|
|
|
Главная --> Справочник терминов Химическом поведении Корень «acet» («ацет») входит и в названия других соединений с двумя атомами углерода, в химическом отношении родственных уксусной кислоте. В качестве примера можно назвать ацетальдегид м лцетилен. В химическом отношении предельные углеводороды весьма инертны. Начиная с бутана, они обладают изомерией, т. е. имеют неразветвленное и разветвленное строение цепей из атомов углерода. Чем больше атомов углерода в молекуле, тем больше число изомеров. Пентан имеет три изомера, гексан — пять, гептан — девять, декан — семьдесят пять. Итак, в естественном ряду элементов (т. е. элементов, расположенных в порядке возрастания атомной массы) их химические свойства изменяются не монотонно, а периодически. Закономерное изменение свойств элементов в пределах одного отрезка естественного ряда (Li — F) повторяются и у других (Na — С1, К — Вг). Иначе говоря, сходные в химическом отношении элементы встречаются в естественном ряду через правильные интервалы и, следовательно, повторяются периодически. Эта замечательная закономерность, обнаруженная Д. И. Менделеевым и названная им законом периодичности, была сформулирована следующим образом: В вертикальных столбцах таблицы — группах располагаются элементы, обладающие одинаковой валентностью в высших солеобразую-щих оксидах (она указана римской цифрой). Каждая группа разделена на две подгруппы, одна из которых (главная) включает элементы малых периодов и четных рядов больших периодов, а другая (побочная) образована элементами нечетных рядов больших периодов. Различия между главными и побочными подгруппами ярко проявляются в крайних группах таблицы (исключая VIII). Так, главная подгруппа I группы включает очень активные щелочные металлы, энергично разлагающие воду, тогда как побочная подгруппа состоит из меди Си,серебра Ag и золота Аи, малоактивных в химическом отношении. В VII группе главную подгруппу составляют активные неметаллы: фтор F, хлор С1, бром Вг, иод I и астат At, тогда как у элементов побочной подгруппы — марганца Мп, технеция Тс и рения Re — преобладают металлические свойства. VIII группа элементов, занимающая особое положение, состоит из девяти элементов, разделенных на три триады очень сходных друг с другом элементов, и подгруппы благородных газов. Необходимо отметить, что представленный ряд характеризует поведение металлов и их солей только в водных растворах и при комнатной температуре. Кроме того, нужно иметь в виду, что указанные в таблице 18 стандартные электродные потенциалы учитывают особенности взаимодействия того или иного, иона с молекулами растворителя. Это может нарушать некоторые ожидаемые закономерности в расположении металлов в электрохимическом ряду напряжений металлов. Например, электрохимический ряд напряжений металлов начинается литием, тогда как более активные в химическом отношении рубидий и калий находятся правее лития. Это связано с исключительно высокой энергией процесса гидратации ионов лития по сравнению с ионами других щелочных металлов. Металлы с достраивающимися /-слоями образуют две группы очень похожих между собой элементов — лантаноидов и актиноидов. Каждое семейство /-элементов состоит из четырнадцати элементов. Лантаноиды (4/-элементы) называют редкоземельными элементами из-за малой их распространенности и рассеянности в природе. В химическом отношении они чрезвычайно похожи и могут быть разделены с очень большим трудом. Типичная степень окисления равна +3. По химическим свойствам и активности лантаноиды близки к щелочноземельным металлам. Среди актиноидов (5/-эле- В химическом отношении элементы главной подгруппы I группы схожи. Все они активны, причем с увеличением атомного номера химическая активность металлов усиливается. При взаимодействии с неметаллами щелочные металлы образуют соединения с ионной связью. В химическом отношении магний очень активен, поэтому в свободном состоянии ке встречается. На воздуха поверхность металла покрывается пленкой, и дальнейшее окисление возможно лишь при 300—400 °С. Тонкую стружку и порошок магния можно легко поджечь. Реакция образования оксида магния сильно экзотермична (при сгорании 20 г магния 1 л ледяной воды можно нагреть до кипения). Магний —- сильный восстановитель. Он восстанавливает при нагревании далее оксид углерода (IV): Алюминий весьма активен, если нет защитной пленки АЬОз, инертного в химическом отношении вещества. По положению в электрохимическом ряду напряжений металлов алюминий стоит левее железа, однако пленка оксида алюминия практически останавливает дальнейшее сведение металла и препятствует его взаимодействию с водой и некоторыми кислотами. Если удалить защитную пленку химическим способом (например, раствором щелочи), то металл начинает энергично взаимодействовать с водой с выделением водорода: Циклолентан и циклогексак отличаются соответственно от пен-гана и гексана практически лишь тем, что содержат на два атома водорода меньше, а в химическом отношении очень похожи. Содержащие серу аналоги спиртов и эфиров называются тио-спиртами CrtH2rt+1SH и тиоэфирами CnH2;l+iSCnH2ra+i. Ихможно рассматривать как моноалкильные и, соответственно, диалкильные производные сероводорода, который они напоминают по ряду своих свойств. В химическом отношении они обнаруживают сходство со своими кислородными аналогами — спиртами и эфирами; однако их реакционная способность, особенно по отношению к окислителям, более многообразна. • . Любой химик-органик повседневно имеет дело с десятками и сотнями разнообразных органических соединений, и ему повседневно же приходится решать множественные задачи об их ожидаемом химическом поведении в чрезвычайно разнообразных обстоятельствах (температуры, среды, реакционных партнеров, катализаторов и т. п.). Ответы на эти задачи он должен получить быстро и достаточно надежно. Предполагается (хотя мы в этом сильно сомневаемся), что квантовая химия способна в принципе давать точные количественные ответы на любые вопросы такого рода. Однако в сегодняшней практике химик-ор-ганик обычно достаточно успешно решает свои задачи и без помощи квантовой химии, используя традиционные подходы, основанные па чисто качественных концепциях, которые, однако, позволяют немедленно «увидеть» основные особенности исследуемой структуры. В химическом поведении обоих рассматриваемых классов веществ также, естественно, имеются большие различия. Так, изонитрилы легко расщепляются водными растворами кислот на амин и муравьиную кислоту: Химические свойства. В химическом поведении нафталин имеет много общего с бензолом. Он вступает в реакции замещения, присоединения и окисления. Свойства гетероциклов зависят от природы гетероатомов и характера связей в цикле. Если гетероциклы не имеют в кольце сопряженных двойных связей, то они по своим свойствам напоминают соответствующие ациклические соединения. Например, много общего в химическом поведении и диэтилового эфира и тетрагидрофура-на, диэтиламина и пиперидина: Неожиданные различия могут обнаруживать в своем химическом поведении иногда и ближайшие гомологи. В своем химическом поведении нитросоединения обнаруживают известное сходство с азотной кислотой. Это сходство проявляется при окислительно-восстановительных реакциях. Наиболее характерное свойство азотной кислоты, отличающее ее от большинства других кислот,—окислительное действие. Проявляя его, азотная кислота в этих реакциях восстанавливается, однако в неорганиче- Взаимодействием двойной связи С = О с банановыми связями, по-видимому, объясняется и цисоидная конформация циклопропанового кольца относительно группы С = О в амиде циклопропанкарбоновой кислоты, в циклопропилметилкетоне [17]. Характерная особенность этих связей проявляется и в химическом поведении производных циклопропана (см. стр. 329). О расчете конформаций соединений ряда циклопропана см. [18]. В первом разделе этой главы, где проводилось подразделение пиклоалканов и их производных на соединения с малым (Сз-С4),обычным (С^-Ст), средним (Cg-Сц) циклом и макроциклы. Ранее уже отмечалось, что выделение в особую группу средних циклов связано о ростом энергии напряжения с 6 ккал/моль для циклопентана и циклогептана до 12-13 ккал/моль для Сд-Сц циклов. Возрастание общей энергии напряжения обусловлено ростом торсионного напряжения и появлением у этих циклов нового типа напряжения - трансаннулярного напряжения Прелога, характерного для вандерваальсова отталкнаания двух атомов водорода или других групп, находящихся у пространственно сближенных противоположных концов кольцевых систем с восемью-одиннадцатью атомами углерода. Это в свою очередь оказывается причиной целого ряда аномалий в химическом поведении функциональных производных средних циклов. Так, например, цикланоны Cg-Сц практически не образуют циангидрннов, т.е. равновесие циангидринного синтеза сильно смещено влево. Эти же кетоны крайне медленно реагируют с фенилгидразнном. Для соединений со средним размером цикла наиболее характерны так называемые трансаннулярные реакции, когда функциональная группа вводится к атому углерода, расположенному с противоположной стороны кольца по отношению к атому, несущему уходящую группу. Такие реакции интенсивно изучались в 1950-1960 годах Коупом, Прелогом и др. исследователями. Приведем несколько наиболее типичных примеров из большого числа трансаннулярных реакций в средних циклах. Мы уже отмечали сходство в химическом поведении альдегидов, кетонов и производных карбоновых кислот. Так, например, двойная связь углерод — кислород во всех трех случаях легко атакуется нуклеофилами. Различия между тремя перечисленными выше классами соединений вызваны тем, что в производных карбоновых кислот отщепляемые группы связаны с ацилъ-ным атомом углерода, в то время как в альдегидах и кетонах нет таких групп, присоединенных к карбонильному атому углерода. До недавнего времени считалось, что реакционная способность функциональной группы не зависит от того, присоединена ли она к длинной цепочке или нет (принцип «равной реакционной способности» Флори). Однако по мере расширения круги .юлимерных объектов при изучении химических превращений полимеров накапливалось все больше сведении о том, что реакционная способность функциональных групп макромолекул отличается от таковой для нлзкомолскулнрнш аналогов и причиной этого является цепная природа полимера. В настоящее время можно сформулировать основные отличия в химическом поведении макромолекул но сравнению с соответствующими низкомолекулярными аналогами, что сделано Н. А. Платэ с сотр. В химическом поведении оксиндола нет ничего неожиданного.  Холодильником последний Холодильником приливают Холодильником реакционную Холодильником соединенным Холодильник добавляют Холодильник примечание Характеристик вязкоупругих Холодного насыщенного Холоднопламенное окисление |
- |
Навигация