Aldehidi: kemijska svojstva, priprema, struktura

Gotovo sve kemikalije oko nas testiraju ljudi na temelju njihovih potreba i zahtjeva. Svaki spoj ima jedinstven, svojstven skup značajki i svojstava, od kojih se biraju korisni i potrebni za nas u svakodnevnom životu. Spomenuti aldehidi također nisu iznimka.

Skromno dijete organske kemije

Među ugljikovim spojevima koji se nazivaju organskim, postoje dobro poznati, koji, kako kažu, su "nadaleko poznati". Na primjer, glukoza, etil alkohol ili plastike. Aldehidi u tom smislu nemaju sreće. O njima je poznato samo uskim stručnjacima, pa čak i srednjoškolcima, koji su teško radili studirajući kemiju za ulazak na sveučilište. U stvari, takvi spojevi (kao što su acetaldehid) čija kemijska svojstva smatramo, naširoko se koristi iu industrijskoj proizvodnji iu svakodnevnom životu.

Jabuka sukoba

Jao, ali otkrića u znanosti često se ne pojavljuju ružičasta. Aldehidi, njihova kemijska struktura i svojstva otkriveni su kao rezultat dugih sporova i rasprava među znanstvenicima iz devetnaestog stoljeća. I takvi poznati kemičari poput Liebiga i Döbereinera čak su se i malo borili u šali, otkrivajući tko zapravo posjeduje dlan u dobivanju i izoliranju octenog aldehida u svom čistom obliku. Ekstrahirana je iz pare etanola propuštene preko platinske mreže, koja služi kao katalizator reakcije. Jedino što je moglo pomiriti protivnike bilo je bezuvjetno prihvaćanje od strane svih kemičara imena nove klase tvari - aldehida, što doslovno znači "alkoholi bez vodika". To ukazuje na način njihovog dobivanja iz alkohola eliminacijom dva atoma vodika.

Nećete biti zbunjeni ni s čim

S obzirom na fizikalna i kemijska svojstva aldehida, lako je osigurati da su oni dovoljno specifični. Dakle, formaldehid, koji je otrovni plin, ima oštar, zagušljiv miris. Njegova 40% -tna vodena otopina, zvan formalin, uzrokuje poseban miris u anatomskim laboratorijima i mrtvačnicama, gdje se koristi kao sredstvo protiv truljenja, čuvajući proteine ​​organa i tkiva.

Octeni aldehid, koji je sljedeći u homolognoj seriji, je bezbojna tekućina lako topiva u vodi s neugodnim mirisom trulih jabuka. Aldehidi, kemijska svojstva karakterizirana oksidacijskim i adicijskim reakcijama, mogu se pretvoriti u tvari genetski povezanih klasa: karboksilne kiseline ili alkohole. Razmotrite ih s konkretnim primjerima.

Aldehid Business Card

U organskoj kemiji, kao uistinu, u neorganskom, postoji nešto kao "kvalitativna reakcija". Može se usporediti s svjetionikom, signalizirajući da se upravo radi s tvarima određene klase, na primjer, s aldehidima. Oni potvrđuju kemijska svojstva aldehida reagirajući s otopinom amonijaka srebrovog oksida i s bakrenim hidroksidom kada se zagrijavaju (reakcija srebrnog ogledala)

Produkt reakcije bit će čisto srebro oslobođeno u obliku zrcala na stijenkama cijevi.

Kao rezultat, reakcija taloži oksid bakra obojene opekom.

Dvostruke tvari

Sada je vrijeme da se bavimo takvom pojavom svojstvenom svima. organska tvar uključujući aldehide, kao izomeriju. Ona je potpuno odsutna u svijetu anorganske kemije. Sve je jednostavno tamo: samo jedan specifičan spoj s inherentnim fizičkim i kemijskim svojstvima odgovara jednoj kemijskoj formuli. Na primjer, formula HNO3 odgovara jednoj tvari, koja se naziva dušična kiselina, s vrelištem od 86 ° C, s oštrim mirisom, vrlo higroskopnim.

U području organske kemije, izomeri su živi životi, u kojima su formule iste i svojstva su različita. Na primjer, formula C4H8O ima dva potpuno različita aldehida: butanal i 2-metil propanal.

Njihove formule:

Izomerni aldehidi, čija kemijska svojstva ovise o njihovom sastavu i strukturi, odličan su dokaz genijalne teorije o strukturi organskih spojeva koju je stvorio ruski znanstvenik M. Butlerov. Njegovo otkriće ima isto temeljno značenje za kemiju kao i periodični zakon D Mendelejeva.

Jedinstveni ugljik

Izvrsni dokaz teorije M. Butlerov služi kemijska svojstva aldehida. Organska kemija, zahvaljujući istraživanju ruskog znanstvenika, konačno je uspjela odgovoriti na pitanje koje je izazvalo više od jedne generacije znanstvenika svojom složenošću: kako objasniti raznolikost organskih spojeva koji zadivljuju neku maštu, koja se temelji na fenomenu izomerije. Razmotrite strukturu molekula dvaju aldehidnih izomera: butanala i 2-metilpropanala, koji imaju istu molekulsku formulu - C4H8O, ali različitu strukturnu, te se stoga međusobno razlikuju po fizičkim i kemijskim svojstvima.

Skrećemo pozornost na dvije najvažnije značajke atoma ugljika, koje se uvode kao postulati u teoriju M. Butlerova:

1. Ugljik u organski spojevi uvijek tetravalentan.

2. Ugljikovi atomi mogu se međusobno kombinirati i oblikovati različite prostorne konfiguracije: nerazgranati i razgranati lanci ili ciklusi.

Prema valenciji na njih su nanizani atomi drugih kemijskih elemenata: vodik, kisik, dušik, tvoreći čitav gigantski arsenal postojećih organskih spojeva (a ima ih više od 10 milijuna), a količina se stalno povećava zbog novih tvari dobivenih u kemija organske sinteze.

Što je polarniji to bolje

Nastavljajući proučavati aldehide, njihovu kemijsku strukturu i svojstva, zadržat ćemo se na fenomenu polarnosti atoma koji čine molekule aldehida. Dakle, atom ugljika aldehidne skupine u molekuli acetaldehida dobiva djelomično pozitivan naboj, a atom kisika - djelomični negativni. Razlog njihovog pojavljivanja je sljedeći: elektronska gustoća π-veze je pokretljivija od σ-veze.

U općoj formuli aldehida, gdje je R ugljikovodični radikal povezan s aldehidnom skupinom, na atomu kisika i djelomičnog pozitivnog naboja na ugljikovom atomu nastaje parcijalni negativni naboj. Dakle, funkcionalna skupina aldehida postaje jako polarizirana, što uzrokuje visoku reaktivnost tih tvari. Jednostavno rečeno, što su atomi u molekuli tvari polarizirani, to bolje i brže ulazi kemijske reakcije. Brza oksidacijska sposobnost vodikovog atoma u aldehidnoj skupini i reaktivnost karbonilne skupine daju aldehide s karakterističnim reakcijama adicije i polimerizacije.

Život u plastičnom svijetu

Upravo su aldehidi, čija su kemijska svojstva zbog sposobnosti polikondenzacije i reakcije polimerizacije, postali preci fenoplasta i aminoplasta - osnovnih materijala moderne polimerne industrije. Formaldehid i acetaldehid služe kao sirovina za njegova poduzeća. Tako su fenolformaldehidne smole fenoplasti - najvažniji supstituti za željezne i obojene metale. Formaldehid se dobiva oksidacijom metana zagrijavanjem na 600 ° C u smjesi s zrakom, kao i oksidacijom metanola zagrijanog na 300 ° C preko bakrenog katalizatora. Dakle, aldehidi, priprema i kemijska svojstva, koja smatramo, važna su sirovina u reakcijama organske sinteze.

Izvedite zaključke

Kao što vidimo, u evidenciji aldehida ima dovoljno neophodnih i važnih tvari, kao što su, na primjer, formaldehid i octeni aldehidi, čije kemijske osobine osoba uspješno koristi u različitim sferama svoje životne aktivnosti.