Дәріс конспектілері (тезистері) уе-10-18 фр 03


П а р а ф и н д е р д і ң и з о м е р с а н ы



жүктеу 17,49 Mb.
бет7/36
Дата13.02.2022
өлшемі17,49 Mb.
#35851
түріКонспект
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   36
KS letsia

П а р а ф и н д е р д і ң и з о м е р с а н ы.

Заттардың формулалары




Изомерлердің саны

Заттардың формулалары



Изомерлердің саны

мүмкін болатыны


табылған-

дары

мүмкін болатыны


табылған-

дары


С3Н8

1

1

С11Н24

159

27

С4Н10

2

2

С12Н26

355

41

С5Н12

3

3

С13Н28

802

32

С6Н14

5

5

С14Н30

1858

29

С7Н16

9

9

С15Н32

4347

28

С8Н18

18

18

. . .

. . .

. . .

С9Н20

35

35

С20Н42

366319

23

С10Н22

75

71

С70Н142

5 * 1026

1

Мүмкін болатын изомерлердің сандарын есептеп шығару үшін математикалық формулалар қолданылады. 7 – таблицадағы және одан кейін келетін таблицалардағы сандар сол формулалардың көмегімен табылған. Мысалы С14Н30 парафині үшін екі мыңға жуық изомерлі құрылыс формулалары бар екені есептеп шығарылған.

Алайда, бүгінде белгілі болып отырған изомерлердің саны, теориялық түрде мүмкін болатын изомерлер санынан мүлдем аз. Әдетте гомологтық қатардағы С4 – С9 аралығындағы заттардың ғана изомерлері біршама барлығы табылды деуге болады.

Бұл изомерлердің барлығы тек көміртегі қаңқасының молекулалардағы өзгерістері арқылы ғана түзілген изомерлер. Басқа гомологтық қатарларда изомерлердің саны тіпті жылдам өседі; себебі бұларда көміртегі қаңқасының изомерлерімен қатар құрылымдық изомерлердің басқа түрлері де келіп қосылады. Оны 8 – таблицада келтірілген спирттердің изомерлерінің мүмкін болатын сандарынан жақсы байқауға болады.

Егер құрылымдық изомериясынан басқа кеңістіктік изомериясын да еске алсақ, онда қай кластың болмасын гомологтық қатарындағы изомерлердің саны әлденеше есе артады. Мысалы, С20Н42 құрамы қаныққан көмірсутегінің құрылымдық және кеңістіктік изомерлердің жалпы саны 3 395 694 болып шығады.

8 – т а б л и ц а



Қаныққан біратомды спирттердің гомологтық қатардағы изомерлер саны.

Спирттің

формуласы


Изомерлердің саны

Құрамында дәл сондай көміртегі бар парафиндердің изомерінің саны

теория бойынша

мүмкін болатыны

табылғандары



СН3ОН

1

1

-

С2Н5ОН

1

1

1

С3Н7ОН

2

2

1

С4Н9ОН

4

4

2

С5Н11ОН

8

8

3

С6Н13ОН

17

17

5

С7Н15ОН

43

37

9

С8Н17ОН

93

57

18

С9Н19ОН

225

67

35

С10Н21ОН

543

70

75



Бақылау сұрақтары:

1. Органикалық қосылыстардың қандай сыныптарын білесіз?

2. Изомерия дегеніміз не?

3. Гомология дегеніміз не?



2 – дәріс. Алкандар (Қаныққан көмірсутектер)

Дәрістің жоспары:

1. 1. Номенклатура

1. 2. Структуралық изомерия

1. 3. Алу тәсілдері

1. 4. Химиялық қасиеттері

- Радикалдық орынбасу реакцияларының механизмдері – SR

Дәрістің мақсаты: қаныққан көмірсутектердің алыну әдістерін, химиялық қасиеттерін қарастыру

Дәрістің мазмұны:

А л к а н д а р деп – жалпы формуласы СПН2П+2 барлық көміртегі атомдары Sр3 – гибридтелген күйінде, өзара σ – сигма байланыстармен жалғасқан қаныққан көмірсутектерді айтамыз.

1.1. НОМЕНКЛАТУРА


Алкандардың гомологтық қатарын бастап тұрған - СН4 – метан.

Тармақталмаған алкандардың аталуы ескі қалыптасқан, тривиалды атаулар: метан, этан, пропан, бутан. Ал С5Н12 – ден бастап латын сандарына сәйкес: С5Н12 – пентан (бес), С6Н14 – гексан (алты)…………….. С10Н22 – декан (он).


Тармақталмаған (нормалды – Н - ) алкандардың аталуы.




Құрылыс формуласы

Көміртегі атомдарының саны

Аталуы

1

СН4

1

метан

2

СН3СН3

2

этан

3

СН3СН2СН3

3

пропан

4

СН3(СН2)2СН3

4

бутан

5

СН3(СН2)3СН3

5

пентан

6

СН3(СН2)4СН3

6

гексан

7

СН3(СН2)5СН3

7

гептан

8

СН3(СН2)6СН3

8

октан

9

СН3(СН2)7СН3

9

нонан

10

СН3(СН2)8СН3

10

декан

Рационалды номенклатура бойынша алкандарды бір немесе бірнеше (екі, үш, төрт) сутегі атомдары алкил топтарына алмасқан метанның туындысы деп қарастырады.



метилэтилизопропилметан


Жүйелік (ИЮПАК) – номенклатурасы бойынша алкандардың атауы келесі схема бойынша құрастырылады:




+ +




Орны санмен көрсетілген алкил тобының аталуы

Басты көміртегі тізбегі – ең ұзын көміртегі тізбегі



2 – метилпентан 3 - метилгептан

Орынбасарлар екі немесе одан көп болғанда басты көміртегі тізбегін орынбасарлар жақын жағынан бастап нөмірлейді.



СН3

8 7 6 5 4 3 2 1

СН3 ― СН2― СН2― СН ― СН2― С ― СН2― СН3

СН3 СН2
СН3

3,5 – диметил – 3 этилоктан

Егер бірдей бірнеше орынбасарлар бар болса: ди, три, тетра….. көбейткіш қосымшалар жалғанады.

1 2 3 4 5

С Н3 ― СН ― СН ― СН ― СН3

СН3 СН3 СН3

2, 3, 4 – триметилпентан


1.2. СТРУКТУРАЛЫҚ ИЗОМЕРИЯ

Структуралық изомерия органикалық қосылыстардың барлық кластарына тән изомерия, көміртегі қаңқасының (тізбегінің) өзгеруі арқылы түзіледі.

Алкандардың структуралық изомериясы бутаннан басталады.


СН3 СН2СН2 СН3 СН3 ― СН ― СН3

СН3

бутан 2- метилпропан (изобутан)

ТҚ ═ - 0,50С ТҚ ═ - 120С


СН3

СН3―СН2―СН2―СН3 СН3―СН―СН2―СН3 СН3―С― СН3
СН3 СН3

пентан 2 – метилбутан 2,2 - Диметилпропан

(изопентан) (неопентан)

ТҚ ═ -360С ТҚ ═ - 280С ТҚ ═ - 9,50С


Алкандардың структуралық изомерлері


Көміртек атомдарының саны

Изомерлер

саны


Көміртек атомдарының саны

Изомерлер

саны


1

1

8

18

2

1

9

35

3

1

10

75

4

2

15

4 347

5

3

20

336 319

6

5

25

36 797588

7

9

30

4 111 846763


1.3. АЛУ ӘДІСТЕРІ

1. Табиғи көздері

Алкандарды табиғи газдардан, мұнайдан және көмірден алуға болады.



2. Лабораториялық әдістер.

2.1 Қанықпаған көмірсутектерді сутектендіру
Pd; Pt; Ni

R – CH ═ CH2 + H2 R – CH2 – CH3



2.2. Галогентуындылардан алу

- галогентуындыларды тотықсыздандыру

Pd

СН3 – СН2 – СІ + Н2 СН3 – СН3 + НСІ

СН3СН2 – І + НІ СН3 – СН3 + І2
- Вюрц реакциясы
СН3І + 2Na + I – СН3 СН3 – СН3 + 2 NaI
Вюрц реакциясының бірінші сатысында натрийалкилдер түзіледі:
СН3І + 2Na СН3Na + 2NaI

метилнатрий


Екінші сатыда натрийалкил галогеналкилдермен әрекеттеседі.
СН3Na + СН3І СН3 – СН3 + NaI
Вюрц синтезінде әртүрлі галогеналкилдер пайдаланса, алкандардың үш түрлі қоспасы түзіледі.
СН3 – СН3 + 2 NaI

этан

3 СН3І + 6 Na + 3 СН3СН2І СН3 – СН2 – СН3 + 2 NaI

пропан

СН3СН2 – СН2СН3 + 2 NaI

бутан

Мұндай қоспаны бөлу оңай емес, сондықтан Вюрц реакциясында бірдей галогеналкилдер қолданылады.
3. Магнийорганикалық қосылыстардан алу.

эфир

CH3CH2I + Mg CH3CH2MgI

иодтыэтилмагний

C H3CH2MgІ + НОН CH3CH3 + MgIОН
4. Карбон қышқылдарының тұздарынан алу.

- электролиз әдісі – Кольбе реакциясы


CH3CОО Na CH3CОО - + Na+
СH3CОО - – е- CH3CОО0
СH3CОО 02 + CH3

0 0

СH3 + CH3 CH3 – CH3

- карбон қышқылдарының тұздарын сілтілер қосып күйдіру.



Бақылау сұрақтары:

1. Көмірсутектер дегеніміз не?

2. Көмірсутектерді жіктеңіз?

3. Қаныққан көмірсутектерге сипаттама беріңіз?

3 – дәріс. Алкандардың химиялық қасиеттері

Дәрістің жоспары:

1. Химиялық қасиеттері



Дәрістің мақсаты: алкандардың химиялық қасиеттерін, оларға қандай реакциялар тән екендігін қарастыру

Дәрістің мазмұны:

Химиялық қасиеттері

Органикалық қосылыстардың химиялық қасиеттері олардың құрылысына тәуелді. Химиялық құрылыс теориясының қазіргі кездегі мәніне сәйкес – органикалық қосылыстардың физикалық химиялық қасиеттері – олардың құрамына сонымен бірге, химиялық, кеңістік және электрондық құрылысына байланысты.

Алкандардағы көміртек атомы SР3 – гибридтену күйінде болады. Мысалы, метандағы (СН4) төрт жай коваленттік (σ- сигма) байланыстар көміртек атомының төрт тетраэдрлік (гибридтелген) орбиталарының (SР3 – валенттік күйдегі) сутек атомының 1S орбиталдарымен бүркесуімен құрылады. Байланыстардың арасындағы валенттік бұрышы 1090281 тең.

Қалыпты жағдайда алкандар көп реагенттермен әрекеттеспейді. Өте инертті. Орыс химигі М.И. Коновалов алкандарды «химиялық өліктер» деп атаған.



Н2SO4

HNO3 (k)

СПН2П+2 + NаOH әрекеттеспейді.

KMnO4

K2Cr2O7


Оның себебін алкандардың электрондық құрылысынан, яғни С – С; С – Н байланыстардың табиғатынан іздеу керек. С – С, С – Н - σ (сигма) байланыстары өте берік, полюстенбеген, полюстенгіштігі аз. (№ 7 таблица)

С – С; С – Н байланыстары иондық ыдырауға бейім емес, бос радикалдар түзу арқылы, гомологтық бөлшектенеді. Алкандар орынбасу, ыдырау, тотығу (жану) реакцияларына тек ерекше жағдайлар жасағанда түседі (жарық – (hv) -; температура, катализатор).



1. Радикалды орынбасу реакциялары (SR)

    1. Галогендеу.

С Н4 + СІ2 СН3СІ + СІ2 СН2СІ2 СНСІ3 ССІ4



- НСІ хлорлы - НСІ хлорлы - НСІ хлороформ төртхлорлы

метил метилен көміртек

Галогендеу реакциясының механизмін анықтаған академик Н.Н. Семенов. Бұл тізбекті реакция. Реакция басталуы үшін инициаторлар – жарық – керек. Жарықтың әсерінен хлордың молекуласы радикалға ыдырайды.



І. Тізбектің басталуы.



СІ2 2СІ˚

ІІ. Тізбектің өсуі.

СІ˚ - радикалы метан молекуласына шабуыл жасайды.



0

С Н3 – Н + СІ˚ СН3 + НСІ



0

СН3 + СІ – СІ СН3СІ + СІ˚



0

СН3СІ + СІ˚ СН2СІ + НСІ



0

СН2СІ + СІ – СІ СН2СІ2 + СІ˚



0 0

СН2СІ2 + СІ СНСІ2 + НСІ



0

СНСІ2 + СІ – СІ СНСІ3 + СІ˚



0 0

С НСІ3 + СІ ССІ3 + НСІ



0

ССІ3 + СІ – СІ ССІ4 + СІ˚



ІІІ. Тізбектің үзілуі.

Реакция шексіз кете бермейді, екі радикал кездескенде тоқтайды.



0 0

С Н3 + СІ СН3СІ



0 0

СН3СІ + СІ СН2СІ2 т.б…..

Біріншілік, екіншілік және үшіншілік көміртек атомдарындағы сутек атомдарының орынбасу реакциясына түсу жылдамдықтарының арақатысы:

Н СН3



СН3 – СН2 – Н < СН3 – С – Н < Н3С – С – Н



СН3 СН3

1 : 3.25 : 4.3
Оның себебі С – Н байланыстарының үзілу энергиясымен түсіндіріледі.
СН3 СН3


СН3 – СН2 – Н СН3 – СН – Н Н3С – С – Н



СН3

98 ккал/моль 94 ккал/моль 89 ккал/моль

Алкандар барлық галогендермен әрекеттеседі, бірақ реакцияның өту жағдайы әртрүлі: фтормен реакция қопарылыс береді, хлормен реакция жеңіл өтеді, иодпен реакция тепе – теңдікпен шектеледі.

2. Нитрлеу реакциясы.

Нитрлеу реакциясын 1888 ж. М.И. Коновалов жүргізген. («өліктерді» тірілту реакциясы).

Алкандар 12 – 15% - ті сұйытылған азот қышқылымен, 140 – 1500С температура арасында нитрленеді. Ал концентрлі азот қышқылымен қыздырғанда алкандар тотығады.

Нитрлеу реакциясының механизмі де радикалды (SR)



1400С

С Н3СН2СН3 + НNO3 (15%) СН3 – СН – СН3 + НOН


2

0

Бос радикал (NО2) азот қышқылымен бірге қоспа ретінде жүретін азотты қышқыл әрекеттесенде түзіледі.



НNO3 + НNO2 N2О4 + НОН

0

N2О4 2NО2

0 0

СН3СН2СН3 + NО2 СН3 – СН – СН3 + Н NО2

0 0

СН3 – СН – СН3 + NО2 СН3 – СН – СН3


2

Нитрлеу реакциясында қосымша азотты қышқылдың эфирі де түзіледі:


О – NО

0 0

СН3 – СН – СН3 + NО2 СН3 – СН – СН3

3. Сульфирлеу реакциясы.

Қалыпты жағдайда алкандар концентрлі күкірт қышқылының әсеріне тұрақты, ал жоғары температурада тотығады.

Түтінделген күкірт қышқылымен әсер еткенде сульфирлеу реакциясы жүреді:

(SO2)

СН3 – СН3 + H2SO4 СН3СH2SO3H + HOH

T0C

4. Сульфохлорлау реакциясы.

С Н3 – СН3 + SO2 + СІ2 СН3СH2SO2СІ + HСІ

Метансульфохлорид

Сульфохлорлау реакциясы тізбекті радикалды механизммен жүреді.



С І2 2СІ˚

R – H + CI˚ R˚ + HCI

R˚ + SO2 RSO˚2

RSO˚2 + CI2 RSO2CI + CI

Алкандарды сульфохлорлау арқылы 1939 – 1940 жылдарда сабынның орнына синтетикалық жуғыш заттар алынған.

Сульфохлоридтерді былғары, тоқыма өндірісінде де қолданады.
R – SO2CI + 2 NH3 R – SO2 – NH2 + NH4CI

сульфоамид


Сульфоамидтерді эмульгатор, ағартқыш заттар дайындауда пайдаланады.

ІІ. Алкандардың тотығу реакциялары.

Алкандарды тотықтыру арқылы: спирттер, альдегидтер, кетондар, карбон қышқылдарын алуға болады. Алкандардың тотығу реакциялары күрделі, көп сатылы процесс, радикалды, тізбекті механизммен жүреді.

[O] Кетон Карбон

Алкан Спирт қышқылдары

Альдегид

ІІІ. Ыдырау реакциялары.


Ы дырау реакциялары: С — Н байланыстарының үзілуімен (дегидрлеу),
н емесе С — С байланыстарының үзілуімен (крекинг) өтеді.

  1. Дегидрлеу реакциясы.

Сч2О3

С 3Н8 С3Н6 + Н2

4600С


  1. Крекинг процессінде көміртегі тізбегі гомолитикалық ыдырауға түседі, сонымен қатар изомеризация, циклизация, дегидрогенизация реакциялары жүреді, қанықпаған көмірсутектер түзіледі.

Н – бутанды крекинглеу процессінде келесі өнімдер түзілуі мүмкін.

С Н3 – СН2 – СН ═ СН2 + Н2


СН4 + СН3СН ═ СН2
СН2 ═ СН – СН2 – СН3 + СН3 СН ═ СН – СН2 + Н2

С4Н10

СН2 СН – СН ═ СН2 + 2Н2
СН3 – СН3 + СН4 + С
2СН ≡ СН + 3Н2

Мұнайды крекинглеу бірнеше түрлерге бөлінеді.






жүктеу 17,49 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   36




©g.engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет
рсетілетін қызмет
халықаралық қаржы
Астана халықаралық
қызмет регламенті
бекіту туралы
туралы ережені
орталығы туралы
субсидиялау мемлекеттік
кеңес туралы
ніндегі кеңес
орталығын басқару
қаржы орталығын
қаржы орталығы
құрамын бекіту
неркәсіптік кешен
міндетті құпия
болуына ерікті
тексерілу мемлекеттік
медициналық тексерілу
құпия медициналық
ерікті анонимді
Бастауыш тәлім
қатысуға жолдамалар
қызметшілері арасындағы
академиялық демалыс
алушыларға академиялық
білім алушыларға
ұйымдарында білім
туралы хабарландыру
конкурс туралы
мемлекеттік қызметшілері
мемлекеттік әкімшілік
органдардың мемлекеттік
мемлекеттік органдардың
барлық мемлекеттік
арналған барлық
орналасуға арналған
лауазымына орналасуға
әкімшілік лауазымына
инфекцияның болуына
жәрдемдесудің белсенді
шараларына қатысуға
саласындағы дайындаушы
ленген қосылған
шегінде бюджетке
салығы шегінде
есептелген қосылған
ұйымдарға есептелген
дайындаушы ұйымдарға
кешен саласындағы
сомасын субсидиялау