áûñòðî óìåíüøàåòñÿ. 4. Ñïèðòû îáëàäàþò çàïàõîì: ìåòèëîâûé è ýòèëîâûé èìåþò ñïåöèôè÷åñêèé àëêîãîëüíûé çàïàõ, äðóãèå æèäêèå ñïèðòû — óäóøëèâûé íåïðèÿòíûé, íî åñòü ñïèðòû ñ ïðèÿòíûì çàïàõîì ðîçû, æàñìèíà è äð. 5. Ïðåäåëüíûì îäíîàòîìíûì ñïèðòàì ïðèñóùà èçîìåðèÿ: à) óãëåâîäîðîäíîãî ñêåëåòà; á) ïîëîæåíèÿ ôóíêöèîíàëüíîé ãðóïïû —ÎÍ. Îñíîâíûå ïîíÿòèÿ Ïðåäåëüíûå îäíîàòîìíûå ñïèðòû • Êëàññèôèêàöèÿ • Èçîìåðèÿ • Íîìåíêëàòóðà • Ãîìîëîãè÷åñêèé ðÿä • Îáùàÿ ôîðìóëà ãîìîëîãîâ • Ñòðîåíèå ìîëåêóëû ñïèðòà • Âîäîðîäíàÿ ñâÿçü Âîïðîñû è çàäàíèÿ
|
|
|