Бутан имеет два изомера: 1. н-бутанCH3–CH2–CH2–CH3 2. изобутанCH(CH3)3
А. Галогенирование алканов протекает по радикальному механизму. Для инициирования реакции необходимо смесь алкана и галогена облучить УФ-светом или нагреть. 1. CH3–CH2–CH2–CH3 + 6Cl2 = Cl3C–CH2–CH2–CCl3+ 6HCl 2. CH(CH3)3 + 9Cl2 = CH(CCl3)3 + 9HCl
Б. Алканы реагируют с 10 % раствором азотной кислоты или оксидом азота NO2 в газовой фазе при температуре 140 °C и небольшом давлении с образованием нитропроизводных. В результате реакции образуются смеси продуктов. RH + HNO3 = RNO2 + H2O. 1. CH3–CH2–CH2–CH3 + 2HNO3 = О2NН2C–CH2–CH2–CН2NO2 + 2H2O. 2. CH(CH3)3 + 3HNO3 = CH(CH2NO2)3 + 3H2O.
Согласно принципам теории химического строения, свойства всякого соединения определяются его составом, строением, а также конфигурацией молекул, т. е. относительным пространственным расположением атомов вмолекуле.
Современное учение о свойствах органических веществ является развитием идеи А. М. Бутлерова о зависимостихимических реакций вещества от его строения. Выражающая строение вещества структурная формула дает представление о всем многообразии химических реакций вещества, хотя предсказания на основании структурной формулы не являются следствием строгих математических законов, а носят лишь качественный характер и предоставляют еще многое на долю таланта и интуиции химика-экспериментатора.
Физические свойства веществ также зависят от их состава, от строения и конфигурации молекул. С проявлениями зависимости физических свойств веществ от их химического строения мы уже неоднократно встречались. Это прежде всего правильности в изменениях температур кипения, плотностей и других физических свойств для различных членов одного и того же гомологического ряда, для различных изомеров одних и тех же членов гомологического ряда, а также при переходе от одного гомологического ряда к другому.
В отличие от закономерностей в изменениях химических свойств, изменения физических свойств могут быть выражены точными цифровыми величинами. Изучение физических свойств различных органических соединений во многих случаях привело к нахождению закономерностей их изменения в зависимости от строения, выражаемых более или менее точными математическими формулами. Эти закономерности излагаются в курсах физической химии Здесь мы дадим лишь весьма краткие представления о некоторых из них, чтобы показать важность изучения физических свойств органических веществ для установления их строения.
Во многих случаях правильности в изменениях физических свойств могут быть выражены простыми зависимостями, если пользоваться молярными величинами, т. е. соответствующие величины относить к молю вещества.
Характеристики физических свойств соединений часто выражают как сумму нескольких слагаемых, относящихся катомам соответствующих элементов, которые входят в состав данного соединения. Применение таких аддитивных схем для нахождения какой-либо физико-химической характеристики соединения по формуле его строения равносильно, следовательно, предположению, что атом элемента, входя в состав различных соединений, вносит всегда одну и ту же долю такой характеристики.
В простейших случаях это предположение в отношении органических соединений оказывается очень близким к истине (аддитивны, например, величины молекулярных объемов и молекулярных рефракций ряда предельных углеводородов). Однако, пользуясь на практике такими схемами, нельзя забывать, что в общем случае та или иная характеристика соединения не является суммой характеристик входящих в его состав атомов элементов. Часто обнаруживаются отступления от таких упрощенных схем и при расчете приходится вносить конститутивные (т. е. обусловленные особенностями строения) добавки — инкременты Так, например, при вычислении молекулярных рефракций для диеновых углеводородов, помимо инкрементов для двойных связей, приходится вводить еще различныедобавки, зависящие от взаимного расположения двойных связей.
1. н-бутанCH3–CH2–CH2–CH3
2. изобутанCH(CH3)3
А. Галогенирование алканов протекает по радикальному механизму. Для инициирования реакции необходимо смесь алкана и галогена облучить УФ-светом или нагреть.
1. CH3–CH2–CH2–CH3 + 6Cl2 = Cl3C–CH2–CH2–CCl3+ 6HCl
2. CH(CH3)3 + 9Cl2 = CH(CCl3)3 + 9HCl
Б. Алканы реагируют с 10 % раствором азотной кислоты или оксидом азота NO2 в газовой фазе при температуре 140 °C и небольшом давлении с образованием нитропроизводных. В результате реакции образуются смеси продуктов. RH + HNO3 = RNO2 + H2O.
1. CH3–CH2–CH2–CH3 + 2HNO3 = О2NН2C–CH2–CH2–CН2NO2 + 2H2O.
2. CH(CH3)3 + 3HNO3 = CH(CH2NO2)3 + 3H2O.
Согласно принципам теории химического строения, свойства всякого соединения определяются его составом, строением, а также конфигурацией молекул, т. е. относительным пространственным расположением атомов вмолекуле.
Современное учение о свойствах органических веществ является развитием идеи А. М. Бутлерова о зависимостихимических реакций вещества от его строения. Выражающая строение вещества структурная формула дает представление о всем многообразии химических реакций вещества, хотя предсказания на основании структурной формулы не являются следствием строгих математических законов, а носят лишь качественный характер и предоставляют еще многое на долю таланта и интуиции химика-экспериментатора.
Физические свойства веществ также зависят от их состава, от строения и конфигурации молекул. С проявлениями зависимости физических свойств веществ от их химического строения мы уже неоднократно встречались. Это прежде всего правильности в изменениях температур кипения, плотностей и других физических свойств для различных членов одного и того же гомологического ряда, для различных изомеров одних и тех же членов гомологического ряда, а также при переходе от одного гомологического ряда к другому.
В отличие от закономерностей в изменениях химических свойств, изменения физических свойств могут быть выражены точными цифровыми величинами. Изучение физических свойств различных органических соединений во многих случаях привело к нахождению закономерностей их изменения в зависимости от строения, выражаемых более или менее точными математическими формулами. Эти закономерности излагаются в курсах физической химии Здесь мы дадим лишь весьма краткие представления о некоторых из них, чтобы показать важность изучения физических свойств органических веществ для установления их строения.
Во многих случаях правильности в изменениях физических свойств могут быть выражены простыми зависимостями, если пользоваться молярными величинами, т. е. соответствующие величины относить к молю вещества.
Характеристики физических свойств соединений часто выражают как сумму нескольких слагаемых, относящихся катомам соответствующих элементов, которые входят в состав данного соединения. Применение таких аддитивных схем для нахождения какой-либо физико-химической характеристики соединения по формуле его строения равносильно, следовательно, предположению, что атом элемента, входя в состав различных соединений, вносит всегда одну и ту же долю такой характеристики.
В простейших случаях это предположение в отношении органических соединений оказывается очень близким к истине (аддитивны, например, величины молекулярных объемов и молекулярных рефракций ряда предельных углеводородов). Однако, пользуясь на практике такими схемами, нельзя забывать, что в общем случае та или иная характеристика соединения не является суммой характеристик входящих в его состав атомов элементов. Часто обнаруживаются отступления от таких упрощенных схем и при расчете приходится вносить конститутивные (т. е. обусловленные особенностями строения) добавки — инкременты Так, например, при вычислении молекулярных рефракций для диеновых углеводородов, помимо инкрементов для двойных связей, приходится вводить еще различныедобавки, зависящие от взаимного расположения двойных связей.