Органик кимё фанидан Ўқув-услубий мажмуа
Takrorlash uchun savol va topshiriqlar
Download 29.83 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Takrorlash uchun savol va topshiriqlar 1-tоpshiriq. Mеtаnni: а) brоm, b) yоd, v) ftоr bilаn rеаksiyalаrining
hisоblаng.
9 T.W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, Scott A. Snyder. Organic chemistry. University of South Florida, Pacific Lutheran University, Columbia University. 2014. – S.159-161 51
ni hisоblаng. а – г) Н 2 + X 2 2HX, bunda Х = F, Cl, Br va J д) С 2 Н 6 + Br 2 C 2 H 5 Br + HBr e) С 6 Н 5 CH 3 + Br 2 C 6 H 5 CH 2 Br + HBr ж) СH 2 = CHCH 3 + Br 2 CH 2 = CHCH 2 Br + HBr
оshаdi. Bu rеаksiyalаrning hаr bir bоsqichi uchun
ni hisоblаng.
hisоblаng.
mаvjud bo’lishi mumkin bo’lgаn mоnоxlоrli hоsilаlаrini yozing; b) n-Butаn; izоbutаnlаrning mоnоxlоrli hоsilаlаrining аrаlаshmаlаri to’liq аjrаtilgаndа nеchtа frаksiya hоsil bo’lishini kuzаtish mumkin? 5-tоpshiriq. I.4-tоpshiriqdаgi sаvоllаrgа, n-butаnni vа izоbutаnni dixlоrli hоsilаlаri uchun mоslаb jаvоb bеring. 6-tоpshiriq. Stеrеоizоmеrlаrni hisоbgа оlmаgаn xоldа: а) gеptаnning (C 7 H 16 ) to’qqiztа; b) xlоrpеntаnning (C 5 H 11 Cl) sаkkiztа; v) dibrоmbutаnning (C 4 H 8 Br) to’qqiztа izоmеrlаrini yozing. 7-tоpshiriq. а) Gеksаnning izоmеrlаrini; b) gеptаnning to’qqiztа izоmеrini IUPAC sistеmаsidа nоmlаng. 8-tоpshiriq. n-Prоpil- vа izоprоpilxlоridlаr IUPAC sistеmаsi bo’yichа 1-xlоr- vа 2-xlоrprоpаn dеb nоmlаnаdi. Bungа аsоslаnib: а) xlоrpеntаnning sаkkiztа izоmеrini; b) dibrоmbutаnning to’qqiztа izоmеrini nоmlаng. 9-tоpshiriq. Quyidаgi birikmаlаrni strukturа fоrmulаlаrini yozing: а) 2,2,3,3-tеtrаmеtilpеntаn b) 2,3-dimеtilbutаn v) 3,4,4,5-tеtrаmеtilgеptаn g)3,4-dimеtil-4-etilgеptаn d) 2,4-dimеtil-4-etilgеptаn е) 2,5-dimеtilgеksаn j) 2-mеtil-3-etilpеntаn z) 2,2,4-trimеtilpеntаn 10-tоpshiriq. Quyidаgi birikmаlаrni IUPAC sistеmаsi bo’yichа nоmlаng: а) (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 CH 3 ; b) CH 3 CH 2 C(CH 3 ) 2 CH 2 CH 3 ; v) (C 2 H 5 ) 2 C(CH 3 )CH 2 CH 3 ; g) CH 3 CH 2 CH(CH 3 )CH(CH 3 )CH(CH 3 ) 2 ; d) CH 3 CH 2 CH(CH 3 )CH 2 CH(CH 2 CH 2 CH 3 )CH 2 CH 3 ; е) (CH 3 ) 3 CCH 2 C(CH 3 ) 3 ; j) (CH 3 ) 2 CHCH(CH 3 )CH 2 C(C 2 H 5 ) 2 CH 3 ; z) (CH 3 ) 2 CHC(C 2 H 5 ) 2 CH 2 CH 2 CH 3 ; i) (CH 3 ) 2 CHCH(CH 3 )CH 2 C(C 2 H 5 ) 2 CH 3 ; k) CH 3 CH 2 CH(CH 3 )CH(CH 2 CH 2 CH 3 )CH(CH 3 ) 2 11-tоpshiriq. I.9- vа I.10-tоpshiriqlаrdаgi: а) uchlаmchi vоdоrоd аtоmi bo’lmаgаn; b) bittа uchlаmchi vоdоrоd аtоmi sаqlаgаn; v) ikkitа uchlаmchi vоdоrоd аtоmi sаqlаgаn; g) ikkilаmchi vоdоrоd аtоmi bo’lmаgаn; d) ikkitа ikkilаmchi vоdоrоd аtоmi sаqlаgаn; е) birlаmchi vоdоrоd аtоmi ikkilаmchigа nisbаtаn ikki mаrtа ko’p bo’lgаn birikmаlаrni аjrаting. 12-tоpshiriq. I.9- vа I.10-tоpshiriqlаrdа quyidаgi аlkil guruhlаri sаqlаgаn birikmаlаrni ko’rsаting: а) bittа izоprоpil; b) ikkitа izоprоpil; v) bittа izоbutil; g) ikkitа izоprоpil; d) bittа ikkilаmchi butil; j) bittа uchlаmchi butil; z) ikkitа uchlаmchi butil; i) izоprоpil vа ikkilаmchi butil; k) uchlаmchi-butil vа izоbutil; l) mеtil, etil, n-prоpil vа ikkilаmchi-butil. 13-tоpshiriq. Jаdvаl mа`lumоtlаridаn fоydаlаnib, аlkаnlаrdаgi uglеrоd аtоmlаrining sоni, qаynаsh vа suyuqlаnish hаrоrаtlаri, zichligi оrаsidаgi bоg’liqlik egri chizig’ini chizing. 14-tоpshiriq. Quyidаgi uglеvоdоrоdlаrni qаynаsh hаrоrаti kаmаyib bоrish tаrtibidа jоylаshtiring: 3,3-dimеtilpеntаn; n-gеksаn; 2-mеtilgеptаn; n-pеntаn; 2-mеtilgеksаn. 52
3-bob. Alkenlar Alkanlar mavzusini o’rganishda uglevodorodlarning boshqa sinfi – alkanlarga nisbatan kam vodorod atomlari saqlagan birikmalar alkenlar, alkinlar haqida qisqacha ma`lumotlarga ega bo’lindi. Endi bu sinf birikmalarini batafsil ko’rib chiqsak. Alkenlar, molekulasida uglerod-uglerod qo’shbog’ saqlovchi uglevodorodlardir. Bu guruh birikmalari empirik nomlari olifinlar bo’lib, bu nom xozirgacha saqlanib qolgan. Eten (etilen), eng oddiy olefin (alken) bo’lib, olefiant gaz (lot: oleum, moy manosida keladi), bunda gaz xolatidagi eten xlor bilan ta’sirlashib, suyuq moysimon C 2 H
Cl 2 hosil qiladi. Uglerod- uglerod uchbog’ saqlovchi uglevodorodlar alkinlar deb ataladi, bularning empirik nomlari eng oddiy vakili atsetilen HC≡CH asosida quriladi 10 :
Tuzilishi va olinishi. Alkenlar qatorining eng oddiy vakili etilen C 2 H 4 hisoblanadi. Etilen oson gidrirlanib etan molekulasini hosil qilgani uchun ularning tuzilishida o’xshashliklar mavjud deyish mumkin. Dastlab uglerod atomlari o’zaro kovalent bog’ hosil qiladi va so’ngra har bir atom ikkitadan vodorod atomlarini biriktirib oladi. Shunday qilib, har bir uglerod atomi o’zining valent pog’onasida sakkizta o’rniga,faqatgina oltita elektronga ega bo’ladi; molekula neytral va barqaror bo’lishi uchun yana ikki - juft elektron kerak bo’ladi, ikkala uglerod atomi o’zaro ikki juft elektronlar saqlaydi, deb taxmin qilib valentlikdagi muammoni hal qilish mumkin. Odatda,
10 T.W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, Scott A. Snyder. Organic chemistry. University of South Florida, Pacific Lutheran University, Columbia University. 2014. – S. 291. 3
53
uglerod atomlari qo’shbog’ orqali bog’langan deyiladi. Uglerod–uglerod qo’shbog’ alkenlar tuzilishining asosiy xarakteristikasi hisoblanadi. H : C : : C : H .. .. H H C = C H H H H ЭТИЛЕН
Kvant mexanik o’rganishlar etilen va uglerod-uglerod qo’shbog’ haqida to’liq tasavvurlar beradi. Uglerod boshqa uchta atomlar bilan bog’lanishi uchun gibridlangan uchta orbitalini (sp 2 - orbital: bitta s- va ikkita p-orbitallar) sarflaydi. sp 2 -Orbitallar bitta tekislikda aynan uglerod yadrosi tekisligida yotadi va to’g’ri uchburchakning burchaklariga yo’nalgan bo’ladi; ikki orbitallar orasidagi burchak 120 (2,094 rad)ni tashkil etadi. Trigonal joylashuv gibridlangan orbitallarning bir-biridan maksimal uzoqlashuvini ta`minlaydi. O’zaro itarilish kuchi, sp 3 - orbitallarining tetraedrik joylashuviga olib kelganidek, alkenlar holatida bu kuch trigonal joylashuvga olib keladi. Agar etilendagi ikki uglerod va to’rtta vodorod atomlarini orbitallarni maksimal qoplanishini ta`minlovchi holatida joylashtirilsa, quyidagi tuzilishdagi tasvirga ega bo’lish mumkin:
C – C H H H H sp 2 -Гибридланган атом орбиталлари. Орбиталлар ўқлари учбурчакнинг бурчакларига йўналган Этилен молекуласи: фақатгина
Har bir uglerod atomi uchburchakning markazida, ikkitadan vodorod atomlari esa burchaklarda joylashadi. Har bir bog’ orasidagi burchaklar 120 (2,094 rad)ga teng. Bu bog’lar uglerod yadrosiga nisbatan qaralganda etandagi bog’larga o’xshash joylashadi; ular bog’ chizig’iga nisbatan silindrik simmetriyaga ega va mosravishda -(sigma) bog’lar hisoblanadi. Molekulaning tuzilishi shu bilan chegaralanmaydi. sp 2 -Orbitallarni hosil bo’lishida har bir uglerod atomi mavjud uchta r-orbitalning faqatgina bittasidan foydalandi. Foydalanilmay qolgan r-orbital ikki teng qismdan iborat bo’lib, ulardan biri uchta sp 2 -orbital tekisligining ustida,boshqasi esa ostida joylashadi; ularni bittadan elektronlar band qiladi. Agar bir uglerod atomining p-orbitali boshqa uglerod atomining p-orbitali bilan qoplansa, elektronlarning juftlashuvi amalga oshadi va qo’shimcha bog’ hosil bo’ladi.
p-Orbitallarning qoplanishi -elektron buluti atomlar joylashgan tekislikning ustidan va ostidan o’rin egallaydi Bu bog’ p-orbitallarning qoplanishi natijasida hosil bo’ladi va uni boshqa shaklga ega bo’lgan
-Bog’ ikki qismdan iborat bo’lib, atomlar joylashgan tekislikning ostidan va ustidan o’rin egallaydi. Kamroq qoplanganligi tufayli
54
tekislikda joylashganda amalga oshishi mumkin. Shunga asoslanib, etilen - tekis molekula deyish mumkin. Shunday qilib, uglerod - uglerod “qo’shbog’” mustaxkam
(347,46
10 3 Dj) etan tuzilishidagi ma`lumotlardan] va mustaxkamligi kamroq bo’lgan -bog’ [62 kkal (259,58 10 3
10 3 Dj) ga teng bo’lib, etandagi oddiy uglerod - uglerod bog’ energiyasidan [83 kkal (347,46 10
3 Dj)] katta. Etilendagi uglerod atomlari bir-biriga yaqin bo’lgani uchun, uglerod - uglerod orasidagi masofa etandagiga nisbatan qisqa, shuningdek uglerod - uglerod orasidagi qo’shbog’, uglerod - uglerod orasidagi oddiy bog’dan qisqa. Etilenning tuzilishini bunday kvant mexanik tasviri tajribalar natijasida tasdiqlangan. Elektronlar difraksiyasi va spektralizlanishlar, etilen bog’lari orasidagi burchaklar 120 ° (2,094 rad) teng bo’lgan tekis molekula ekanini isbotlaydi. Etilendagi uglerod - uglerod orasidagi masofa 1,34 о А (13,4 . 10 –2 nm) ga teng, etanda 1,54 о А (15,4
. 10 –2 nm). Gibridlanish va orbitallar o’lchamlari. Spektral taxlillar, etilendagi uglerod–vodorod bog’ uzunliklari 1,086 о А (10,86 . 10 –2 nm), etandagi uglerod – vodorod bog’ uzunligidan 1,102 о А (11,02
. 10 –2 nm) qisqa ekanligini ko’rsatadi. Etilendagi uglerod - vodorod bog’lar, masalan: etandagi kabi oddiy bog’lar hisoblanib, ammo ular sp
-orbitallarning qoplanishi natijasida hosil bo’lgan. sp 3 -Orbitallarni sp 2 -orbitallar bilan taqqoslash natijasi kamroq p-xarakter va ko’proq s-xarakterga ega ekanligini ko’rsatadi. r- Orbital yadrodan uzoqroq, s-orbital esa yadroga yaqinroq joylashgan. Gibrid orbitalning s- xarakteri ortishi bilan uning samarali o’lchami kamayib boradi va bir paytda ayni atom bilan bog’ uzunligi qisqaradi. Shunday qilib, sp 2 -gibridlangan uglerod atomi bilan vodorod orasidagi bog’ (sp
-gibridlanganga nisbatan (sp 3 – s) qisqa bo’lishi kerak. Gibridlanish va orbitallar o’lchamini o’rganishlar, molekuladagi bog’ uzunligidan boshqa xususiyatlarni, masalan ba`zi uglevodorodlarning solishtirma kislotaligini yoki ba`zi aminlarning solishtirma asosliligini tushuntirishda qo’llaniladi. Bundan tashqari gibridlanish xarakterining o’zgarishi molekulaning barqarorligiga ta`sir ko’rsatadi.
hisoblanadi. Etilen kabi propilenga ham uglerod – uglerod qo’shbog’li tuzilishni berish mumkin. Ikki uglerod atomini qo’shbog’ orqali biriktirib, boshqa atomlar bilan valentlik qonuniyatlariga mos ravishda bog’lab H – С – C = C – H H H H H
tuzilishga ega bo’lamiz. Gibridlanish va orbitallar o’lchamini kuzatishlar, sp 2 -sp 2 bog’ sp 3 -sp 3 bog’dan qisqa ekanligini ko’rsatadi va mos ravishda propilendagi uglerod - uglerod bog’ [1,501
10 – 2 nm)] etandagidan [1,535 о А (15,35 . 10 –2 nm)] qisqa ekanligi aniqlanilgan. Ugleroddagi gibridlanish xarakteri, uglerod - uglerod bog’ga uglerod - vodorod bog’ga nisbatan ko’proq ta`sir ko’rsatadi. Shuning uchun etan va etilen molekulalaridagi C–C bog’ uzunliklari C – H bog’ uzunliklaridan ko’proq farq qiladi. Butilenlar. Butilenlar C 4 H 8 bir necha tuzilishga ega bo’lishi mumkin: tarmoqlanmagan tuzilish uchun ikkita izomer (qo’shbog’ning holatiga qarab): buten-1, buten-2 va tarmoqlangan holati uchun bitta izomer: izobutilen. C C H H H H 1,09A o 1,34A o 117,5 o Этилен молекуласи: шакл ва ўлчамлари
55
H H H H H H H – С – C = C – C – H H H H H H H H – С – C = C – H H H H H H C H бутен-1 бутен-2 изобутилен
Tajribalar uchta emas, balki to’rtta izomer butenlar mavjudligini ko’rsatadi, ularning fizik xossalari 7-jadvalda berilgan. 7-jadval Butilenlarning fizik xossalari Nomi t qay ,°S t suyuq , °S –20 °S dagi zichligi –127 °S dagi nur sindirish ko’rsatgichi Izobutilen – 7
– 141 0,640
1,3727 Buten-1 – 6
< – 195 0,641
1,3711 Trans-buten-2 1 – 106 0,649 1,3778
Sis-buten-2 4 – 139 0,667 1,3868
Gidrirlanishdan t qay = –7 °S bo’lgan izomeri izobutanga o’tadi; bu butilen tarmoqlangan zanjirga ega bo’lib, izobutilen deb ataladi. Qolgan uchta izomer gidrirlanishdan birgina n-butanga aylanadi va ular tarmoqlanmagan zanjirga ega. Quyida alken molekulasini qo’shbog’ bo’yicha uzilishini va bu orqali uning holatini aniqlash usulini ko’rib chiqamiz. Bir qator reaksiyalar (gidrirlash, ozonlash) qaynash haroratlari t
=1 va t qay =4 bo’lgan butilenlar bir xil buten-2 ekanligini CH
isbotlaydi. Qaynash ko’rsatgichlari orasidagi farqlar - bu birikmalar ikki izomer ekanligidan dalolat beradi. Bu izomerlar orasidagi farqlarni tushunish uchun uglerod–uglerod qo’shbog’ning tabiatini batafsil ko’rib chiqamiz. C H CH 3 H H 3 C
Etilen tekislikda joylashgan molekuladir. Tekis tuzilish -bog’ hosil bo’lishiga olib keluvchi bog’lovchi orbitallarning geometrik joylashuvi natijasi hisoblanadi. Shu sababli, alkan molekulalarining ma`lum qismi (uglerod atomlari qo’shbog’ orqali bog’langan qismi) tekislikda joylashishi kerak. Agar bu te n-2 tuzilishini mo le kulyar mo de llar orqali kuzatilsa, atomlarning ikki xil joylashgan I va II holatini ko’rish mumkin. Bir tuzilishda me til guruhlari CH 3 mo
le kulaning bir tomonida (Z) va ikkinchi tuzilishida turli tomonlarida (E ) joylashgan 11 .
11 T.W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, Scott A. Snyder. Organic chemistry. University of South Florida, Pacific Lutheran University, Columbia University. 2014. – S. 293. |
