Полимерах, взаимосвязи их строения и свойств, типах реакций
Все химические вещества разделяют на неорганические и органические.
К органическим относятся углеводороды и их производные. Их молекулы в качестве главного элемента включают углерод, связанный с другими элементами.
В основу современной органической химии положена теория химического строения, предложенная Д.М.Бутлеровым в 1861 г. Ее положения устанавливают взаимосвязь между строением и свойствами химических веществ.
Основные положения теории Бутлерова:
1.Атомы располагаются в молекулах не беспорядочно, а соединены друг с другом химическими связями в определенной последовательности в соответствии с их валентностью; последовательность (порядок) связей атомов в молекуле называется химическим строением.
2. Свойства веществ зависят не только от количественного и качественного состава, но и от химического строения их молекул.
3. Атомы или группы атомов в молекуле оказывают друг на друга взаимное влияние как непосредственно, так и через другие атомы, при этом оно является наибольшим для непосредственно связанных атомов.
4. Для органических соединений характерно явление изомерии, т.е. существование веществ одинакового качественного и количественного состава, но различного строения, называемых изомерами.
Изомерия может быть структурной и пространственной.
Структурные изомеры – это органические соединения, имеющие одинаковый качественный и количественный состав, но различную последовательность расположения атомов в молекуле, т.е. различное химическое строение.
Структурная изомерия может иметь следующие разновидности:
Изомерия цепи. Она обусловлена различной последовательностью соединения углеродных атомов в молекуле. Например, молекула бутана может существовать в виде двух изомеров:
СНз-СН2-СН2-СНз СН3СНCH3
СН3
нормальный бутан изобутан (2-метилпропан)
В молекуле н-бутана имеются только первичные и вторичные атомы углерода, при этом первичные атомы связаны со вторичными, В изобутане имеются только первичные и третичный атомы углерода, при этом первичные атомы связаны с третичным, т.е. изменилась последовательность соединения атомов углерода в молекуле бутана. Характер атомов углерода - первичный, вторичный, третичный, четвертичный определяется - числом атомов углерода, связанных с данным углеродным атомом.
Изомерия по положению кратных связей (двойной, тройной). Это существование изомеров с различным положением кратных связей в углеродной цепи, например:
СН2=СН-СН2-СН3 и СН3-СН=СН-СН3
1-бутен 2-бутен
Изомерия по положению функциональных групп – это существование изомеров с различным положением функциональных (характеристических) групп в углеродной цепи. Например:
С1-СН2-СН2-СН3 СН3 СН-СН3
Cl
1-хлорпропан 2-хлорпропан
(галоген связан с первичным (галоген связан со вторичным
атомом углерода) атомом углерода)
Изомерия функциональных групп - это существование изомеров, отличающихся строением функциональных групп, например:
СН3-СН2-ОН СН3-О-СН3
этанол (спирт) диметиловый эфир
Брутто-формула
одинаковая: С2Н6О С2Н6О
Пространственная изомерия отражает различное расположение атомов или групп атомов в пространстве.
Разновидности пространственной изомерии:
Геометрическая изомерия – обусловлена невозможностью свободного вращения атомов или групп атомов вокруг двойной связи или относительно плоскости цикла. Она имеет место, когда при каждом из атомов углерода, соединенных двойной связью или у атомов в цикле, стоят две разные группы.
Для определения цис- или транс- расположения берутся во внимание наиболее объемные заместители:
Оптическая изомерия характерна для органических соединений, имеющих асимметричный, т. е. связанный с четырьмя разными заместителями атом углерода. Оптические изомеры отличаются различным расположением в пространстве атомов или групп атомов у асимметричного центра. Проявляется оптическая изомерия в способности органических веществ, содержащих один или несколько асимметричных атомов углерода, по-разному отклонять плоскость плоскополяризованного света. Оптические изомеры с одним асимметричным атомом отклоняют плоскополяризованный луч в разные стороны (по часовой стрелке и против), но на равный угол. Такие оптические изомеры называются антиподами. По строению их молекулы представляют зеркальное изображение друг друга ("зеркальные изомеры").
Дата добавления: 2015-04-10; просмотров: 747;