Фізічныя ўласцівасці альдэгідаў

Да альдэгіду ставяцца арганічныя злучэнні, для якіх характэрная падвойная сувязь паміж вугляродным і кіслародным атамамі і дзве адзінарныя сувязі гэтага ж атама вугляроду з вуглевадароднай радыкалам, пазначаюць літарай R, і атамам вадароду. Група атамаў> З = О называецца карбанільных групай, яна характэрная для ўсіх альдэгідаў. Многія альдэгіды маюць прыемны пах. Яны могуць быць атрыманы з спіртоў шляхам дегидрирования (выдаленне вадароду), дзякуючы чаму атрымалі агульную назву - альдэгіды. Ўласцівасці альдэгідаў вызначаюцца наяўнасцю карбанільных групы, яе размяшчэннем у малекуле, а таксама даўжынёй і прасторавай разгалінаваную вуглевадароднай радыкала. Гэта значыць, ведаючы назва рэчыва, які адлюстроўвае яго структурную формулу, можна чакаць пэўныя хімічныя, а таксама фізічныя ўласцівасці альдэгідаў.

Ёсць два асноўных спосабу наймення альдэгідаў. Першы метад заснаваны на сістэме, якая выкарыстоўваецца Міжнародным саюзам (IUPAC), яго часта называюць сістэматычная намэнклятура. Ён грунтуецца на тым, што самая доўгая ланцужок, у якой да атаму вугляроду далучаная карбанільныя група, служыць асновай назвы альдэгіду, гэта значыць яго назва паходзіць ад назвы роднаснага Алкаеў дзякуючы замене суфікса -ан на суфікс -аль (метан - матаналь, этан - этаналь , прапан - пропаналь, бутан - бутаналь і гэтак далей). Іншы метад адукацыі назвы альдэгідаў выкарыстоўвае найменне адпаведнай карбоновой кіслаты, у якую ў выніку акіслення той ператворыцца (фармальдэгід - альдэгіды мурашыны, этаналь - альдэгіды воцатны, пропаналь - альдэгіды пропионовый, бутаналь - альдэгіды алейны і гэтак далей).

Асноўнымі структурнымі адрозненнямі паміж алкана і альдэгідаў, якія вызначаюць фізічныя ўласцівасці альдэгідаў, з'яўляецца наяўнасць у апошніх карбанільных групы (> З = О). Менавіта гэтая група адказвае за адрозненні ў фізічных і хімічных уласцівасцях рэчываў з аднолькавым колькасцю вугляродных атамаў або аднолькавай малекулярнай масай. Гэтыя адрозненні тлумачацца палярызацыяй карбанільных групы> Сδ + = Оδ-. Гэта значыць электронная шчыльнасць ад атама вугляроду ссунутая ў бок атама кіслароду, што робіць кісларод часткова Электраадмо, а вуглярод часткова электроположительным. Для абазначэння палярнасці карбанільных групы часта выкарыстоўваецца грэцкая літара дэльта (δ), гэта паказвае на частковы зарад. Адмоўны канец адной палярнай малекулы прыцягваецца да станоўчага канца іншы палярнай малекулы. Гэта могуць быць малекулы аднаго і таго ж ці іншага рэчыва. Альдэгіды адрозніваюцца ад кетонаў тым, што ў апошніх вуглярод карбанільных групы злучаны адзінарнымі сувязямі з двума вуглевадароднымі радыкаламі. У сувязі з гэтым цікава таксама параўнаць фізічныя ўласцівасці альдэгідаў і кетонаў.

Менавіта палярнасць групы> З = О ўплывае на фізічныя ўласцівасці альдэгідаў: тэмпературу плаўлення, тэмпературу кіпення, растваральнасць, дыпольныя момант. Вуглевадародныя злучэння, якія складаюцца толькі з атамаў вадароду і вугляроду, плавяцца і кіпяць пры нізкіх тэмпературах. У рэчываў з карбанільных групай яны значна вышэй. Напрыклад, бутан (CH3CH2CH2CH3), пропаналь (CH3CH2CHO) і ацэтон (CH3СОСН3) маюць аднолькавую малекулярную масу, роўную 58, а тэмпература кіпення ў бутану раўняецца 0 ° C, у той час як для пропаналя яна складае 49 ° С, а ў ацэтону роўная 56 ° C. Прычына вялікай розніцы заключаецца ў тым, што палярныя малекулы маюць больш магчымасці адзін да аднаго прыцягвацца, чым непалярныя малекулы, таму для іх разрыву неабходна больш энергіі і, такім чынам, патрабуецца больш высокая тэмпература, каб гэтыя злучэнні плавіліся або кіпелі.

З ростам малекулярнай масы змяняюцца фізічныя ўласцівасці альдэгідаў. Фармальдэгід (HCHO) з'яўляецца газападобных рэчывам пры нармальных умовах, ацэтальдэгід (CH3CHO) кіпіць пры пакаёвай тэмпературы. Іншыя альдэгіды (за выключэннем прадстаўнікоў з высокім малекулярнай вагай) пры нармальных умовах з'яўляюцца вадкасцямі. Палярныя малекулы ня змешваюцца лёгка з Непалярныя, таму што палярныя малекулы адзін да аднаго прыцягваюцца, і непалярныя не ў стане праціснуцца паміж імі. Таму вуглевадароды не раствараюцца ў вадзе, так як малекулы вады палярныя. Альдэгіды, у малекулах якіх лік атамаў вугляроду менш за 5, раствараюцца ў вадзе, але калі лік вугляродных атамаў больш за 5, растварэнне не адбываецца. Добрая растваральнасць альдэгідаў з нізкім малекулярнай вагай абумоўлена адукацыяй вадародных сувязяў паміж атамам вадароду малекулы вады і атамам кіслароду карбанільных групы.

Палярнасць малекул, адукаваных рознымі атамамі, можа быць колькасна выказана лікам, званым дыпольныя момантам. Малекулы, адукаваныя аднолькавымі атамамі, не з'яўляюцца палярнымі і дыпольныя моманту не маюць. Вектар дыпольныя моманту накіраваны ў бок элемента, які стаяў у табліцы Мендзялеева (для аднаго перыяду) правей. Калі малекула складаецца з атамаў адной падгрупы, то электронная шчыльнасць будзе перамяшчацца ў бок элемента з меншым парадкавым нумарам. Большасць вуглевадародаў не маюць дыпольныя моманту або велічыня яго надзвычай малая, але для альдэгідаў яна значна вышэй, што таксама тлумачыць фізічныя ўласцівасці альдэгідаў.