Органик кимё фанидан Ўқув-услубий мажмуа
Download 29.83 Mb. Pdf ko'rish
|
|
Fizik xususiyatlari. Bizga ma’lum bo’lgan ko’plab qutblanmagan birikmalarda uglevodorodlar uchun xos bo’lgan fizik xususiyatlarning barchasini kuzatish mumkin: qaynash va suyuqlanish xaroratlarining nisbatan past ekanligi, qutblanmagan erituvchilarda erishi va o’z navbatida qutblangan erituvchilarda, masalan, suvda erimasligi. Spirt molekulasida kuchli qutblangan gidroksil guruxi saqlagani va bu kuchli qutblangan guruxda vodorod atomining mavjudligi ularning fizik xususiyatlarini oddiy uglevodorodlardan keskin farq qilishiga sabab bo’ladi. Ba’zi muhim spirtlarning fizik xususiyatlari -jadvalda berilgan.
9.1-jadval Spirt nomi Formulasi T suyuq.
°S T qayn. °S 20 °S
dagi zichligi Suvda eruvchanligi g/100 g Metil
CH 3 OH – 97
64,5 0,793
Etil
CH 3 CH 2 OH – 115
78,3 0,789
n-Propil CH 3 CH 2 CH 2 OH – 126
97 0,804
n-Butil
CH 3 (CH 2 ) 2 CH 2 OH – 90
118 0, 810
n-Pentil CH 3 (CH 2 ) 3 CH 2 OH – 78,5
138 0,817
n-Geksil CH 3 (CH 2 ) 4 CH 2 OH – 52
156,5 0,819
n-Geptil CH 3 (CH 2 ) 5 CH 2 OH – 34
176 0,822
n-Oktil
CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 OH – 15
195 0,825
n-Detsil CH 3 (CH 2 ) 8 CH 2 OH 6 228 0,829
n-Dodetsil CH 3 (CH 2 ) 10 CH 2 OH 24
n-Tetradetsil CH 3 (CH 2 ) 12 CH 2 OH 38
n-Geksadetsil CH 3 (CH 2 ) 14 CH 2 OH 49
n-Oktadetsil CH 3 (CH 2 ) 16 CH 2 OH 58,5
Izopropil CH 3 CHOHCH 3 – 86
82,5 0789
Izobutil (CH 3 ) 2 CHCH 2 OH – 108
108 0,802
10,2 Ikkilamchi-butil CH 3 CH 2 CHOHCH 3 – 114
99,5 0,806
12,5 Uchlamchi-butil (CH 3 ) 3 COH 25,5
83 0,789
Izopentil (CH 3 ) 2 COHCH 3 – 117
132 0,813
2 Faol pentil, (–)-2-metil-1-butanol
128 0,816 3,6
Uchlamchi-pentil CH 3 CH 2 C(OH)(CH 3 ) 2 – 12
102 0,809
12,5 Siklopentanol siklo-C 5 H 9 OH
140 0,949
Siklogeksanol siklo-C 6 H 11 OH 24
161,5 0,962
Allil
CH 2 =CHCH 2 OH – 129
97 0,855
Kroton
CH 3 CH=CHCH 2 OH
118 0,853 16,6
Metilvinilkarbinol CH 2 =CHCHOHCH 3
97
3 OH CH 3 CH 2 CHCH 2 OH CH 3 CH 2 CH 2 OH metan ol 2-metil-1-butan ol 2-fenil-1-etan ol CH 3 – CH 2 – C – CH 3 OH CH 3 2-metil-2-butan ol CH 3 – CH – CH – CH 3 OH CH 3 3-metil-2-butan ol CH 2 – CH 2 OH Cl 2-xloretanol CH 3 – CH – CH = CH 2 OH 3-buten-2-ol 234
Benzil C 6 H 5 CH 2 OH – 15
205 1,046
4 α-Feniletil C 6 H 5 CHOHCH 3
221 1,013 1,6
β-Feniletil C 6 H 5 CH 2 CH 2 OH – 27
298 102
0,05 Difenilkarbinol (C 6 H 5 ) 2 CHOH 69
298
Trifenilkarbinol (C 6 H 5 ) 3 COH 162,5
Dolchin C 6 H 5 CH=CHCH 2 OH 33
257,5
Spirtlarning uglevodorodlardan asosiy farqi, ularning (dastlabki spirtlarning) suvda yaxshi erishi hisoblanadi. Spirt molekulasining qutblangan OH-guruxilari saqlashi, suv molekulasidagi molekulalararo ta’sir kuchlari kabi, kuchlar ta’sirida bo’lishini ta’minlaydi. Natijada ikki turdagi molekulalarning aralashishi kuzatiladi; bunda suv yoki spirt molekulasini bir-biridan ajratish uchun sarflanadigan energiya, suv va spirt molekulalari orasida bog’ hosil bo’lishi hisobiga qoplanadi. Bunday xususiyat OH-guruxi molekulaning asosiy qismini tashkil etuvchi quyi spirtlar uchun xosdir. Uzun alifatik zanjirga ega bo’lgan yuqori spirtlar uchun alkanlarning fizik xususiyatlari mos keladi. Uglerod atomining soni ortishi bilan suvda eruvchanligining o’zgarishini quyidagicha ko’rish mumkin: dastlabki uch birlamchi-spirt suv bilan yaxshi aralashadi; 100 g suvda 8 g n-butil spirti; 2 g n-pentil spirti, 1 g – geksil spirti, yuqori spirtlar esa yanada kam erishini ko’rsatadi. Spirtdagi uglerod atomining soni ortishi bilan qaynash xaroratining ortishini, tarmoqlanish ortishi bilan esa kamayishini kuzatish mumkin. Spirtlarning qaynash xarorati mos uglevodorodlarning qaynash xaroratidan sezilarli katta. Vodorod bog’lanish. Assotsiatsiya. Uglevodorodlarning qaynash xarorati uning tuzilishi va molekulyar massasi bilan belgilanadi; bu o’zaro vendervals kuchlar hisobiga ta’sirda bo’luvchi molekulalar uchun xos.
9.2-jadval Nomi Tuzilishi Molekulyar massasi
Dipol momenti T qay. °S n-pentan CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 72
0 36
Dietil efiri CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 74
1,18 35
n-propil spirt CH 3 CH 2 CH 2 OH 79
2,10 47
n-butanal CH 3 CH 2 CH 2 CHO 72
2,72 76
n-butil spirti CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH 74
1,63 118
-jadvalda bir-biriga yaqin molekulyar massaga ega bo’lgan, lekin tuzilishi bilan farq qiluvchi birikmalar taqqoslangan. Bundan n-pentan zanjirining o’rtasidagi –CH 2 - metilen guruxi o’rnida (molekulyar massasi 14), kislorod atomi (molekulyar massasi 16) mavjudligi, qaynash xaroratiga ta’sir etmasligini va deyarli bir xil eganligini ko’rish mumkin. Shu bilan birga n-butil spirtining qaynash xarorati deyarli 80 °S ga yuqori ekanligini kuzatamiz. Qaynash xarorati orasidagi bunday katta farqni qanday izohlash mumkin? Avval aytganimizdek spirtlar kuchli qutblangan OH-guruxi saqlaydi, shuning uchun qaynash xaroratini ayni xususiyat bilan bog’lash mumkin. Yana bir muhim omil ham mavjudki, n-butil spirtining dipol momenti (1,63) dietilefirining dipol momentidan (1,18) katta va n- pentanning (o) dipol momentidan juda katta ekanligi bilan bog’liq. Dipol-dipol ta’sir natijasida vujudga keluvchi molekulalararo kuchlarni yengish uchun katta energiya kerak bo’ladi va mos ravishda qaynash yuqori xaroratlarda amalga oshadi. -jadvaldagi boshqa birikmalarni taqqoslashlar, boshqa qo’shimcha omillarning mavjudligini va bu omillar OH-guruxidagi o’ziga xoslik bilan bog’liqligini ko’rsatadi. S = O guruxi saqlovchi aldegidning dipol momenti (n-propilxlorida ham) n-butil spirtining dipol momentidan ancha katta, lekin shunga qaramasdan ayni birikmalarning qaynash xaroratlari ancha past. Spirtlardagi OH-guruxining ta’siri juda katta va buni faqatgina qutblanishning ortishi bilan bog’lab tushuntirish mumkin emas.
235
Bu muammoni izohlash uchun, noorganik kimyoga murojat etib, vodorod saqlovchi qator birikmalarni qaynash xaroratlarini kuzatib o’tsak.
vodorod bog’ning ta’siri Grafikdan ko’rinadiki molekulyar massani kamayishi bilan qaynash xarorati kamayib boradi. Bu qonuniyatdan uchta chekinish kuzatish mumkin: HF, H
. HJ, HBr, HCI ga o’tishda qaynash xarorati kamayadi: HF ning molekulyar massasiga nisbatan olinsa – 100 °S dan katta bo’lmasligi taxmin qilinsada, uning qaynash xarorati 19 o C gacha ko’tariladi. HF – galogen vodorodlar orasida molekulyar massa jihatidan eng yengili bo’lishiga qaramasdan eng yuqori qaynash xaroratiga ega. Keyingi ikki guruxda H 2 O va NH 3 uchun qaynash xarorati mos ravishda oshib boradi. Lekin to’rtinchi guruxda birinchi vakili uchun bunday qaynash xaroratining ortishi kuzatilmaydi: CH
dan past xaroratda qaynaydi. Shunday qilib, uchta birikma (HF, H
), ketma-ketlik qonuniyatidan chekingan holatida kuzatiladi va anomal yuqori xaroratga ega. Bu anomal hodisalarni tushuntirish uchun, turli omillar ko’rib chiqilib vodorod bog’lanish tushunchasi taklif etildi: vodorod atomi ikki elektromanfiy atomlar orasida ko’prik vazifasini o’taydi, bunda ulardan biri kovalent bog’ orqali, boshqasi esa – elektrostatik tortish kuchlari orqali bog’langan. Bu elektrostatik bog’ning energiyasi 5 kkal/mol (20,93∙10 3 Dj/mol) [ko’pchilik kovalent bog’lar uchun bu ko’rsatgich 50100 kkal/mol (209,34∙10 3 – 418,68∙10 3
Dj/mol ni tashkil etadi)]. Vodorod bog’lar mavjud bo’lgan suyuqliklar assotsialangan suyuqliklar deyiladi; ularda qaynash xaroratining anomal yuqori bo’lishi, vodorod bog’ni parchalash uchun talab etilgan yuqori energiya bilan bog’liq. Vodorod bog’lar odatda punktir chiziqlar orqali tasvirlanadi. Vodorod bog’ bu o’ta kuchli dipol-dipol ta’sirlashuv deyish mumkin. Agar vodorod atomi elektromanfiy atom bilan bog’langan bo’lsa, elektron buluti elektromanfiy atom tomonga kuchli siljigan bo’ladi va vodorod yadrosi ochiq qoladi. Bunday yadrodagi katta musbat zaryad ikkinchi molekula elektromanfiy atomining manfiy zaryadi bilan kuchli tortiladi. Bunday tortishuv kovalent bog’dan kuchsiz bo’lishiga qaramasdan, boshqa dipol-dipol ta’sirlashuvlardan ancha kuchli hisoblanadi.
236
Vodorod bog’lanish vujudga kelishi uchun elektromanfiy atomlar – F, O, N bo’lishi kerak; faqatgina shu uchta atomlardan biri bilan bog’langan vodorod yadrosi yetarli darajada musbat zaryadga ega bo’ladi va faqatgina shu uchta elementlar tortilish vujudga kelishini ta’minlovchi manfiy zaryadga ega. Bu uchta elementlar o’zlarining kichik atomlarida katta manfiy zaryadni mujassamlashtiradi. Spirtlar suv kabi - assotsirlangan suyuqliklar hisoblanadi, qaynash xaroratlari anomal yuqori bo’lishi ularda vodorod bog’lanish mavjudligi bilan izohlanadi. Efirlarda va spirtlarda ham kislorod atomlari mavjud, lekin bu atom faqatgina uglerod bilan bog’langan; ulardagi vodorod atomlari kislorod bilan bog’ hosil qilish uchun yetarli darajada musbat zaryadga ega emas.
Quyi spirtlarning suvda yaxshi erishi suv va spirt molekulalari orasida mavjud bo’lgan vodorod bog’ning hosil bo’lishi bilan izohlanadi; bunday t’sir spirt molekulalari va yoki suv molekulalari orasida ham kuzatilishi mukin. Vodorod bog’ni o’rganishda infraqizil spektroskopiya muhim o’rin tutadi. Qutblanmagan erituvchilardan suyultirilgan eritmalarda, masalan to’rtxlorli uglerodda, yoki gaz fazoda (molekulalar orasidagi assotsiatsiya minimal bo’lganda), etil spirti 3640 sm -1 da O – H uchun tebranish chizig’ini beradi. Agar etil spirtining kontsentratsiyasi ortib borsa, bu chiziq kengayib 3350 sm
-1 da kuzatiladi. Vodorod atomini ikkinchi kislorod bilan ta’sirlashuvi O – H bog’ni zaiflashtiradi va buning natijasida energiya hamda tebranishlar chastotasini ham susayyadi. Spirtlarning manbalari. Agar organik-kimyogarga o’nta alifatik birikmalardan bittasini tanlash imkoniyati berilsa, u shubhasiz spirtlarni tanlagan bo’lar edi. Chunki spirtlardan foydalanib, boshqa ko’plab alifatik birikmalarni: alkanlar, alkilgalogenidlar, efirlar, aldegidlar, ketonlar, kislotalar, murakkab efirlar va boshqa mahsulotlarni olish mumkin. Spirtlardan olingan alkilgalogenidlardan Grinyar reaktivini, ularning aldegid va ketonlar bilan reaksiyasi orqali esa murakkab spirtlarni sintez qilish imkoniyati yaratiladi. Kimyogar spirtlardan nafaqat dastlabki xom ashyo sifatida, balki ko’plab sintezlarning erituvchisi, tayyor mahsulotlarni qaytakristallashda foydalanishi mumkin. Spirtlar to’g’risidagi yuqoridagi fikrlarga ularning katta miqdorlarda mavjudligini va arzonligini qo’shimcha qilish mumkin. Oddiy spirtlarni olishda ikki maxsus usullardan fodalaniladi: alkenlarni gidrotatsiyasi (alkenlarni neftdan kreking orqali olinishini eslatib o’tamiz) va uglevodorodlarni fermentativ gidrolizi. Bu ikki asosiy usullardan tashqari, boshqa ba’zi cheklanishlarga ega bo’lgan usullar ham mavjud.
Download 29.83 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|