Алдехиди: химични свойства, препарат, структура

На практика всички химикали около нас се изпитват от хората въз основа на техните нужди и изисквания. Всяко съединение има уникален, присъщ набор от характеристики и свойства, от които се избират полезните и необходими за нас в ежедневието. Въпросните алдехиди също не са изключение.

Скромно дете на органичната химия

Сред въглеродните съединения, които се наричат ​​органични, има добре известни, които, както се казва, са "широко известни". Например, глюкоза, етилов алкохол или пластмаси. Алдехидите в този смисъл нямат късмет. За тях тя е известна само на тесни специалисти и дори на ученици от средните училища, които работят трудно за изучаване на химия за постъпване в университет. Всъщност такива съединения (като например ацеталдехид) чиито химични свойства считаме за широко, както в промишленото производство, така и в ежедневието.

Ябълка на раздора

Уви, но открития в науката доста често не се появяват розови. Алдехидите, тяхната химична структура и свойства са открити в резултат на продължителни спорове и дискусии между учени от XIX век. Такива известни химици като Либиг и Дьоберайнер дори се сражават малко на шега, разбират кой всъщност притежава дланта в получаването и изолирането на оцетния алдехид в чист вид. Тя се екстрахира от парата на етанол, преминала през платинена мрежа, която служи като катализатор за реакцията. Единственото нещо, което можеше да примири противниците, бе безусловното приемане от всички химици на името на нов клас вещества - алдехиди, което буквално означава "водородни алкохоли". Той показва метода за получаването им от алкохоли чрез елиминирането на два водородни атома.

Вие няма да бъдете объркани с нищо

Като се имат предвид физичните и химичните свойства на алдехидите, лесно е да се гарантира, че те са достатъчно специфични. Така че, формалдехидът, който е токсичен газ, има остър, задушаващ мирис. Неговият 40% воден разтвор, наречен формалин, причинява специфичен мирис в анатомичните лаборатории и моргата, където се използва като анти-гниещ агент, запазвайки протеини на органи и тъкани.

Оцетният алдехид, който е следващият в хомоложната серия, е безцветна течност, лесно разтворима във вода с неприятна миризма на развалени ябълки. Алдехидите, химичните свойства, характеризиращи се с реакции на окисление и прибавяне, могат да бъдат превърнати в вещества от генетично свързани класове: карбоксилни киселини или алкохоли. Разгледайте ги със специфични примери.

Алдехидна визитка

В органичната химия, както и в неорганичните, има такова нещо като „качествена реакция”. Тя може да бъде сравнена с един фар, сигнализиращ, че се занимаваме точно с вещества от определен клас, например с алдехиди. Те потвърждават химичните свойства на алдехидите, като реагират с амонячен разтвор на сребърен оксид и с меден хидроксид при нагряване (сребърна огледална реакция)

Продуктът от реакцията ще бъде чисто сребро, отделено под формата на огледален слой върху стените на тръбата.

В резултат на това реакцията утаява оксид на мед от тухли.

Двойни вещества

Сега е моментът да се справим с такъв феномен, характерен за всички. органична материя включително за алдехиди, като изомеризъм. Тя напълно отсъства в света на неорганичната химия. Всичко там е просто: само едно специфично съединение с присъщи физични и химични свойства отговаря на една химична формула. Например, формулата HNO ₃ съответства на едно вещество, наречено азотна киселина, с температура на кипене 86 ° C, с остър мирис, много хигроскопичен.

В сферата на органичната химия изомерите са живи, в които формулите са еднакви и свойствата са различни. Например, формулата C4H8O има два напълно различни алдехиди: бутанал и 2-метил пропанал.

Техните формули:

Изомерните алдехиди, чиито химични свойства зависят от техния състав и структура, са отлично доказателство за гениалната теория за структурата на органичните съединения, създадена от руския учен М. Бутлеров. Неговото откритие има същото основно значение за химията като периодичния закон на Д. Менделеев.

Уникален въглерод

Отлично доказателство за теорията на М. Бутлеров служи химически свойства на алдехиди. Органичната химия, благодарение на изследването на руски учен, най-накрая успя да отговори на въпрос, който засягаше повече от едно поколение учени със своята сложност, а именно: как да обясни разнообразието на органични съединения, които изумяват въображението, което се основава на явлението изомерия. Разгледайте структурата на молекулите на два алдехидни изомера: бутанал и 2-метилпропанал, които имат една и съща молекулна формула - C ₄ H ₈ O, но различни структурни и следователно се различават един от друг по физични и химични свойства.

Нека обърнем внимание на двете най-важни характеристики на въглеродния атом, които са въведени като постулати в теорията на М. Бутлеров:

1. Въглерод в органични съединения винаги четиривалентен.

2. Въглеродните атоми могат да се комбинират помежду си и да образуват различни пространствени конфигурации: неразклонени и разклонени вериги или цикли.

Според валентността върху тях са нанизани атоми на други химични елементи: водород, кислород, азот, като по този начин образуват целия гигантски арсенал от съществуващи органични съединения (и има повече от 10 милиона). химия на органичния синтез.

Колкото по-полярен, толкова по-добре

Продължавайки да изучаваме алдехидите, тяхната химична структура и свойства, ще се спрем на феномена на полярността на атомите, които съставляват алдехидните молекули. Така въглеродният атом на алдехидната група в ацеталдехидната молекула придобива частичен положителен заряд, а кислородният атом - частичен отрицателен. Причината за тяхното появяване е следната: електронната плътност на π-връзката е по-мобилна от σ-връзката.

В общата формула на алдехидите, където R е въглеводородният радикал, свързан с алдехидната група, частичен отрицателен заряд се образува върху кислородния атом и частичен положителен заряд на въглеродния атом. Така функционалната група на алдехидите става силно поляризирана, което води до висока реактивност на тези вещества. Казано по-просто, колкото по-поляризирани са атомите в молекулата на веществото, толкова по-бързо и по-бързо влиза химични реакции. Бързата окислителна способност на водородния атом в алдехидната група и реактивността на карбонилната група осигуряват алдехиди с характерни реакции на прибавяне и полимеризация.

Живот в пластмасовия свят

Алдехидите, чиито химични свойства се дължат на способността за поликондензация и реакции на полимеризация, станаха предци на фенопластите и аминопластите - основните материали на съвременната полимерна индустрия. Формалдехидът и ацеталдехидът служат като суровини за неговите предприятия. Така фенолформалдехидните смоли са фенопласти - най-важните заместители на черни и цветни метали. Формалдехидът се получава чрез окисляване на метана чрез нагряване до 600 ° С в смес с въздух, както и чрез окисляване на метанол, нагрят до 300 ° С върху меден катализатор. По този начин, алдехидите, подготовката и химичните свойства, които считаме, са важна суровина в реакциите на органичния синтез.

Направете заключения

Както виждаме, в историята на алдехидите има достатъчно необходими и важни вещества, като например формалдехид и оцетни алдехиди, чиито химични свойства човек използва успешно в различни сфери на своята жизнена дейност.