-->
|
|
|
Ãëàâà 4. Òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû, ìåõàíèçìû è çàêîíîìåðíîñòè ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèé îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé § 9. Êëàññèôèêàöèÿ îðãàíè÷åñêèõ ðåàêöèé×òîáû îðèåíòèðîâàòüñÿ â ìíîãîîáðàçèè îðãàíè÷åñêèõ ðåàêöèé è îáëåã÷èòü ïðîöåññ èõ óñâîåíèÿ, íåîáõîäèìà èõ êëàññèôèêàöèÿ. Äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ ýòîé ëîãè÷åñêîé îïåðàöèè íàäî âûáðàòü íàèáîëåå îáùèå êëàññèôèêàöèîííûå ïðèçíàêè. Çàäàíèå. Ïåðå÷èñëèòå êëàññèôèêàöèè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, èçâåñòè íûå âàì èç êóðñîâ õèìèè 8-9 êëàññîâ. Êàêèå èç íèõ ïðèåìëåìû äëÿ îðãàíè÷åñêèõ ðåàêöèé? Ïðèâåäèòå âàøè àðãóìåíòû. Áåçóñëîâíî, îðãàíè÷åñêèå ðåàêöèè, êàê è íåîðãàíè÷åñêèå, ìîãóò áûòü: ýêçîòåðìè÷åñêèìè è ýíäîòåðìè÷åñêèìè; ãîìîãåííûìè è ãåòåðîãåííûìè, êàòàëèòè÷åñêèìè è íåêàòàëèòè÷åñêèìè, îáðàòèìûìè è íåîáðàòèìûìè è ò. ä. Èõ òàêæå ìîæíî êëàññèôèöèðîâàòü ïî ñîñòàâó èñõîäíûõ âåùåñòâ è ïðîäóêòîâ ðåàêöèè. Âñå îíè èìåþò îäèíàêîâûå îáùèå ïðèçíàêè: îáðàçîâàíèå íîâûõ âåùåñòâ èç èñõîäíûõ ðåàãåíòîâ; îáùóþ ñóùíîñòü, ðàñêðûâàåìóþ ñ ïîçèöèé ýëåêòðîííîé òåîðèè êàê ðàçðûâ õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé â èñõîäíûõ âåùåñòâàõ è îáðàçîâàíèå íîâûõ â ïðîäóêòàõ ðåàêöèè, êàê ïðàâèëî, áîëåå ñòàáèëüíûõ è ýíåðãåòè÷åñêè áîëåå âûãîäíûõ; ïîä÷èíåíèå îáùèì çàêîíàì ïðîòåêàíèÿ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé è çàêîíó ñîõðàíåíèÿ ìàññû è ýíåðãèè. Âìåñòå ñ òåì îðãàíè÷åñêèå ðåàêöèè èìåþò ñâîè îñîáåííîñòè, êîòîðûå îáóñëîâëåíû îñîáåííîñòÿìè ñòðîåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé (ñì. § 8). Áîëüøèíñòâî îðãàíè÷åñêèõ ðåàêöèé âêëþ÷àåò íåñêîëüêî ïîñëåäîâàòåëüíûõ (ýëåìåíòàðíûõ) àêòîâ. Îíè õàðàêòåðèçóþòñÿ îïðåäåëåííûì íàïðàâëåíèåì, à îáðàçîâàíèå ïðîäóêòîâ ðåàêöèè ïðîòåêàåò ÷åðåç îïðåäåëåííûå ñòàäèè.  ñâÿçè ñ ýòèì îðãàíè÷åñêèå ðåàêöèè ïðèíÿòî êëàññèôèöèðîâàòü ïî ìåõàíèçìàì èõ ïðîòåêàíèÿ, ïî íàïðàâëåíèþ è êîíå÷íûì ïðîäóêòàì ðåàêöèè. Êëàññèôèêàöèÿ ïî ìåõàíèçìó ðåàêöèè1. Ãîìîëèòè÷åñêèå (ðàäèêàëüíûå) ðåàêöèè èäóò ñ îáðàçîâàíèåì ðàäèêàëîâ — ÷àñòèö ñ íåñïàðåííûì ýëåêòðîíîì. Èõ òå÷åíèå ñîïðîâîæäàåòñÿ ãåìîëèòè÷åñêèì ðàçðûâîì êîâàëåíòíîé ñâÿçè, ò. å. ðàçðûâîì ýëåêòðîííûõ ïàð, îáðàçóþùèõ õèìè÷åñêóþ ñâÿçü. Ýòè ðåàêöèè ïðîòåêàþò â ãàçîîáðàçíîé ôàçå èëè â íåïîëÿðíûõ ðàñòâîðèòåëÿõ, òðåáóþò âûñîêîé òåìïåðàòóðû èëè âîçäåéñòâèÿ ñâåòîì. Îáðàçîâàâøèåñÿ ðàäèêàëû â òàêèõ ðåàêöèÿõ âûñòóïàþò è êàê ðåàãåíòû, è êàê ïðîìåæóòî÷íûå ïðîäóêòû ðåàêöèè. Íîâûå õèìè÷åñêèå ñâÿçè â ïðîäóêòàõ ðåàêöèè îáðàçóþòñÿ çà ñ÷åò ýëåêòðîíîâ êàê ðåàãåíòà, òàê è ñóáñòðàòà. Çàïèøåì ñõåìó ïðîöåññà:
Ïðèìåðîì ãåìîëèòè÷åñêîé ðåàêöèè ÿâëÿåòñÿ õëîðèðîâàíèå àëêàíîâ. Ýòà ðåàêöèÿ èäåò ÷åðåç îïðåäåëåííóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ýëåìåíòàðíûõ àêòîâ èëè ñòàäèé, îíà ÿâëÿåòñÿ öåïíîé, òàê êàê ïåðâàÿ ñòàäèÿ èíèöèèðóåò ðàçâèòèå ïîñëåäóþùèõ ñòàäèé,
Òàêèì îáðàçîì, ìåõàíèçì öåïíîé ðåàêöèè, ðàññìîòðåííûé âûøå, íàïðèìåð õëîðèðîâàíèÿ ìåòàíà, ïðèíèìàåò ñëåäóþùèé âèä:
2. Ãåòåðîëèòè÷åñêèå (ýëåêòðîôèëüíûå-íóêëåîôèëüíûå, èëè èîííûå) ðåàêöèè ïðîèñõîäÿò áåç ðàçðûâà ýëåêòðîííûõ ïàð, îáðàçóþùèõ õèìè÷åñêèå ñâÿçè: îáà ýëåêòðîíà ïåðåõîäÿò íà îðáèòàëü îäíîãî èç àòîìîâ ïðîäóêòà ðåàêöèè ñ îáðàçîâàíèåì àíèîíà. Òàêèå ðåàêöèè ñîïðîâîæäàþòñÿ ãåòåðîëèòè÷åñêèì ðàñùåïëåíèåì êîâàëåíòíîé ïîëÿðíîé ñâÿçè è îáðàçîâàíèåì èîíîâ. Ê ãåòåðîëèòè÷åñêîìó ðàçðûâó ñêëîííû ñèëüíî ïîëÿðíûå è ëåãêî ïîëÿðèçóåìûå ñâÿçè.  îòëè÷èå îò ãîìîëèòè÷åñêèõ ðåàêöèé îíè ïðîòåêàþò â ïîëÿðíûõ ðàñòâîðèòåëÿõ, òðåáóþò óìåðåííîé òåìïåðàòóðû è èíîãäà êàòàëèçàòîðà. Ãåòåðîëèòè÷åñêèé ðàñïàä êîâàëåíòíîé ïîëÿðíîé ñâÿçè ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ íóêëåîôèëîâ (àíèîíîâ) è ýëåêòðîôèëîâ (êàòèîíîâ):
Îáðàçîâàâøèåñÿ îðãàíè÷åñêèå èîíû âñòóïàþò â äàëüíåéøèå ïðåâðàùåíèÿ, íàïðèìåð:
 çàâèñèìîñòè îò ïðèðîäû àòàêóþùåãî ðåàãåíòà ðåàêöèè ìîãóò áûòü íóêëåîôèëüíûìè èëè ýëåêòðîôèëüíûìè. Íóêëåîôèëüíûìè íàçûâàþòñÿ ðåàêöèè îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ñ íóêëåîôèëüíûìè ðåàãåíòàìè (íóêëåîôèëàìè), ò. å. àíèîíàìè èëè ìîëåêóëàìè, êîòîðûå ïðåäîñòàâëÿþò ñâîþ ïàðó ýëåêòðîíîâ íà îáðàçîâàíèå íîâîé ñâÿçè. Ïðèìåðîì òàêîé ðåàêöèè ìîæåò ñëóæèòü âçàèìîäåéñòâèå áðîììåòàíà ñ ãèäðîêñèäîì íàòðèÿ:
|
|
|