Właściwości fizyczne aldehydów

Aldehydy obejmują związki organiczne,które charakteryzują się podwójnym wiązaniem między atomami węgla i tlenu i dwoma pojedynczymi wiązaniami tego samego atomu węgla z rodnikiem węglowodorowym oznaczonym przez literę R i atomem wodoru. Grupa atomów> C = O nazywana jest grupą karbonylową, jest charakterystyczna dla wszystkich aldehydów. Wiele aldehydów ma przyjemny zapach. Można je otrzymać z alkoholi przez odwodornienie (usuwanie wodoru), dzięki czemu otrzymały one wspólną nazwę - aldehydy. Właściwości aldehydów określa się na podstawie obecności grupy karbonylowej, jej umiejscowienia w cząsteczce oraz długości i przestrzennego rozgałęzienia rodnika węglowodorowego. Znaczy to, że znając nazwę substancji odzwierciedlającą jej wzór strukturalny, można oczekiwać pewnych chemicznych, a także fizycznych właściwości aldehydów.

Istnieją dwa główne sposoby nazywania aldehydów. Pierwsza metoda opiera się na systemie używanym przez Międzynarodowy Związek Telekomunikacyjny (IUPAC), to jest często nazywany systematyczna nomenklatura. Jest to oparte na fakcie, że najdłuższy łańcuch w których atom węgla połączony z grupą karbonylową tworzy podstawę tytułowy aldehyd, to jego nazwa pochodzi nazwa powiązanego alkanu zastępując przyrostek -an sufiks -Al (metan - matanal etan - etanalu , propan - propanal, butan - butanal i tak dalej). Inna metoda wykorzystuje do tworzenia aldehydów nazwą tytułowego odpowiedniego kwasu karboksylowego, który z kolei w wyniku utleniania (metanal - aldehyd mrówkowy, etanalu - aldehyd octowy, propanal - aldehyd propionowy, aldehyd butanolu - olej i tak dalej).

Główne różnice strukturalne między alkanamialdehydy i oznaczania właściwości fizycznych aldehydu, jest obecność w tej ostatniej grupy karbonylowe (> C = O). To ta grupa jest odpowiedzialna za różnice w fizycznych i chemicznych właściwościach substancji o tej samej liczbie atomów węgla lub o tej samej masie cząsteczkowej. Różnice te tłumaczy się polaryzacją grupy karbonylowej> Cδ + = Oδ-. Oznacza to, że gęstość elektronów na atomie węgla przesunięta atom tlenu, co cząstkowego tlenu elektroujemny i elektrododatni część węgla. Aby wskazać polaryzację grupy karbonylowej, często używana jest grecka delta (δ), co wskazuje na częściowe ładowanie. Koniec ujemny jednej cząsteczki polarnej jest przyciągany do dodatniego końca innej cząsteczki polarnej. Mogą to być cząsteczki tej samej lub innej substancji. Aldehydy, ketony różne od tych w poprzednim atomem węgla grupy karbonylowej jest połączony z dwoma pojedynczymi wiązaniami rodników węglowodorowych. W związku z tym interesujące jest również porównanie fizycznych właściwości aldehydów i ketonów.

Jest to polaryzacja grupy> C = 0, która wpływaaldehydy Właściwości fizyczne: temperatura topnienia, temperatura wrzenia, rozpuszczalność, moment dipolowy. związków węglowodorowych, które zawierają jedynie atomy wodoru i węgla w stanie stopionym i niskiej temperaturze wrzenia. W materiałach z grupą karbonylową jest znacznie wyższa. Na przykład, butan (CH3CH2CH2CH3) propanal (CH3CH2CHO) i acetonu (CH3SOSN3) mają taką samą masę cząsteczkową 58 i punkt wrzenia w butan 0 ° C, podczas gdy w przypadku propanalu to 49 ° C, podczas gdy jest aceton 56 ° C Powodem dużej różnicy polega na tym, że cząsteczki polarne mają większą szansę być przyciągane do siebie niż cząsteczkach niespolaryzowanych, a zatem ich złamania wymagają więcej energii, a tym samym wymaga więcej ciepła, aby stopić związek lub gotowany.

W miarę wzrostu masy cząsteczkowej, fizycznewłaściwości aldehydów. Formaldehyd (HCHO) to substancja gazowa w normalnych warunkach, acetaldehyd (CH3CHO) wrze w temperaturze pokojowej. Inne aldehydy (z wyjątkiem przedstawicieli o wysokiej masie cząsteczkowej) są cieczami w normalnych warunkach. Cząsteczki polarne nie mieszają się łatwo z niepolarnymi cząsteczkami, ponieważ polarne cząsteczki są przyciągane do siebie, a niepolarne molekuły nie są w stanie przecisnąć się między nimi. Dlatego węglowodory nie rozpuszczają się w wodzie, ponieważ cząsteczki wody są polarne. Aldehydy, w których cząsteczkach liczba atomów węgla jest mniejsza niż 5, rozpuszczają się w wodzie, ale jeśli liczba atomów węgla jest większa niż 5, rozpuszczanie nie występuje. Dobra rozpuszczalność aldehydów o niskiej masie cząsteczkowej wynika z tworzenia wiązań wodorowych pomiędzy atomem wodoru cząsteczki wody a atomem tlenu grupy karbonylowej.

Polarność cząsteczek tworzonych przez różneAtomy mogą być ilościowo wyrażane przez liczbę zwaną momentem dipolowym. Cząsteczki utworzone przez identyczne atomy nie są polarne i nie mają momentu dipolowego. Wektor momentu dipolowego jest skierowany w stronę elementu w układzie okresowym Mendelejewa (przez jeden okres) po prawej stronie. Jeśli cząsteczka składa się z atomów jednej podgrupy, gęstość elektronów przesunie się w kierunku elementu o mniejszej liczbie porządkowej. Większość węglowodorów nie ma momentu dipolowego lub jego wielkość jest bardzo mała, ale dla aldehydów jest znacznie wyższa, co wyjaśnia również właściwości fizyczne aldehydów.