Aldehydy: chemické vlastnosti, příprava, struktura

Prakticky všechny chemické látky kolem nás testují lidé na základě jejich potřeb a požadavků. Každá směs má jedinečnou, inherentní sadu vlastností a vlastností, z nichž je vybráno užitečné a nezbytné pro nás v každodenním životě. Dotčené aldehydy také nejsou výjimkou.

Slabé dítě organické chemie

Mezi uhlíkovými sloučeninami, které se nazývají organické, existují známé, které jsou, jak se říká, "všeobecně známé". Například glukóza, ethylalkoholu nebo plastů. Aldehydy v tomto smyslu mají smůlu. O nich je známo pouze úzký odborníci, a dokonce i studenti střední školy, kteří pracují tvrdě při studiu chemie při vstupu na vysokou školu. Ve skutečnosti takové sloučeniny (jako je acetaldehyd) jejichž chemické vlastnosti považujeme, je široce používán jak v průmyslové výrobě, tak v každodenním životě.

Apple tvrzení

Bohužel, objevy ve vědě se často neobjevují růžově. Aldehydy, jejich chemická struktura a vlastnosti byly objeveny v důsledku dlouhých sporů a diskusí mezi vědci z devatenáctého století. Takoví známí chemici, jako byli Liebig a Döbereiner, dokonce bojovali trochu za vtip, když zjistili, kdo vlastně vlastní palmu při získávání a izolaci acetylaldehydu ve své čisté podobě. Byl extrahován z etanolové páry procházející platinou, která slouží jako katalyzátor pro reakci. Jedinou věcí, která by mohla smířit oponenty, bylo bezpodmínečné přijetí názvem nové třídy látek - aldehydů, což doslovně znamená "bezvodé alkoholy". Uvádí způsob jejich získání z alkoholů eliminací dvou atomů vodíku.

Nelze se nic zmát

Vzhledem k fyzikálním a chemickým vlastnostem aldehydů je snadné se ujistit, že jsou zcela specifické. Takže formaldehyd, který je toxickým plynem, má ostrý, dusivý zápach. Jeho 40% vodný roztok, nazývaný formalinem, způsobuje zvláštní anomii v anatomických laboratořích a márnicích, kde se používá jako protihnoucí činidlo, chránící bílkoviny orgánů a tkání.

Acetaldehyd, který je dalším v homologní řadě, je bezbarvá kapalina snadno rozpustná ve vodě s nepříjemným zápachem zhnitých jablek. Aldehydy, chemické vlastnosti charakterizované oxidačními a adičními reakcemi, mohou být převedeny na látky geneticky příbuzné třídy: karboxylové kyseliny nebo alkoholy. Zvažte je konkrétními příklady.

Aldehydová vizitka

V organické chemii, stejně jako v anorganickém, existuje taková věc jako "kvalitativní reakce". Může být srovnáván s majákem, což signalizuje, že se zabýváme právě látkami určité třídy, například s aldehydy. Potvrzují chemické vlastnosti aldehydů reakcí s roztokem amoniaku oxidu stříbrného a hydroxidem měďnatým při zahřátí (stříbrná zrcadlová reakce)

Produktem reakce bude čisté stříbro uvolněné ve formě zrcadlové vrstvy na stěnách trubky.

V důsledku toho se reakce vysráží cihlově zbarveným oxidem mědi.

Dvě látky

Nyní je čas řešit takový fenomén, který je pro všechny charakteristický. organické látky včetně aldehydů, jako izomerie. V anorganické chemii zcela chybí. Všechno je tam jednoduché: pouze jedna specifická sloučenina s vlastními fyzikálními a chemickými vlastnostmi odpovídá jednomu chemickému vzorci. Například vzorec HNO ₃ odpovídá jedné látce, nazývané kyselině dusičné, s bodem varu 86 ° C, se špičatým zápachem, velmi hygroskopickým.

V oblasti organické chemie jsou izomery živé, v nichž jsou vzorce stejné a vlastnosti jsou odlišné. Například vzorec C _4H 8O má dva zcela odlišné aldehydy: butanal a 2-methylpropanal.

Jejich vzorce:

Izomerické aldehydy, jejichž chemické vlastnosti závisí na jejich složení a struktuře, jsou vynikajícím důkazem geniální teorie struktury organických sloučenin, kterou vytvořil ruský vědec M. Butlerov. Jeho objev má stejný zásadní význam pro chemii jako periodický zákon D Mendelejeva.

Jedinečný uhlík

Vynikající důkaz teorie M. Butlerov slouží chemickým vlastnostem aldehydů. Organická chemie, díky výzkumu ruského vědce, nakonec dokázala odpovědět na otázku, která postihla více než jednu generaci vědců svou složitostí, a to: jak vysvětlit rozmanitost organických sloučenin, která ohromuje představivost, která je založena na fenoménu isomerismu. Zvažte strukturu molekul dvou aldehydových izomerů: butanal a 2-methylpropanal, které mají stejný molekulární vzorec - C4H8O, avšak různé strukturní a proto se liší fyzikálními a chemickými vlastnostmi.

Připomeňme dva nejdůležitější rysy atomu uhlíku, které jsou představovány jako postuláty v teorii M. Butlerovova:

1. uhlík v organických sloučenin vždy čtyřnásobné.

2. Atomové atomy uhlíku se mohou vzájemně kombinovat a vytvářet různé prostorové uspořádání: nerozvětvené a rozvětvené řetězce nebo cykly.

Podle valence jsou atomy jiných chemických prvků na nich navlečeny: vodík, kyslík, dusík, čímž vzniká celý gigantický arzenál stávajících organických sloučenin (a je zde více než 10 milionů). Navíc se toto množství neustále zvyšuje v důsledku nových látek získaných v chemie organické syntézy.

Čím polárnější, tím lépe

Pokračujeme v studiu aldehydů, jejich chemické struktury a vlastností, budeme se zabývat fenoménem polarity atomů, které tvoří molekuly aldehydu. Tak uhlíkový atom aldehydové skupiny v molekule acetaldehydu získává částečně pozitivní náboj a atom kyslíku - částečně negativní. Důvod jejich výskytu je následující: elektronová hustota p-vazby je pohyblivější než σ-vazba.

Ve všeobecném vzorci aldehydů, kde R je uhlovodíkový radikál spojený s aldehydovou skupinou, vzniká na atomu kyslíku částečný záporný náboj a částečně kladný náboj na atomu uhlíku. Funkční skupina aldehydů se tak silně polarizuje, což způsobuje vysokou reaktivitu těchto látek. Jednoduše řečeno, čím více polarizovaných atomů molekuly látky, tím rychleji a rychleji vstupuje chemické reakce. Rychlá oxidační schopnost atomu vodíku v aldehydové skupině a reaktivita karbonylové skupiny poskytují aldehydy s charakteristickými adičními a polymeračními reakcemi.

Život v plastickém světě

To jsou aldehydy, jejichž chemické vlastnosti jsou způsobeny schopností polykondenzace a polymerační reakce, se staly předky fenoplastů a aminoplastů - základních materiálů moderního polymerního průmyslu. Formaldehyd a acetaldehyd slouží jako surovina pro své podniky. Takže fenol-formaldehydové pryskyřice jsou fenoplasty - nejdůležitější náhrady železných a neželezných kovů. Formaldehyd se získává oxidací methanu zahříváním na 600 ° C ve směsi se vzduchem, stejně jako oxidací methanolu zahřívaného na měď katalyzátoru na teplotu 300 ° C. Proto jsou aldehydy, přípravky a chemické vlastnosti, které považujeme za důležité suroviny v reakcích organické syntézy.

Vyvodit závěry

Jak je vidět, v záznamu o aldehydech je dostatek potřebných a důležitých látek, jako jsou například formaldehyd a acetaldehydy, jejichž chemické vlastnosti člověk úspěšně používá v různých sférách své životní aktivity.