44. Ізомерія органічних сполук.

Ізомерія – явище, при якому різні сполуки, що мають однаковий якісний і кількісний склад, відрізняються своїми властивостями. Ізомерія пояснюється різною будовою молекул таких сполук (ізомерів). Відомо два основні типи ізомерії: структурна і просторова (стереоізомерія). 

Структурна ізомерія– це перебування органічних сполук, що мають однаковий якісний і кількісний склад, в різних молекулярних формах, які відрізняються між собою порядком сполучення атомів в молекулі і, як наслідок цього, різними фізичними та хімічними властивостями.

Такі сполуки називаються ізомерами, для яких існує два основних види ізомерії – структурна та просторова ізомерія.

Структурна ізомерія підрозділяється на:

- ізомерію карбоноаого скелету, положення функціональних груп;

- Просторова ізомерія поділяється на:конформаційну ізомерію;конфігураційну.

Конформаційна (поворотна) ізомерія обумовлена можливістю відносно вільного обертання атомів або груп атомів навколо простого  - зв’язку – атоми С–С-зв’язку знаходяться в sp3-гібридному стані, що характерно, наприклад, для алканів

Конфігураційна ізомерія поділяється на:- геометричну ізомерію, - оптичну ізомерію.

Геометрична ізомерія пов’язана із неможливістю вільного обертання атомів або груп атомів навколо кратного зв’язку. Це обумовлено наявністю подвійного ( +  -зв’язку) > C = C < для атомів Карбону в sp2-гібридному стані.(цис-ізомерія (однакові замісники), транс-ізомерія(різні замісники у сполуці))

Оптична ізомерія пов’язана із наявністю в молекулі атома Карбону (sp3-гібридний стан), що має чотири різних замісники. Такий атом називається хіральним або асиметричним.

енантіомери

Важливою властивістю енантіомерів є їх здатність до правостороннього або лівостороннього обертання площини поляризації плоскополяризованого променя. Конформери правостороннього обертання– D, а лівостороннього – L:

Таутомерія — особлива форма ізомерії, за якої два або більше ізомери легко переходять один в одного.

Етаналь–Етанол

45. Кислотно-основні властивості органічних сполук

Важливими аспектами реакційної здатності органічних сполук є їх кислотні та основні властивості. Для опису кислотних і основних властивостей хімічних сполук існує кілька теорій.

Сучасна теорія кислот-основ починається з 1887 р., з робіт Сванте Арреніуса, присвячених дисоціації сполук у водних розчинах. За Арреніусом сполука, що при дисоціації утворює йон H+, є кислотою, а йон OH– — основою. Звідси випливає поняття про реакцію нейтралізації як сполучення йонів H+ і OH– з утворенням води:

H+(aq) + OH–(aq) = H₂O,

внаслідок якої також утворюється сіль. Пізніше цю теорію було узагальнено на неводні розчинники.

За теорією Бренстеда - Лоурі кислоти - це нейтральні молекули або іони, здатні віддавати протон (донори протона).

За теорією Льюїса кислоти - це нейтральні молекули або іони, здатні приєднувати електронну пару (акцептори електронної пари).

З цього випливає, що теоретично будь-яке з'єднання, до складу якого входить атом водню може його віддавати у вигляді протона і, проявляти властивості кислоти. Здатність віддавати протон можуть проявляти не тільки нейтральні молекули (HCl, ROH), але і заряджені частинки - катіони (NH₄⁺) І аніони кислот (HSO₄- та ін.).

Кислоти і основи проявляють свої властивості тільки в присутність один одного. Жодна речовина не віддаватиме протон, якщо в системі немає акцептора протона - сполуки, і навпаки. Таким чином, вони утворюють пов'язану кислотно - основну пару.

Речовина, що виступає у ролі кислоти, віддаючи протон перетворюється у сполучену основу. При цьому основа не обов'язково повинна містити гідроксильну групу, а представниками кислот й основ можуть бути не тільки нейтральні молекули, але й іони.Основа, приєднавши протон, перетворюється у сполучену кислоту

Чим більша електронегативність тим легше здійснюється гетеролітичний розрив в молекулі. У періодах зліва направо з ростом заряду ядра зростає електронегативність– здатність елементів утримувати негативний заряд. В результаті переміщення електронної густини – зв'язок між атомами поляризується. Чим більше електронів і чим більше радіус атома, тим далі електрони зовнішнього енергетичного рівня розташовані від ядра, тим вище здатність до поляризації і вище кислотність.

Органічні сполуки, до складу молекули яких входять атоми азоту, кисню, сірки, можуть виступати в ролі основаній, приєднуючи протон водню за рахунок неподіленої пари електронів на зовнішньому енергетичному рівні. Гетероатомом в молекулі органічної речовини, що приєднує протон, називається центром основності.

Сила основвизначається стабільністю утворюється катіона (сполученої кислоти). Чим стабільніший катіон, тим сильніша основа.

Для кількісної характеристики основності зазвичай використовують величину pK _BH+ - Показник константи основності сполученої кислоти. Чим більше pK _BH+, Тим сильніше основа.

Для слабких електролітів сила кислот і основ визначається величинами констант кислотності рК_ай основності рК_b. Якщо ці константи характеризують протолітичну взаємодію води з кислотою або основою, то добуток цих констант для сполученої кислотно – основної пари завжди дорівнює іонному добутку води рК_w.

Амбідентний аніон – аніон, що здатний реагувати двома різними центрами. Напр., NO₂⁻ (з AgNO₂) при реакції з RX може давати нітрити RONO або нітроалкани RNO₂.