химический каталог




Органическая химия

Автор И.И.Грандберг

атических углеводородов является бензол С6Н6. Молекула бензола состоит из шести атомов углерода и шести атомов водорода, образующих шести-членный цикл. Молекулу бензола принято изображать следующей формулой (Кекуле, 1865):

или

Н

I II

А с

H

'днако хорошо известно, что подобные изомеры не существует и обе формулы выражают строение одного и того же соеди-;ния. Еще Кекуле, чтобы выйти из этого затруднения, пред-жил считать, что связи в молекуле бензола осциллируют грируют внутри кольца) и реальная молекула представляет ;ой нечто среднее между следующими структурами:

А А

V V

На основании современных знаний об электронном строе-^нии атома углерода строение молекулы бензола можно представлять следующим образом. Шесть атомов углерода, связанные г-,друг с другом а-связями одинаковой длины — 0,140 нм, образуют правильный шестиугольник, причем все шесть атомов углерода расположены в одной плоскости. Атомы углерода в молекуле бензола находятся в состоянии вр2-гибридизации.

В результате сопряжения р-электронов р-орбиталей шести атомов углерода образуется единое тс-электронное облако, расположенное над и под кольцом (рис. 58), причем эти электроны не связаны с каким-либо одним атомом углерода и могут перемещаться относительно них в том или ином направлении.

Такая полная симметричность бензольного ядра, обусловленная сопряжением, придает ему особую устойчивость. Энергия образования молекулы бензола, рассчитанная исходя из наличия трех простых связей С—С, трех двойных и шести связей С—Н, равна 3 • 339 + 3 • 616 + 6 • 415 = = 5355 кДж/моль. Однако реальная теплота

нарушить сопряжение в бензольном ядре, — этим объясняется его устойчивость (см. гл. 2). Необходимым условием сопряжения, как известно, является параллельность р-орбиталей, образующих я-связи, в противном случае сопряжение нарушается и система теряет ароматические свойства. Например, молекула циклодекапентаена — [10]-аннулена

не является плоской из-за близкого расположения в пространстве и взаимного отталкивания (трансаннулярное взаимодействие) приведенных на рисунке атомов водорода, поэтому я-электроны двойных связей не могут находиться в сопряжении и циклодекапентаен не проявляет ароматических свойств, а как полиен вступает в реакции присоединения, окисляется и т. д. [18]-Аннулен

;енных электронов, являются ароматическими. Приме-таких углеводородов могут служить уже рассматривался бензол (п = 1), а также нафталин (п = 2) и антрацен 3):

антрацен (п = 3; 4 ? 3 + 2 - 14)

Эти соединения, как и бензол, проявляют ароматические гйства: они легко вступают в реакции замещения, устойчи-к действию окислителей и не вступают в реакции присоедини.

В химической литературе для изображения ароматиче-их систем вместо традиционной формулы с чередующимися иными и простыми связями часто используют формулы, в орых обобщенное электронное облако изображают пунк-ной или сплошной линией внутри кольца:

уже заметно устойчивее из-за снижения трансаннулярного отталкивания, но все же заметно уступает бензолу по ароматичности. Разумеется, сопряжение в ароматическом цикле не должно иметь разрывов, в противном случае ароматичность также исчезает, например в циклогептатриене:

HzC0

1 Строго говоря, правило Хюккеля применимо только для моноциклических структур, а для поликонденсированных систем может применяться лишь с определенной натяжкой.

Еще в 1931 г. Хюккель на основании квантово-механиче-ских расчетов сформулировал правило1, гласящее, что соедиПри соблюдении основных условий ароматичности свойства ароматических соединений проявляют и не совсем обычные структуры. Так,

не является ароматическим соединением, так как

V

в нем не соблюдается правило Хюккеля и есть разрыв сопряжения. Однако карбанион циклопентадиена имеет пять резонансных структур, шесть обобщенных электронов и не имеет разрыва сопряжения:

СН

Таким образом, соблюдены все условия ароматичности, и циклопентади-енил-анион обладает ароматическими свойствами (см. также с. 74).

циклопропенил-катион

сн,

т

СН3

этилбензол о-ксилол ж-ксилол л-ксилол

(1,2-диметилбензол) (1,3-диметилбензол) (1,4-диметилбензол)

ного цикла (см ЩвНИЯ ИДУТ В no*°»™ 1,3 пятичлен. Радикал (остаток) бензола С6Н5— носит название фенил (и сто обозначается Ph); названия радикалов гомологов бензола изводят от названий соответствующих углеводородов, до-ляя к корню суффикс -ил (толил, ксилил и т. д.) и обозна-буквами (о-, м-, п) или цифрами положение боковых це-й. Общее название для всех ароматических радикалов арилы г) аналогично названию алкилы для радикалов алканов. Ра-i С6Н5—СН2— называется бензил. Называя более сложные производные бензола, как и в слу-ie алициклических соединений, из возможных порядков ну-:рации выбирают тот, при котором сумма цифр номеров за-естителей будет наименьшей. Например, диметилэтилбензол юения

С9НЕ

2. Номенклатура и изомерия углеводородов ряда бензола

Общая формула гомологического ряда бензола СЛН2„ _ 6. Первый гомолог бензола — метилбензол, или толуол, С7Н8СН,

не

страница 65
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

Скачать книгу "Органическая химия" (15.9Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт вмятина на крыше
купить наматрасник не промокающий
концерт лепса в москве в ноябре 2017
обучение на холодильное оборудование гомель

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.10.2017)