- Щелочной гидролиз галогеналканов
- 2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)
- Гидратация алкенов
- Кумольный способ
- Реакции фенола по бензольному кольцу
- 1. Взаимодействие с галогеноводородами
- 1. Галогенирование
- 2. Взаимодействие с аммиаком
- 2. Нитрование
- 3. Этерификация (образование сложных эфиров)
- 4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами
- Гидрирование карбонильных соединений
- Замещение сульфогруппы в бензол-сульфокислоте
- Кумольный способ
- Реакции замещения группы ОН
- 1. Внутримолекулярная дегидратация
- 2. Межмолекулярная дегидратация
- Взаимодействие с хлоридом железа (III)
- Окисление алкенов холодным водным раствором перманганата калия
- Окисление спиртов
- 1. Окисление оксидом меди (II)
- 2. Окисление кислородом в присутствии катализатора
- 3. Жесткое окисление
- 4. Горение спиртов
- Гидрирование (восстановление) фенола
- Дегидрирование спиртов
- Промышленное получение метанола из «синтез-газа»
- Получение этанола спиртовым брожением глюкозы
- Гидролиз жиров – способ получения многоатомных спиртов
- I. реакции с участием гидроксильной группы (кислотные свойства)
- V. качественная реакция с хлоридом железа (iii)
- Vi. реакции окисления
- Атом кислорода в молекуле фенола образует
- Водородные связи и физические свойства спиртов
- Е. атом кислорода в молекуле фенола образует:1) две л-связи2) одну л-связь и одну о-связь3) одну л-связь4) две о-связи — знания.org
- Классификация по строению углеводородного радикала
- Классификация по числу углеводородных радикалов у атома углерода при гидроксильной группе
- Номенклатура спиртов
- По числу гидроксильных групп:
- Простейшие одноатомные фенолы
- Спирты. фенолы
- Строение спиртов и фенолов
- Строение фенолов
- Структурная изомерия
- Тем, кто хочет научиться
- Физические свойства фенолов
- Электронное строение молекулы фенола | химия онлайн
Щелочной гидролиз галогеналканов
При взаимодействии галогеналканов с водным раствором щелочей образуются спирты. Атом галогена в галогеналкане замещается на гидроксогруппу.
| Например, при нагревании хлорметана с водным раствором гидроксида натрия образуется метанол |
| Например, глицерин можно получить щелочным гидролизом 1,2,3-трихлорпропана: |
2. Взаимодействие с металлами (щелочными и щелочноземельными)
Спирты взаимодействуют с активными металлами (щелочными и щелочноземельными). При этом образуются алкоголяты. При взаимодействии с металлами спирты ведут себя, как кислоты.
| Например, этанол взаимодействует с калием с образованием этилата калия и водорода. |
Видеоопыт взаимодействия спиртов (метанола, этанола и бутанола) с натрием можно посмотретьздесь.
Алкоголяты под действием воды полностью гидролизуются с выделением спирта и гидроксида металла.
| Например, этилат калия разлагается водой: |
Гидратация алкенов
Гидратация (присоединение воды) алкенов протекает в присутствии минеральных кислот. При присоединении воды к алкенам образуются спирты.
| Например, при взаимодействии этилена с водой образуется этиловый спирт. |
Гидратация алкенов также протекает по ионному (электрофильному) механизму.
Для несимметричных алкенов реакция идёт преимущественно по правилу Марковникова.
| Например, при взаимодействии пропилена с водой образуется преимущественно пропанол-2. |
Кумольный способ
Фенол в промышленности получают из каталитическим окислением кумола.
Первый этап процесса – получение кумола алкилированием бензола пропеном в присутствии фосфорной кислоты:
Второй этап – окисление кумола кислородом. Процесс протекает через образование гидропероксида изопропилбензола:
Суммарное уравнение реакции:
Реакции фенола по бензольному кольцу
| Наличие ОН-группы в бензольном кольце (ориентант первого рода) приводит к тому, что фенол гораздо легче бензола вступает в реакции замещения в ароматическом кольце. |
1. Взаимодействие с галогеноводородами
При взаимодействии спиртов с галогеноводородами группа ОН замещается на галоген и образуется галогеналкан.
| Например, этанол реагирует с бромоводородом. |
Видеоопыт взаимодействия этилового спирта с бромоводородом можно посмотреть здесь.
| Реакционная способность одноатомных спиртов в реакциях с галогеноводородами уменьшается в ряду: третичные > вторичные > первичные > CH3OH. |
Многоатомные спирты также, как и одноатомные спирты, реагируют с галогеноводородами.
| Например, этиленгликоль реагирует с бромоводородом: |
1. Галогенирование
| Фенол легко при комнатной температуре (без всякого катализатора) взаимодействует с бромной водой с образованием белого осадка 2,4,6-трибромфенола (качественная реакция на фенол). |
Видеоопыт взаимодействия фенола с бромом можно посмотреть здесь.
2. Взаимодействие с аммиаком
Гидроксогруппу спиртов можно заместить на аминогруппу при нагревании спирта с аммиаком на катализаторе.
| Например, при взаимодействии этанола с аммиаком образуется этиламин. |
2. Нитрование
Под действием 20% азотной кислоты HNO3 фенол легко превращается в смесь орто- и пара-нитрофенолов.
| Например,при нитровании фенола избытком концентрированной HNO3 образуется 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота): |
3. Этерификация (образование сложных эфиров)
Одноатомные и многоатомные спирты вступают в реакции с карбоновыми кислотами, образуя сложные эфиры.
| Например, этанол реагирует с уксусной кислотой с образованием этилацетата (этилового эфира уксусной кислоты): |
Многоатомные спирты вступают в реакции этерификации с органическими и неорганическими кислотами.
| Например, этиленгликоль реагирует с уксусной кислотой с образованием ацетата этиленгликоля: |
4. Взаимодействие с кислотами-гидроксидами
Спирты взаимодействуют и с неорганическими кислотами, например, азотной или серной.
| Например, при взаимодействии этанола с азотной кислотой образуется сложный эфир этилнитрат: |
Гидрирование карбонильных соединений
Присоединение водорода к альдегидам и кетонам протекает при нагревании в присутствии катализатора. При гидрировании альдегидов образуются первичные спирты, при гидрировании кетонов — вторичные спирты, а из формальдегида образуется метанол.
| Например, при гидрировании этаналя образуется этанол |
Замещение сульфогруппы в бензол-сульфокислоте
Бензол-сульфокислота реагирует с гидроксидом натрия с образованием фенолята натрия:
Получается фенолят натрия, из которого затем выделяют фенол:
Кумольный способ
Наряду с фенолом образуется имеющий важное практическое значение кетон — ацетон.
Фенол и ацетон разделяют путем ректификации (фракционной перегонки).
Реакции замещения группы ОН
В присутствии концентрированной серной кислоты от спиртов отщепляется вода. Процесс дегидратации протекает по двум возможным направлениям: внутримолекулярная дегидратация и межмолекулярная дегидратация.
1. Внутримолекулярная дегидратация
При высокой температуре (больше 140оС) происходит внутримолекулярная дегидратация и образуется соответствующий алкен.
| Например, из этанола под действием концентрированной серной кислоты при температуре выше 140 градусов образуется этилен: |
2. Межмолекулярная дегидратация
При низкой температуре (меньше 140оС) происходит межмолекулярная дегидратация по механизму нуклеофильного замещения: ОН-группа в одной молекуле спирта замещается на группу OR другой молекулы. Продуктом реакции является простой эфир.
| Например, при дегидратации этанола при температуре до 140оС образуется диэтиловый эфир: |
Взаимодействие с хлоридом железа (III)
При взаимодействии фенола с хлоридом железа (III) образуются комплексные соединения железа, которые окрашивают раствор в сине-фиолетовый цвет. Это качественная реакция на фенол.
Видеоопыт взаимодействия фенола с хлоридом железа (III) можно посмотреть здесь.
Окисление алкенов холодным водным раствором перманганата калия
Алкены реагируют с водным раствором перманганата калия без нагревания. При этом образуются двухатомные спирты (гликоли).
Окисление спиртов
Реакции окисления в органической химии сопровождаются увеличением числа атомов кислорода (или числа связей с атомами кислорода) в молекуле и/или уменьшением числа атомов водорода (или числа связей с атомами водорода).
В зависимости от интенсивности и условий окисление можно условно разделить на каталитическое, мягкое и жесткое.
| При окислении первичных спиртов они последовательно превращаются сначала в альдегиды, а потом в карбоновые кислоты. Глубина окисления зависит от окислителя. Первичный спирт → альдегид → карбоновая кислота |
| Метанол окисляется сначала в формальдегид, затем в углекислый газ: Метанол → формальдегид → углекислый газ |
| Вторичные спирты окисляются в кетоны: вторичные спирты → кетоны |
Типичные окислители — оксид меди (II), перманганат калия KMnO4, K2Cr2O7, кислород в присутствии катализатора.
Легкость окисления спиртов уменьшается в ряду:
метанол < первичные спирты < вторичные спирты < третичные спирты
Продукты окисления многоатомных спиртов зависят от их строения. При окислении оксидом меди многоатомные спирты образуют карбонильные соединения.
1. Окисление оксидом меди (II)
Cпирты можно окислить оксидом меди (II) при нагревании. При этом медь восстанавливается до простого вещества. Первичные спирты окисляются до альдегидов, вторичные до кетонов, а метанол окисляется до метаналя.
| Например, этанол окисляется оксидом меди до уксусного альдегида |
Видеоопыт окисления этанола оксидом меди (II) можно посмотреть здесь.
| Например, пропанол-2 окисляется оксидом меди (II) при нагревании до ацетона |
Третичные спирты окисляются только в жестких условиях.
2. Окисление кислородом в присутствии катализатора
Cпирты можно окислить кислородом в присутствии катализатора (медь, оксид хрома (III) и др.). Первичные спирты окисляются до альдегидов, вторичные до кетонов, а метанол окисляется до метаналя.
| Например, при окислении пропанола-1 образуется пропаналь |
Видеоопыт каталитического окисления этанола кислородом можно посмотреть здесь.
| Например, пропанол-2 окисляется кислородом при нагревании в присутствии меди до ацетона |
Третичные спирты окисляются только в жестких условиях.
3. Жесткое окисление
При жестком окислении под действием перманганатов или соединений хрома (VI) первичные спирты окисляются до карбоновых кислот, вторичные спирты окисляются до кетонов, метанол окисляется до углекислого газа.
| При нагревании первичного спирта с перманганатом или дихроматом калия в кислой среде может образоваться также альдегид, если его сразу удаляют из реакционной смеси. |
Третичные спирты окисляются только в жестких условиях (в кислой среде при высокой температуре) под действием сильных окислителей: перманганатов или дихроматов. При этом происходит разрыв углеродной цепи и могут образоваться углекислый газ, карбоновая кислота или кетон, в зависимости от строения спирта.
| Спирт/ Окислитель | KMnO4, кислая среда | KMnO4, H2O, t |
| Метанол СН3-ОН | CO2 | K2CO3 |
| Первичный спирт R-СН2-ОН | R-COOH/ R-CHO | R-COOK/ R-CHO |
| Вторичный спирт R1-СНОН-R2 | R1-СО-R2 | R1-СО-R2 |
| Например, при взаимодействии метанола с перманганатом калия в серной кислоте образуется углекислый газ |
| Например, при взаимодействии этанола с перманганатом калия в серной кислоте образуется уксусная кислота |
| Например, при взаимодействии изопропанола с перманганатом калия в серной кислоте образуется ацетон |
4. Горение спиртов
Образуются углекислый газ и вода и выделяется большое количество теплоты.
CnH2n 1ОН 3n/2O2 → nCO2 (n 1)H2O Q
| Например, уравнение сгорания метанола: |
2CH3OH 3O2 = 2CO2 4H2O
Гидрирование (восстановление) фенола
Присоединение водорода к ароматическому кольцу.
Продукт реакции – циклогексанол, вторичный циклический спирт.
Дегидрирование спиртов
При нагревании спиртов в присутствии медного катализатора протекает реакция дегидрирования. При дегидрировании метанола и первичных спиртов образуются альдегиды, при дегидрировании вторичных спиртов образуются кетоны.
| Например, при дегидрировании этанола образуется этаналь |
| Например, при дегидрировании этиленгликоля образуется диальдегид (глиоксаль) |
Промышленное получение метанола из «синтез-газа»
Каталитический синтез метанола из монооксида углерода и водорода при 300-400°С и давления 500 атм в присутствии смеси оксидов цинка, хрома и др.
Сырьем для синтеза метанола служит «синтез-газ» (смесь CO и H2), обогащенный водородом:
CO 2H2 ⇄ CH3OH
Получение этанола спиртовым брожением глюкозы
Для глюкозы характерно ферментативное брожение, то есть распад молекул на части под действием ферментов. Один из вариантов — спиртовое брожение.
Гидролиз жиров – способ получения многоатомных спиртов
Под действием кислоты жиры гидролизуются до глицерина и карбоновых кислот, которых входили в молекулу жира.
| Например: при гидролизе тристеарата глицерина образуется глицерин и стеариновая кислота |
При щелочном гидролизе жиров образуется глицерин и соли карбоновых кислот, входивших в состав жира.
| Например: при щелочном гидролизе тристеарата глицерина образуется глицерин и соль стеариновой кислоты (стеарат) |
I. реакции с участием гидроксильной группы (кислотные свойства)
(реакция нейтрализации, отличие от спиртов)
Фенол — очень слабая кислота, поэтому феноляты разлагаются не только сильными кислотами, но даже такой слабой кислотой, как угольная:
V. качественная реакция с хлоридом железа (iii)
Одноатомные фенолы FeCl3 (р-р) → Сине-фиолетовая окраска, исчезающая при подкислении.
Многоатомные фенолы FeCl3 (р-р) → Окраска различных оттенков.
Vi. реакции окисления
При окислении фенола кислородом воздуха образуется гидрохинон
Атом кислорода в молекуле фенола образует
М(N₂) = 14 * 2 = 28 г/моль
М(СхНуОz) = 2,21 * 28 = 61,88 г/моль
w%(O) = 100 — 38,7 — 9,68 = 51,52 %
М(С) = 61,88 * 38,7 : 100 = 23,94 ≈ 24 г/моль
х = 24 : 12 = 2
М(Н) = 61,88 * 9,68 : 100 = 5,98 ≈ 6 г/моль
х = 6 : 1 = 6
М(О) = 61,88 * 51,62 : 100 = 31,94 ≈ 32 г/моль
у = 32 : 16 = 2
формула: С₂Н₆О₂ — НО-СН₂-СН₂-ОН — <span>этандиол-1,2, этиленгликоль
</span>2С₂Н₆О₂ <span> 5O</span>₂<span> = 4CO</span>₂ <span> 6H</span>₂<span>O </span>
Водородные связи и физические свойства спиртов
Спирты образуют межмолекулярныеводородные связи.Водородные связи вызывают притяжение и ассоциацию молекул спиртов:
Поэтому спирты – жидкости с относительно высокой температурой кипения (температура кипения метанола 64,5оС). Температуры кипения многоатомных спиртов и фенолов значительно выше.
Таблица. Температуры кипения некоторых спиртов и фенола.
| Название вещества | Температура кипения |
| Метанол | 64 |
| Этанол | 78 |
| Пропанол-1 | 92 |
| Бутанол-1 | 118 |
| Этиленгликоль | 196 |
| Фенол | 181,8 |
Водородные связи образуются не только между молекулами спиртов, но и между молекулами спиртов и воды. Поэтому спирты очень хорошо растворимы в воде. Молекулы спиртов в воде гидратируются:
| Чем больше углеводородный радикал, тем меньше растворимость спирта в воде. Чем больше ОН-групп в спирте, тем больше растворимость в воде. |
Низшие спирты (метанол, этанол, пропанол, изопропанол, этиленгликоль и глицерин) смешиваются с водой в любых соотношениях.
Е. атом кислорода в молекуле фенола образует:1) две л-связи2) одну л-связь и одну о-связь3) одну л-связь4) две о-связи — знания.org
Ответ:
1) две л связи
Объяснение:
Видно, что атом кислорода связан двумя одинарными связями с атомами водорода и углерода, таким образом он образует две л-связи
Классификация по строению углеводородного радикала
- Предельные спирты – группа ОН соединена с предельным радикалом. Например, пропанол-1: СН3–СН2–СН2–ОН.
- Непредельные спирты – группа ОН соединена с непредельным радикалом. Например, алкенолы: СН2=СН–СН2–ОН.
Непредельные спирты, в которых гидроксильная группа соединена с атомом углерода при двойной связи (алкенолы), неустойчивы и изомеризуются в соответствующие карбонильные соединения.
- Ароматические спирты – содержат в радикале ароматическое кольцо, не связанное непосредственно с группой ОН. Например, бензиловый спирт.
Классификация по числу углеводородных радикалов у атома углерода при гидроксильной группе
- Первичные спирты – группа ОН соединена с первичным атомом углерода. Например, этанол СН3–СН2–ОН.
- Вторичные спирты – группа ОН соединена с вторичным атомом углерода. Например, пропанол-2: СН3–СН(СН3)–ОН.
- Третичные спирты – группа ОН соединена с третичным атомом углерода. Например, 2-метилпропанол-2: (СН3)3С–ОН.
- Метанол не относится ни к первичным, ни к вторичным, ни к третичным спиртам.
Номенклатура спиртов
- По систематической номенклатуре к названию углеводорода добавляют суффикс «-ОЛ» и цифру, указывающую номер атома углерода, к которому присоединена гидроксильная группа.
Нумерация ведется от ближайшего к ОН-группе конца цепи.
- По радикально-функциональной номенклатуре названия спиртов составляют от названий углеводородных радикалов, соединенных с группой ОН, с добавлением слова «спирт».
Например: СН3ОН – метиловый спирт, С2Н5ОН – этиловый спирт и т.д.
- В названиях многоатомных спиртов количество групп ОН указывают суффиксами -диол в при наличии двух ОН-групп, -триол при наличии трех ОН-групп и т.д. После этого добавляют номера атомов углерода, связанных с гидроксильными группами.
Например, пропандиол-1,2 (пропиленгликоль):
По числу гидроксильных групп:
- одноатомные спирты — содержат одну группу -ОН. Общая формула CnH2n 1OH или CnH2n 2O.
- двухатомные — содержат две группы ОН. Общая формула CnH2n(OH)2 или CnH2n 2O2.
- трехатомные спирты — содержат три группы ОН. Общая формула CnH2n-1(OH)3 или CnH2n 2O3.
Двухатомные спирты с двумя и тремя гидроксогруппами у одного атома углерода R‒CH(OH)2 или R-C(OH)3 неустойчивы, от них легко отрывается вода и образуется карбонильное соединение.
Простейшие одноатомные фенолы
С6Н5ОН — фенол (гидроксибензол), тривиальное название — карболовая кислота.
Спирты. фенолы
Дидактический материал
Характерные химические свойства предельных одноатомных и многоатомных спиртов; фенола.
1. При окислении пропанола-1 образуется
1) пропилена
2) пропанон
3) пропаналь
4) пропан
2. В схеме реакции
NaOH X → C2H5OH NaCl
веществом «Х» является
1) хлорэтан
2) 1,2-дибромэтан
3) ацетилен
4) этаналь
3. В результате дегидратации пропанола-1 образуется
1) пропанол-2 2) пропан 3) пропен 4) пропин
4. В схеме превращений пропанол-1→ X → пропанол-2
веществом «X» является
1) 2-хлорпропан
2) пропановая кислота
3) пропин
4) пропен
5. Атом кислорода в молекуле фенола образует
1) одну σ-связь
2) две σ-связи
3) одну σ- и одну π-связи
4) две π-связи
6. С гидроксидом натрия реагируют оба вещества
1) уксусная кислота и фенол
2) фенол и глицерин
3) глицерин и пропанол
4) пропанол и анилин
7. С гидроксидом меди(II)реагирует
1) CH2OH — CH2OH
2) C6H5 — OH
3) CH3 — OH
4) CH3 — O — CH3
8. В порядке усиления кислотных свойств расположены вещества
1) фенол — этанол — глицерин
2) этанол — глицерин — фенол
3) глицерин — этанол — фенол
4) глицерин — фенол — этанол
9. В результате нагревания пропанола-1 с концентрированной серной кислотой при температуре свыше 140° образуется преимущественно
1) простой эфир
2) сложный эфир
3) алкен
4) альдегид
10. Бутанол-2 можно получить
1) восстановлением бутаналя
2) щёлочным гидролизом 1-хлорбутана
3) восстановлением бутановой кислоты
4) гидратацией бутена-1
11. Этанол не взаимодействует с
1) Na 2) NaOH 3) CuO 4) HCl
12. Фенол реагирует с каждым из веществ
1) бромная вода и гидроксид натрия
2) гидроксид натрия и вода
3) вода и соляная кислота
4) соляная кислота и бромная вода
13. Пропанол-2 взаимодействует с
1) Cu(OH)2 2) NaOH 3) HCl 4) H2
14. В результате нагревания бутанола-1 с концентрированной серной кислотой при температуре менее 140° образуется преимущественно
1) простой эфир
2) сложный эфир
3) алкен
4) альдегид
15. Высокий выход пропанола-1 не достигается при
1) щёлочном гидролизе 1-хлорпропана
2) восстановлении пропаналя
3) щёлочном гидролизе пропилового эфира карбоновой кислоты
4) гидратации пропена
16. Cпомощью гидроксида меди(II) можно обнаружить в растворе
1) пропилен
2) пропанол
3) фенол
4) пропандиол-1,2
17. Метанол реагирует с
1) KOH 2) Cu(OH)2 3) CH3COOH 4) Cu
18. При окислении пропанола-1 образуется
1) CH3-CHOH-CH2OH
2) CH3-CH2-CH=O
3) CH3-CH=CH2
4) CH3-CO-CH3
19. Среди утверждений:
А. Гидроксильная группа оттягивает электронную плотность с бензольного кольца фенола.
Б. Влияние бензольного кольца на гидроксильную группу в молекуле фенола приводит к усилению кислотных свойств.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны А и Б
4) неверны оба утверждения
20. Влияние бензольного кольца на гидроксильного группу в молекуле фенола доказывает реакция фенола с
1) гидроксидом натрия
2) формальдегидом
3) бромной водой
4) азотной кислотой
21. При дегидратации этилового спирта образуется
1) бутан 2) этен 3) этин 4) пропен
22. К фенолам относится вещество, формула которого
1) C6H5 — O — CH3
2) C6H13 — OH
3) C6H5 — OH
4) C6H5 — CH3
23. Фенол в водном растворе является
1) сильной кислотой
2) слабой кислотой
3) слабым основанием
4) сильным основанием
24. Наличие группы — OHв составе фенола
1) облегчает протекание реакции замещения
2) затрудняет протекание реакции замещения
3) не влияет на протекание реакции замещения
4) способствует протеканию реакции присоединения
25. Фенол реагирует с
1) Br2 2) Na2CO3 3) NaCl 4) Cu(OH)2
26. Этанол можно получить из этилена в результате реакции
1) гидратации
2) гидрирования
3) галогенирования
4) гидрогалогенирования
27. При щёлочном гидролизе 2-хлорбутана преимущественно образуется
1) бутанол-2
2) бутанол-1
3) бутаналь
4) бутен-2
28. При щёлочном гидролизе 1,2-дихлорпропана образуется
1) пропанол-1
2) пропанол-2
3) пропаналь
4) пропандиол-1,2
29. Для предельных одноатомных спиртов характерно взаимодействие с
1) NaOH (p-p) 2) Na 3) Cu(OH)2 4) Cu
30. Пропанол не взаимодействует с
1) Hg 2) O2 3) HCl 4) K
31. Фенол взаимодействует с
1) соляной кислотой
2) гидроксидом натрия
3) этиленом
4) метаном
32. Одноатомные спирты не взаимодействуют с
1) уксусной кислотой
2) металлическим натрием
3) метаном
4) кислородом
33. В схеме превращений
C2H5OH —>X —>СН3СООН веществом Хявляется
I) метаналь 2) бутаналь 3) этаналь 4) пропаналь
34. При нагревании метанола с кислородом на медном катализаторе образуется
I) формальдегид
2) ацетальдегид
3) метан
4) диметиловый эфир
35. Фенол не реагирует с
1) FcCl32) HNO3 3) NaOH 4) HCI
36. С каждым из двух веществ: Cu(OH)2и HBr будет взаимодействовать
1) этиленгликоль
2) этанол
3) диметиловый эфир
4) метанол
37. При дегидратации этилового спирта образуется
1) бутан
2) этен
3) этин
4) пропен
Ответы: 1-3, 2-1, 3-3, 4-4, 5-2, 6-1, 7-1, 8-2, 9-3, 10-4, 11-2, 12-1, 13-3, 14-1, 15-4, 16-4, 17-3, 18-2, 19-2, 20-3,
21-2, 22-3, 23-2, 24-1, 25-1, 26-1, 27-1, 28-4, 29-2, 30-1, 31-2, 32-3, 33-3, 34-1, 35-4, 36-1, 37-2.
Строение спиртов и фенолов
В молекулах спиртов, помимо связей С–С и С–Н, присутствуют ковалентные полярные химические связи О–Н и С–О.
| Электроотрицательность кислорода (ЭО = 3,5) больше электроотрицательности водорода (ЭО = 2,1) и углерода (ЭО = 2,4). |
Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:
| Атом кислорода в спиртах находится в состоянии sp3-гибридизации. |
В образовании химических связей с атомами C и H участвуют две 2sp3-гибридные орбитали, а еще две 2sp3-гибридные орбитали заняты неподеленными электронными парами атома кислорода.
Поэтому валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому и составляет почти 108о.
Строение фенолов
Гидроксильная группа в молекулах органических соединений может быть связана с ароматическим ядром непосредственно, а может быть отделена от него одним или несколькими атомами углерода. В зависимости от этого свойства вещества, вероятно, будут существенно отличаться друг от друга из-за взаимного влияния групп атомов (вспомните одно из положений теории А. М. Бутлерова).
И действительно, органические соединения, содержащие ароматический радикал фенил С6Н5—, непосредственно связанный с гидроксильной группой, проявляют особые свойства, отличные от свойств спиртов. Такие соединения называют фенолами.
Так же как и спирты, фенолы классифицируют по атомности, т. е. по количеству гидроксильных групп.
Одноатомные фенолы содержат в молекуле одну гидроксильную группу.
Многоатомные фенолы содержат в молекулах более одной гидроксильной группы.
Существуют и другие многоатомные фенолы, содержащие три и более гидроксильные группы в бензольном кольце.
Познакомимся подробнее со строением и свойствами простейшего представителя этого класса — фенолом С6Н5ОН (рис. 42). Название этого вещества и легло в основу названия всего класса — фенолы.
Структурная изомерия
Для спиртов характерна структурная изомерия – изомерия углеродного скелета, изомерия положения гидроксильной группы и межклассовая изомерия.
Структурные изомеры — это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.
Изомеры углеродного скелета характерна для спиртов, которые содержат не менее четырех атомов углерода.
| Например. Формуле С4Н9ОН соответствуют четыре структурных изомера, из них два различаются строением углеродного скелета |
Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Спирты являются межклассовыми изомерами с простыми эфирами. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — CnH2n 2О.
| Например. Межклассовые изомеры с общей формулой С2Н6О этиловый спирт СН3–CH2–OH и диметиловый эфир CH3–O–CH3 |
| Этиловый спирт | Диметиловый эфир |
| СН3–CH2–OH | CH3–O–CH3 |
Изомеры с различным положением группы ОН отличаются положением гидроксильной группы в молекуле. Такая изомерия характерна для спиртов, которые содержат три или больше атомов углерода.
| Например. Пропанол-1 и пропанол-2 |
Тем, кто хочет научиться
Не стесняйтесь! Публикуйте объявления, ищите наставника в каталоге.
Физические свойства фенолов
Твёрдое бесцветное кристаллическое вещество с резким характерным запахом, tпл = 43 °С, tкип = 181 °С. Ядовит. Фенол при комнатной температуре незначительно растворяется в воде. Тривиальное название фенола — карболовая кислота. При попадании на кожу он вызывает ожоги, поэтому с фенолом необходимо обращаться осторожно.
Электронное строение молекулы фенола | химия онлайн
Фенолы представляют собой полярные соединения.
Бензольное ядро и ОН-группа, объединенные в молекуле фенола, влияют друг на друга, существенно повышая реакционную способность друг друга.
Гидроксильная группа –ОН является заместителем I рода (электродонором), т.е. она способствует повышению электронной плотности в бензольном кольце в орто- и пара-положениях.
Фенильная группа C6H5 – и гидроксил –ОН взаимно влияют друг на друга
Все атомы углерода в бензольном кольце находятся в sp2-гибридизации. В молекуле фенола атом кислорода также находится в состоянии sp2-гибридизации. Он образует σ-связь с атомом углерода бензольного кольца.
А его неподеленная электронная пара находится на негибридизированной р-орбитали, расположенной перпендикулярно циклу.
Электроны неподеленной пары атома кислорода вступают в сопряжение с π-системой бензольного кольца и образуют прочную связь С-О, которая не склонна к разрыву в химических реакциях. Неподеленная электронная пара кислорода перемещается частично на связь С-О
и подает электронную плотность на бензольное кольцо в орто— и пара-положения.
В бензольном кольце нарушается симметричность электронного облака. В орто- и пара-положениях появляется частичный отрицательный заряд.
Смещение электронной плотности по цепи π-связей называется мезомерным эффектом. В структурной формуле его обозначают изогнутой стрелкой.
Смещение неподеленной пары электронов атома кислорода в сторону бензольного кольца приводит к увеличению полярности связи О-Н. На атоме водорода появляется частичный положительный заряд, что делает его более подвижным по сравнению с атомом водорода в группе –ОН спиртов, а само вещество фенол приобретает кислотные свойства. 
Фенол — более сильная кислота, чем вода и спирты.
Фенолы