Izomerizmi i teorisë së strukturës së përbërjeve organike. Teoria e strukturës së përbërjeve organike

Ashtu si në kiminë inorganike baza themelore teorike është Ligji Periodik dhe Tabela Periodike e Elementeve Kimike nga D.I Mendeleev, ashtu edhe në kiminë organike baza kryesore shkencore është teoria Butlerov-Kekule-Cooper e strukturës së përbërjeve organike.

Si çdo teori tjetër shkencore, teoria e strukturës së përbërjeve organike ishte rezultat i një përgjithësimi të materialit më të pasur faktik që kishte grumbulluar kimia organike, e cila mori formë si shkencë në fillim të shekullit të 19-të. U zbuluan gjithnjë e më shumë komponime të reja të karbonit, numri i të cilave u rrit si një ortek (Tabela 1).

Tabela 1
Numri i përbërjeve organike të njohura në vite të ndryshme

Shkencëtarët e fillimit të shekullit të 19-të shpjeguan këtë shumëllojshmëri të përbërjeve organike. Nuk munda. Fenomeni i izomerizmit ngriti edhe më shumë pyetje.

Për shembull, alkooli etilik dhe eteri dimetil janë izomerë: këto substanca kanë të njëjtën përbërje C 2 H 6 O, por një strukturë të ndryshme, domethënë një renditje të ndryshme të lidhjes së atomeve në molekula, dhe për këtë arsye veti të ndryshme.

F. Wöhler, tashmë i njohur për ju, përshkroi kiminë organike në një nga letrat e tij drejtuar J. J. Berzelius: “Kimia organike tani mund të çmendë këdo. Më duket si një pyll i dendur, plot gjëra të mahnitshme, një gëmusha e pakufishme nga e cila nuk mund të dalësh, në të cilën nuk guxon të depërtosh...”

Zhvillimi i kimisë u ndikua shumë nga puna e shkencëtarit anglez E. Frankland, i cili, bazuar në idetë e atomizmit, prezantoi konceptin e valencës (1853).

Në molekulën e hidrogjenit H2, formohet një lidhje kimike kovalente H-H, d.m.th., hidrogjeni është njëvalent. Valenca e një elementi kimik mund të shprehet me numrin e atomeve të hidrogjenit që një atom i elementit kimik shton në vetvete ose zëvendëson. Për shembull, squfuri në sulfid hidrogjeni dhe oksigjeni në ujë janë dyvalent: H 2 S, ose H-S-H, H 2 O ose H-O-H, dhe azoti në amoniak është trevalent:

Në kiminë organike, koncepti i "valencës" është një analog i konceptit të "gjendjes së oksidimit", me të cilin jeni mësuar të punoni në kursin e kimisë inorganike në shkollën fillore. Megjithatë, kjo nuk është e njëjta gjë. Për shembull, në molekulën e azotit N2, gjendja e oksidimit të azotit është zero, dhe valenca është tre:

Në peroksidin e hidrogjenit H2O2, gjendja e oksidimit të oksigjenit është -1, dhe valenca është dy:

Në jonin e amonit NH + 4, gjendja e oksidimit të azotit është -3, dhe valenca është katër:

Zakonisht, në lidhje me përbërjet jonike (klorur natriumi NaCl dhe shumë substanca të tjera inorganike me lidhje jonike), termi "valencë" e atomeve nuk përdoret, por merret parasysh gjendja e tyre e oksidimit. Prandaj, në kiminë inorganike, ku shumica e substancave kanë një strukturë jo molekulare, preferohet të përdoret koncepti i "gjendjes së oksidimit", dhe në kiminë organike, ku shumica e komponimeve kanë një strukturë molekulare, si rregull, koncepti " valencë” përdoret.

Teoria e strukturës kimike është rezultat i një përgjithësimi të ideve të shkencëtarëve të shquar organikë nga tre vende evropiane: gjermani F. Kekule, anglezi A. Cooper dhe rus A. Butlerov.

Në 1857, F. Kekule e klasifikoi karbonin si një element katërvalent dhe në 1858, së bashku me A. Cooper, ai vuri në dukje se atomet e karbonit janë në gjendje të lidhen me njëri-tjetrin në zinxhirë të ndryshëm: linear, të degëzuar dhe të mbyllur (ciklik).

Punimet e F. Kekule dhe A. Cooper shërbyen si bazë për zhvillimin e një teorie shkencore që shpjegon fenomenin e izomerizmit, marrëdhëniet midis përbërjes, strukturës dhe vetive të molekulave të përbërjeve organike. Kjo teori u krijua nga shkencëtari rus A.M Butlerov. Ishte mendja e tij kërkuese që "guxoi të depërtonte" në "pyllin e dendur" të kimisë organike dhe të fillonte ta shndërronte këtë "gëmusha të pakufishme" në një park të rregullt të përmbytur nga rrezet e diellit me një sistem rrugësh dhe rrugicash. Idetë themelore të kësaj teorie u shprehën për herë të parë nga A. M. Butlerov në 1861 në kongresin e natyralistëve dhe mjekëve gjermanë në Speyer.

Dispozitat dhe pasojat kryesore të teorisë Butlerov-Kekule-Cooper të strukturës së përbërjeve organike mund të formulohen shkurtimisht si më poshtë.

1. Atomet në molekulat e substancave janë të lidhura në një sekuencë të caktuar sipas valencës së tyre. Karboni në përbërjet organike është gjithmonë katërvalent, dhe atomet e tij janë në gjendje të kombinohen me njëri-tjetrin, duke formuar zinxhirë të ndryshëm (linearë, të degëzuar dhe ciklik).

Përbërjet organike mund të renditen në rreshta substancash të ngjashme në përbërje, strukturë dhe veti - rreshta homologe.

Butlerov Alexander Mikhailovich (1828-1886), kimist rus, profesor në Universitetin e Kazanit (1857-1868), nga 1869 deri në 1885 - profesor në Universitetin e Shën Petersburgut. Akademik i Akademisë së Shkencave të Shën Petersburgut (që nga viti 1874). Krijuesi i teorisë së strukturës kimike të përbërjeve organike (1861). Parashikoi dhe studioi izomerizmin e shumë përbërjeve organike. Sintetizuan shumë substanca.

Për shembull, metani CH 4 është paraardhësi i serisë homologe të hidrokarbureve të ngopura (alkaneve). Homologu i tij më i afërt është etani C2H6, ose CH3-CH3. Dy anëtarët e ardhshëm të serisë homologe të metanit janë propani C 3 H 8, ose CH 3 -CH 2 -CH 3, dhe butani C 4 H 10, ose CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3, etj.

Është e lehtë të shihet se për seritë homologjike mund të nxirret një formulë e përgjithshme për serinë. Pra, për alkanet kjo formulë e përgjithshme është C n H 2n + 2.

2. Vetitë e substancave varen jo vetëm nga përbërja e tyre cilësore dhe sasiore, por edhe nga struktura e molekulave të tyre.

Ky pozicion i teorisë së strukturës së përbërjeve organike shpjegon dukurinë e izomerizmit. Është e qartë se për butanin C 4 H 10, përveç një molekule me strukturë lineare CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 3, është e mundur edhe një strukturë e degëzuar:

Kjo është një substancë krejtësisht e re me vetitë e veta individuale, të ndryshme nga vetitë e butanit me një strukturë lineare.

Butani, në molekulën e së cilës atomet janë të vendosur në një varg linear, quhet butan normal (n-butan), dhe butani, zinxhiri i atomeve të karbonit të të cilit është i degëzuar, quhet izobutan.

Ekzistojnë dy lloje kryesore të izomerizmit - strukturor dhe hapësinor.

Në përputhje me klasifikimin e pranuar, dallohen tre lloje të izomerizmit strukturor.

Izomerizmi i skeletit të karbonit. Komponimet ndryshojnë në rendin e lidhjeve karbon-karbon, për shembull, n-butan dhe izobutan të diskutuar. Është ky lloj izomerizmi që është karakteristik për alkanet.

Izomerizmi i pozicionit të një lidhjeje të shumëfishtë (C=C, C=C) ose një grupi funksional (d.m.th., një grup atomesh që përcakton nëse një përbërje i përket një klase të caktuar përbërjesh organike), për shembull:

Izomerizmi ndërklasor. Izomerët e këtij lloji të izomerizmit i përkasin klasave të ndryshme të përbërjeve organike, për shembull, alkooli etilik (klasa e alkooleve monohidrike të ngopura) dhe eteri dimetil (klasa e etereve) të diskutuar më sipër.

Ekzistojnë dy lloje të izomerizmit hapësinor: gjeometrik dhe optik.

Izomerizmi gjeometrik është karakteristik, para së gjithash, për përbërjet me një lidhje të dyfishtë karbon-karbon, pasi në vendin e një lidhjeje të tillë molekula ka një strukturë planare (Fig. 6).

Oriz. 6.
Modeli i molekulës së etilenit

Për shembull, për buten-2, nëse grupe identike atomesh në atomet e karbonit në lidhjen dyfishe janë në njërën anë të rrafshit të lidhjes C=C, atëherë molekula është një izomer cis, nëse në anët e kundërta është një trans izomer.

Izomerizmi optik vërehet, për shembull, në substancat molekulat e të cilave kanë një atom karboni asimetrik ose kiral të lidhur me katër të ndryshme deputetë. Izomerët optikë janë imazhe pasqyre të njëri-tjetrit, si dy pëllëmbë, dhe nuk janë të përputhshëm. (Tani, padyshim, ju e kuptoni emrin e dytë të këtij lloji izomerizmi: chiros grek - dorë - një shembull i një figure asimetrike.) Për shembull, acidi 2-hidroksipropanoik (laktik), që përmban një atom karboni asimetrik, ekziston në formë e dy izomereve optike.

Në molekulat kirale, lindin çifte izomere në të cilat molekulat izomere janë të lidhura me njëra-tjetrën në organizimin e tyre hapësinor në të njëjtën mënyrë si një objekt dhe imazhi i tij pasqyrues lidhet me njëra-tjetrën. Një palë izomerësh të tillë ka gjithmonë të njëjtat veti kimike dhe fizike, me përjashtim të aktivitetit optik: nëse një izomer rrotullon rrafshin e dritës së polarizuar në drejtim të akrepave të orës, atëherë tjetri domosdoshmërisht rrotullohet në drejtim të kundërt. Izomeri i parë quhet dekstrorotator, dhe i dyti quhet levorotator.

Rëndësia e izomerizmit optik në organizimin e jetës në planetin tonë është shumë e madhe, pasi izomerët optikë mund të ndryshojnë ndjeshëm si në aktivitetin e tyre biologjik ashtu edhe në përputhshmëri me përbërjet e tjera natyrore.

3. Atomet në molekulat e substancave ndikojnë njëri-tjetrin. Ju do të konsideroni ndikimin e ndërsjellë të atomeve në molekulat e përbërjeve organike gjatë studimit të mëtejshëm të kursit.

Teoria moderne e strukturës së përbërjeve organike bazohet jo vetëm në strukturën kimike, por edhe në strukturën elektronike dhe hapësinore të substancave, e cila diskutohet në detaje në nivelin e profilit të studimit të kimisë.

Në kiminë organike, përdoren gjerësisht disa lloje formulash kimike.

Formula molekulare pasqyron përbërjen cilësore të përbërjes, domethënë tregon numrin e atomeve të secilit prej elementeve kimike që formojnë molekulën e substancës. Për shembull, formula molekulare e propanit është: C 3 H 8.

Formula strukturore pasqyron rendin e lidhjes së atomeve në një molekulë sipas valencës. Formula strukturore e propanit është:

Shpesh nuk ka nevojë të përshkruhen në detaje lidhjet kimike midis atomeve të karbonit dhe hidrogjenit, kështu që në shumicën e rasteve përdoren formula të shkurtuara strukturore. Për propanin, kjo formulë shkruhet si më poshtë: CH 3 -CH 2 -CH 3.

Struktura e molekulave të përbërjeve organike pasqyrohet duke përdorur modele të ndryshme. Më të njohurit janë modelet volumetrike (shkallë) dhe ato me top e shkop (Fig. 7).

Oriz. 7.
Modelet e molekulës së etanit:
1 - top-dhe-shkopi; 2 - shkallë

Fjalë dhe koncepte të reja

1. Izomerizëm, izomerë.
2. Valence.
3. Struktura kimike.
4. Teoria e strukturës së përbërjeve organike.
5. Seritë homologe dhe dallimi homolog.
6. Formulat molekulare dhe strukturore.
7. Modelet e molekulave: vëllimore (shkallë) dhe top-dhe-shkopi.

Pyetje dhe detyra

1. Çfarë është valenca? Si ndryshon nga gjendja e oksidimit? Jepni shembuj të substancave në të cilat vlerat e gjendjes së oksidimit dhe valencës së atomeve janë numerikisht të njëjta dhe të ndryshme,
2. Përcaktoni valencën dhe gjendjen e oksidimit të atomeve në substancat formulat e të cilave janë Cl 2, CO 2, C 2 H 6, C 2 H 4.
3. Çfarë është izomerizmi; izomere?
4. Çfarë është homologjia; homologët?
5. Si, duke përdorur njohuritë e izomerizmit dhe homologjisë, shpjegoni shumëllojshmërinë e përbërjeve të karbonit?
6. Çfarë nënkuptohet me strukturën kimike të molekulave të përbërjeve organike? Të formulojë dispozitat e teorisë së strukturës, e cila shpjegon dallimin në vetitë e izomerëve.
7. Çfarë kontributi ka dhënë secili nga shkencëtarët - themeluesit e teorisë së strukturës kimike - në këtë teori? Pse kontributi i kimistit rus luajti një rol kryesor në zhvillimin e kësaj teorie?
8. Mund të jenë tre izomerë të përbërjes C 5 H 12. Shkruani formulat e tyre strukturore të plota dhe të shkurtuara,
9. Bazuar në modelin e molekulës së substancës të paraqitur në fund të paragrafit (shih, Fig. 7), përpiloni formulat strukturore molekulare dhe të shkurtuara të saj.
10. Llogaritni pjesën masive të karbonit në molekulat e katër anëtarëve të parë të serisë homologe të alkaneve.

Teoria e strukturës së përbërjeve organike: homologjia dhe izomeria (strukturore dhe hapësinore). Ndikimi i ndërsjellë i atomeve në molekula

Teoria e strukturës kimike të përbërjeve organike nga A. M. Butlerov

Ashtu si për kiminë inorganike baza e zhvillimit është Ligji Periodik dhe Tabela Periodike e Elementeve Kimike të D. I. Mendeleev, për kiminë organike teoria e strukturës së përbërjeve organike të A. M. Butlerov u bë themelore.

Postulati kryesor i teorisë së Butlerov është qëndrimi rreth struktura kimike e një lënde, që i referohet rendit, sekuencës së lidhjes së ndërsjellë të atomeve në molekula, d.m.th. lidhje kimike.

Struktura kimike i referohet rendit të kombinimit të atomeve të elementeve kimike në një molekulë sipas valencës së tyre.

Ky renditje mund të shfaqet duke përdorur formula strukturore në të cilat valencat e atomeve tregohen me viza: një vizë korrespondon me njësinë e valencës së një atomi të një elementi kimik. Për shembull, për substancën organike metan, e cila ka formulën molekulare $CH_4$, formula strukturore duket si kjo:

Dispozitat kryesore të teorisë së A. M. Butlerov

1. Atomet në molekulat e substancave organike janë të lidhura me njëri-tjetrin sipas valencës së tyre. Karboni në përbërjet organike është gjithmonë katërvalent, dhe atomet e tij janë në gjendje të kombinohen me njëri-tjetrin, duke formuar zinxhirë të ndryshëm.
2. Vetitë e substancave përcaktohen jo vetëm nga përbërja e tyre cilësore dhe sasiore, por edhe nga rendi i lidhjes së atomeve në molekulë, d.m.th., struktura kimike e substancës.
3. Vetitë e përbërjeve organike varen jo vetëm nga përbërja e substancës dhe rendi i lidhjes së atomeve në molekulën e saj, por edhe nga ndikimi i ndërsjellë i atomeve dhe grupeve të atomeve mbi njëri-tjetrin.

Teoria e strukturës së përbërjeve organike është një doktrinë dinamike dhe në zhvillim. Me zhvillimin e njohurive për natyrën e lidhjeve kimike dhe ndikimin e strukturës elektronike të molekulave të substancave organike, ato filluan të përdorin, përveç empirike Dhe strukturore, elektronike formulat. Formula të tilla tregojnë drejtimin e zhvendosjes së çifteve të elektroneve në molekulë.

Kimia kuantike dhe kimia e strukturës së përbërjeve organike kanë konfirmuar doktrinën e drejtimit hapësinor të lidhjeve kimike ( cis- Dhe trans izomerizmi), studioi karakteristikat energjetike të tranzicioneve të ndërsjella në izomere, bëri të mundur gjykimin e ndikimit të ndërsjellë të atomeve në molekulat e substancave të ndryshme dhe krijoi parakushtet për parashikimin e llojeve të izomerizmit dhe drejtimin dhe mekanizmin e reaksioneve kimike.

Substancat organike kanë një numër karakteristikash:

1. Të gjitha substancat organike përmbajnë karbon dhe hidrogjen, kështu që kur digjen formojnë dioksid karboni dhe ujë.
2. Substancat organike janë komplekse dhe mund të kenë një peshë të madhe molekulare (proteina, yndyrna, karbohidrate).
3. Substancat organike mund të renditen në rreshta homologësh të ngjashëm në përbërje, strukturë dhe veti.
4. Për substancat organike është karakteristike izomerizmi.

Izomerizmi dhe homologjia e substancave organike

Vetitë e substancave organike varen jo vetëm nga përbërja e tyre, por edhe nga rendi i lidhjes së atomeve në molekulë.

Izomerizmi- kjo është dukuria e ekzistimit të substancave të ndryshme - izomereve me përbërje të njëjtë cilësore dhe sasiore, d.m.th. me të njëjtën formulë molekulare.

Ekzistojnë dy lloje të izomerizmit: strukturore Dhe hapësinore (stereoizomerizëm). Izomerët strukturorë ndryshojnë nga njëri-tjetri në rendin e lidhjes së atomeve në molekulë; stereoizomerët - renditja e atomeve në hapësirë ​​me të njëjtin rend të lidhjeve ndërmjet tyre.

Dallohen këto lloje të izomerizmit strukturor: izomeria e skeletit të karbonit, izomeria pozicionale, izomeria e klasave të ndryshme të përbërjeve organike (izomeria ndërklasore).

Izomerizmi strukturor

Izomerizmi i skeletit të karbonitështë për shkak të rendit të ndryshëm të lidhjeve midis atomeve të karbonit që formojnë skeletin e molekulës. Siç është treguar tashmë, formula molekulare $C_4H_(10)$ korrespondon me dy hidrokarbure: n-butan dhe izobutan. Për hidrokarburin $С_5Н_(12)$ janë të mundshëm tre izomerë: pentani, izopentani dhe neopentani:

$CH_3-CH_2-(CH_2)↙(pentan)-CH_2-CH_3$

Ndërsa numri i atomeve të karbonit në një molekulë rritet, numri i izomerëve rritet me shpejtësi. Për hidrokarburet $С_(10)Н_(22)$ tashmë janë 75$, kurse për hidrokarburet $С_(20)Н_(44)$ - 366,319$.

Izomerizmi i pozicionit shkaktohet nga pozicione të ndryshme të lidhjes së shumëfishtë, zëvendësuesit, grupit funksional me të njëjtin skelet karboni të molekulës:

$CH_2=(CH-CH_2)↙(butene-1)-CH_3$ $CH_3-(CH=CH)↙(butene-2)-CH_3$

$(CH_3-CH_2-CH_2-OH)↙(n-propil alkool(propanol-1))$

Izomerizmi i klasave të ndryshme të përbërjeve organike (izomeria ndërklasore) shkaktohet nga pozicionet dhe kombinimet e ndryshme të atomeve në molekulat e substancave që kanë të njëjtën formulë molekulare, por që u përkasin klasave të ndryshme. Kështu, formula molekulare $C_6H_(12)$ korrespondon me hidrokarbonin e pangopur heksen-1 dhe hidrokarburin ciklik të cikloheksanit:

Izomerët janë një hidrokarbur i lidhur me alkinet - butin-1 dhe një hidrokarbur me dy lidhje të dyfishta në zinxhirin butadien-1,3:

$CH≡C-(CH_2)↙(butin-1)-CH_2$ $CH_2=(CH-CH)↙(butadien-1,3)=CH_2$

Eteri dietil dhe alkooli butil kanë të njëjtën formulë molekulare $C_4H_(10)O$:

$(CH_3CH_2OCH_2CH_3)↙(\tekst"dietil eter")$ $(CH_3CH_2CH_2CH_2OH)↙(\tekst"n-butil alkool (1-butanol)")$

Izomerët strukturorë janë acidi aminoacetik dhe nitroetani, që korrespondojnë me formulën molekulare $C_2H_5NO_2$:

Izomerët e këtij lloji përmbajnë grupe të ndryshme funksionale dhe i përkasin klasave të ndryshme të substancave. Prandaj, ato ndryshojnë në vetitë fizike dhe kimike shumë më tepër sesa izomerët e skeletit të karbonit ose izomerët pozicional.

Izomerizmi hapësinor

Izomerizmi hapësinor ndahet në dy lloje: gjeometrike dhe optike. Izomerizmi gjeometrik është karakteristik për përbërjet që përmbajnë lidhje dyfishe dhe komponime ciklike. Meqenëse rrotullimi i lirë i atomeve rreth një lidhje dyfishe ose në një unazë është i pamundur, zëvendësuesit mund të vendosen ose në njërën anë të rrafshit të lidhjes dyfishe ose unazës ( cis- pozicioni), ose në anët e kundërta ( ekstazë- pozicioni). Emërtimet cis- Dhe ekstazë - zakonisht referohen si një palë zëvendësuesish identikë:

Izomerët gjeometrikë ndryshojnë në vetitë fizike dhe kimike.

Izomerizmi optik ndodh kur molekula është e papajtueshme me imazhin e saj në pasqyrë. Kjo është e mundur kur atomi i karbonit në molekulë ka katër zëvendësues të ndryshëm. Ky atom quhet asimetrike. Një shembull i një molekule të tillë është molekula $α$-aminopropionic acid ($α$-alanine) $CH_3CH(NH_2)COOH$.

Molekula $α$-alanine nuk mund të përkojë me imazhin e saj në pasqyrë pavarësisht se si lëviz. Izomerë të tillë hapësinorë quhen pasqyrë, antipode optike, ose enantiomere. Të gjitha vetitë fizike dhe pothuajse të gjitha kimike të izomerëve të tillë janë identike.

Studimi i izomerizmit optik është i nevojshëm kur merren parasysh shumë reaksione që ndodhin në trup. Shumica e këtyre reaksioneve ndodhin nën veprimin e enzimave - katalizatorëve biologjikë. Molekulat e këtyre substancave duhet të përshtaten me molekulat e komponimeve mbi të cilat ato veprojnë, si një çelës për një bravë, prandaj, struktura hapësinore, rregullimi relativ i seksioneve të molekulave dhe faktorë të tjerë hapësinorë janë të një rëndësie të madhe për rrjedhën e këto reagime. Reaksione të tilla quhen stereoselektive.

Shumica e komponimeve natyrore janë enantiomere individuale dhe veprimi i tyre biologjik ndryshon ndjeshëm nga vetitë e antipodeve të tyre optike të marra në laborator. Një ndryshim i tillë në aktivitetin biologjik është i një rëndësie të madhe, pasi ajo qëndron në themel të pronës më të rëndësishme të të gjithë organizmave të gjallë - metabolizmit.

Seri homologeështë një seri substancash të renditura në rend rritës të masave të tyre molekulare relative, të ngjashme në strukturë dhe veti kimike, ku secili anëtar ndryshon nga ai i mëparshmi nga ndryshimi homologjik $CH_2$. Për shembull: $CH_4$ - metan, $C_2H_6$ - etan, $C_3H_8$ - propan, $C_4H_(10)$ - butan, etj.

Llojet e lidhjeve në molekulat e substancave organike. Hibridizimi i orbitaleve atomike të karbonit. Radikale. Grupi funksional.

Llojet e lidhjeve në molekulat e substancave organike.

Në përbërjet organike, karboni është gjithmonë katërvalent. Në gjendjen e ngacmuar, një çift elektronesh $2s^3$ thyhet në atomin e tij dhe njëri prej tyre lëviz në orbitalën p:

Një atom i tillë ka katër elektrone të paçiftëzuara dhe mund të marrë pjesë në formimin e katër lidhjeve kovalente.

Bazuar në formulën e dhënë elektronike për nivelin e valencës së një atomi karboni, mund të pritet që ai të përmbajë një elektron $s$ (orbital simetrik sferik) dhe tre elektrone $p$ që kanë orbitale reciproke pingule ($2р_х, 2р_у, 2p_z $- orbitale). Në realitet, të katër elektronet valente të atomit të karbonit plotësisht ekuivalente dhe këndet ndërmjet orbitaleve të tyre janë të barabarta me $109°28"$. Përveç kësaj, llogaritjet tregojnë se secila nga katër lidhjet kimike të karbonit në një molekulë metani ($CH_4$) është $25%$ $s-$ dhe $75%$ $p $-lidhja, d.m.th. përzierjen$s-$ dhe $p-$ gjendjet e elektroneve. Ky fenomen quhet hibridizimi, dhe orbitale të përziera - hibrid.

Një atom karboni në gjendjen $sp^3$-valencë ka katër orbitale, secila prej të cilave përmban një elektron. Në përputhje me teorinë e lidhjeve kovalente, ajo ka aftësinë të formojë katër lidhje kovalente me atome të çdo elementi monovalent ($CH_4, CHCl_3, CCl_4$) ose me atome të tjera të karbonit. Lidhje të tilla quhen $σ$-lidhje. Nëse një atom karboni ka një lidhje $C-C$, atëherë quhet fillore($Н_3С-СН_3$), nëse dy - dytësore($Н_3С-СН_2-СН_3$), nëse tre - terciare (), dhe nëse katër - kuaternare ().

Një nga tiparet karakteristike të atomeve të karbonit është aftësia e tyre për të formuar lidhje kimike duke ndarë vetëm elektrone $p$. Lidhje të tilla quhen $π$-lidhje. Lidhjet $π$ në molekulat e përbërjeve organike formohen vetëm në prani të lidhjeve $σ$ midis atomeve. Kështu, në molekulën e etilenit $H_2C=CH_2$ atomet e karbonit lidhen me lidhje $σ-$ dhe një $π$, në molekulën e acetilenit $HC=CH$ - me një lidhje $σ-$ dhe dy $π$. . Lidhjet kimike të formuara me pjesëmarrjen e lidhjeve $π$ quhen shumëfisha(në një molekulë etileni - dyfishtë, në një molekulë acetilen - trefishtë), dhe komponimet me lidhje të shumta - të pangopura.

Fenomeni$sp^3$-, $sp^2$- Dhe$sp$ - hibridizimi i atomit të karbonit.

Kur formohen lidhjet $π$, gjendja hibride e orbitaleve atomike të atomit të karbonit ndryshon. Meqenëse formimi i lidhjeve $π$- ndodh për shkak të p-elektroneve, atëherë në molekulat me një lidhje të dyfishtë elektronet do të kenë $sp^2$-hibridizim (kishte $sp^3$, por një p-elektron shkon në $π$- orbital), dhe me një të trefishtë - $sp$-hibridizimi (dy p-elektrone shkuan në orbitalin $π$). Natyra e hibridizimit ndryshon drejtimin e lidhjeve $σ$. Nëse gjatë hibridizimit $sp^3$ ata formojnë struktura të degëzuara hapësinore ($a$), atëherë gjatë hibridizimit të $sp^2$ të gjithë atomet shtrihen në të njëjtin rrafsh dhe këndet midis lidhjeve $σ$ janë të barabarta me $120° $(b) , dhe me hibridizimin e $sp$ molekula është lineare (c):

Në këtë rast, boshtet e orbitaleve $π$ janë pingul me boshtin e lidhjes $σ$.

Të dyja lidhjet $σ$- dhe $π$- janë kovalente, që do të thotë se ato duhet të karakterizohen nga gjatësia, energjia, drejtimi hapësinor dhe polariteti.

Karakteristikat e lidhjeve të vetme dhe të shumëfishta ndërmjet atomeve C.

Radikale. Grupi funksional.

Një nga veçoritë e përbërjeve organike është se në reaksionet kimike molekulat e tyre shkëmbejnë jo atome individuale, por grupe atomesh. Nëse ky grup atomesh përbëhet vetëm nga atomet e karbonit dhe hidrogjenit, atëherë quhet radikal hidrokarbure, nëse ka atome të elementeve të tjerë, atëherë quhet grupi funksional. Kështu, për shembull, metil ($СН_3$-) dhe etil ($С_2Н_5$-) janë radikale hidrokarbure, dhe grupi hidroksi (-$ОН$), grupi aldehid ( ), grupi nitro (-$NO_2$), etj janë përkatësisht grupet funksionale të alkooleve, aldehideve dhe përbërjeve që përmbajnë azot.

Në mënyrë tipike, grupi funksional përcakton vetitë kimike të një përbërjeje organike dhe për këtë arsye është baza për klasifikimin e tyre.

E para u shfaq në fillim të shekullit të 19-të. teori radikale(J. Gay-Lussac, F. Wehler, J. Liebig). Radikalet janë grupe atomesh që kalojnë pa ndryshim gjatë reaksioneve kimike nga një përbërje në tjetrën. Ky koncept i radikalëve është ruajtur, por shumica e dispozitave të tjera të teorisë së radikalëve rezultuan të pasakta.

Sipas teoritë e tipit(C. Gerard) të gjitha substancat organike mund të ndahen në lloje që korrespondojnë me substanca të caktuara inorganike. Për shembull, alkoolet R-OH dhe eteret R-O-R konsideroheshin përfaqësues të llojit të ujit H-OH, në të cilin atomet e hidrogjenit zëvendësohen nga radikalet. Teoria e llojeve krijoi një klasifikim të substancave organike, disa nga parimet e të cilit përdoren sot.

Teoria moderne e strukturës së përbërjeve organike u krijua nga shkencëtari i shquar rus A.M. Butlerov.

Parimet themelore të teorisë së strukturës së përbërjeve organike nga A.M. Butlerov

1. Atomet në një molekulë janë të renditur në një sekuencë të caktuar sipas valencës së tyre. Valenca e atomit të karbonit në përbërjet organike është katër.

2. Vetitë e substancave nuk varen vetëm nga ato atome dhe në çfarë sasie përfshihen në molekulë, por edhe nga radha në të cilën ato janë të lidhura me njëra-tjetrën.

3. Atomet ose grupet e atomeve që përbëjnë një molekulë ndikojnë reciprokisht në njëra-tjetrën, gjë që përcakton aktivitetin kimik dhe reaktivitetin e molekulave.

4. Studimi i vetive të substancave na lejon të përcaktojmë strukturën e tyre kimike.

Ndikimi i ndërsjellë i atomeve fqinje në molekula është vetia më e rëndësishme e përbërjeve organike. Ky ndikim transmetohet ose përmes një zinxhiri lidhjesh të thjeshta ose përmes një zinxhiri lidhjesh të thjeshta dhe të dyfishta të konjuguara (të alternuara).

Klasifikimi i përbërjeve organike bazohet në analizën e dy aspekteve të strukturës së molekulave - strukturës së skeletit të karbonit dhe pranisë së grupeve funksionale.

Komponimet organike

Hidrokarburet Përbërjet heterociklike

Kufiri - I paparë - Aroma -

praktike efikase

Karbociklike alifatike

Ultimate Unsaturated Aromatike Ultimate Unsaturated

(Alkane) (Cikloalkane) (Arena)

ME P H 2 P+2 C P H 2 P ME P H 2 P -6

alkenet polienet dhe alkinet

ME P H 2 P poliinat C P H 2 P -2

Oriz. 1. Klasifikimi i përbërjeve organike sipas strukturës së skeletit të karbonit

Klasat e derivateve të hidrokarbureve bazuar në praninë e grupeve funksionale:

Derivatet halogjene R–Gal: CH 3 CH 2 Cl (kloroetan), C 6 H 5 Br (bromobenzen);

Alkoolet dhe fenolet R–OH: CH 3 CH 2 OH (etanol), C 6 H 5 OH (fenol);

Tiolet R–SH: CH 3 CH 2 SH (etanetiol), C 6 H 5 SH (tiofenol);

Eteret R–O–R: CH 3 CH 2 – O– CH 2 CH 3 (eter dietil),

kompleksi R–CO–O–R: CH 3 CH 2 COOCH 2 CH 3 (acid etilik acetik);

Përbërjet karbonil: aldehidet R–CHO:

ketonet R–СОR: CH 3 COCH 3 (propanon), C 6 H 5 COCH 3 (metilfenilketon);

Acidet karboksilike R-COOH: (acid acetik), (acid benzoik)

Acidet sulfonike R–SO 3 H: CH 3 SO 3 H (acid metanesulfonik), C 6 H 5 SO 3 H (acid benzensulfonik)

Aminet R–NH 2: CH 3 CH 2 NH 2 (etilaminë), CH 3 NHCH 3 (dimetilaminë), C 6 H 5 NH 2 (aniline);

Përbërjet nitro R–NO 2 CH 3 CH 2 NO 2 (nitroetan), C 6 H 5 NO 2 (nitrobenzen);

Përbërjet organometalike (organoelement): CH 3 CH 2 Na (etil natrium).

Një seri përbërjesh të ngjashme në strukturë, që zotërojnë veti kimike të ngjashme, në të cilat anëtarët individualë të serisë ndryshojnë nga njëri-tjetri vetëm në numrin e grupeve -CH 2 - quhet seri homologe, dhe grupi -CH 2 është një ndryshim homologjik . Për anëtarët e një serie homologe, shumica dërrmuese e reagimeve vazhdojnë në të njëjtën mënyrë (me përjashtim të vetëm anëtarëve të parë të serialit). Rrjedhimisht, duke ditur reaksionet kimike të vetëm një anëtari të serisë, mund të thuhet me një shkallë të lartë probabiliteti se i njëjti lloj transformimi ndodh me anëtarët e mbetur të serisë homologe.

Për çdo seri homologe, mund të nxirret një formulë e përgjithshme që pasqyron marrëdhënien midis atomeve të karbonit dhe hidrogjenit të anëtarëve të kësaj serie; si kjo quhet formula formula e përgjithshme e serisë homologe. Po, S P H 2 P+2 – formula e alkaneve, C P H 2 P+1 OH – alkoolet monohidrike alifatike.

Nomenklatura e përbërjeve organike: nomenklatura e parëndësishme, racionale dhe sistematike. Nomenklatura e parëndësishme është një koleksion emrash të vendosur historikisht. Pra, nga emri është menjëherë e qartë se ku është izoluar acidi malik, sukcinik ose citrik, si është marrë acidi piruvik (piroliza e acidit të rrushit), njohësit e gjuhës greke do të marrin me mend lehtësisht se acidi acetik është diçka e thartë, dhe glicerina është e ëmbël. . Me sintetizimin e përbërjeve të reja organike dhe zhvillimin e teorisë së strukturës së tyre, u krijuan nomenklatura të tjera që pasqyronin strukturën e përbërjes (përkatësinë e tij në një klasë të caktuar).

Nomenklatura racionale ndërton emrin e një përbërjeje bazuar në strukturën e një përbërjeje më të thjeshtë (anëtari i parë i një serie homologe). CH 3 AI- karbinol, CH 3 CH 2 AI– metilkarbinol, CH 3 CH(OH) CH 3 – dimetilkarbinol, etj.

Nomenklatura IUPAC (nomenklatura sistematike). Sipas nomenklaturës IUPAC (Unioni Ndërkombëtar i Kimisë së Pastër dhe të Aplikuar), emrat e hidrokarbureve dhe derivateve të tyre funksionale bazohen në emrin e hidrokarburit përkatës me shtimin e parashtesave dhe prapashtesave të qenësishme në këtë seri homologe.

Për të emërtuar saktë (dhe pa mëdyshje) një përbërje organike duke përdorur nomenklaturën sistematike, duhet:

1) zgjidhni sekuencën më të gjatë të atomeve të karbonit (struktura prindërore) si skeletin kryesor të karbonit dhe jepni emrin e tij, duke i kushtuar vëmendje shkallës së pangopurit të përbërjes;

2) identifikoni Të gjitha grupet funksionale të pranishme në përbërje;

3) përcaktoni se cili grup është i lartë (shih tabelën), emri i këtij grupi pasqyrohet në emrin e përbërjes në formën e një prapashtese dhe vendoset në fund të emrit të përbërjes; të gjitha grupet e tjera jepen në emër në formën e parashtesave;

4) numëroni atomet e karbonit të zinxhirit kryesor, duke i dhënë grupit më të lartë numrin më të ulët;

5) listoni parashtesat sipas rendit alfabetik (në këtë rast nuk merren parasysh parashtesat e shumëzimit di-, tri-, tetra-, etj.);

6) shkruani emrin e plotë të përbërjes.

Është e nevojshme të mbani mend:

Në emrat e alkooleve, aldehideve, ketoneve, acideve karboksilike, amideve, nitrileve, halogjeneve acide, prapashtesa që përcakton klasën ndjek prapashtesën e shkallës së pangopurit: p.sh., 2-butenal;

Komponimet që përmbajnë grupe të tjera funksionale quhen derivate hidrokarbure. Emrat e këtyre grupeve funksionale vendosen si parashtesa përpara emrit të hidrokarburit mëmë: për shembull, 1-kloropropani.

Emrat e grupeve funksionale acide, si acidi sulfonik ose acidi fosfinik, vendosen pas emrit të skeletit të hidrokarbureve: për shembull, acidi benzensulfonik.

Derivatet e aldehideve dhe ketoneve shpesh emërtohen sipas përbërjes mëmë karbonil.

Esteret e acideve karboksilike quhen derivate të acideve mëmë. Mbarimi –acidi oik zëvendësohet nga –oate: për shembull, metil propionati është metil esteri i acidit propanoik.

Për të treguar se zëvendësuesi është i lidhur me atomin e azotit të strukturës mëmë, përdorni një shkronjë të madhe N përpara emrit të zëvendësuesit: N-metilaniline.

Ato. ju duhet të filloni me emrin e strukturës mëmë, për të cilën është absolutisht e nevojshme të dini përmendësh emrat e 10 anëtarëve të parë të serisë homologe të alkaneve (metan, etan, propan, butan, pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan). Ju gjithashtu duhet të dini emrat e radikalëve të formuar prej tyre - në këtë rast, mbaresa -an ndryshon në -il.

Konsideroni një përbërje që është pjesë e barnave të përdorura për trajtimin e sëmundjeve të syrit:

CH 3 – C(CH 3) = CH – CH 2 – CH 2 – C(CH 3) = CH – CHO

Struktura bazë mëmë është një zinxhir prej 8 atomesh karboni, duke përfshirë një grup aldehidi dhe të dy lidhjet e dyfishta. Tetë atome karboni janë oktan. Por ka 2 lidhje të dyfishta - midis atomeve të dytë dhe të tretë dhe midis të gjashtit dhe të shtatës. Një lidhje e dyfishtë - mbaresa -an duhet të zëvendësohet me -ene, ka 2 lidhje dyfishe, që do të thotë -diene, d.m.th. oktadien, dhe në fillim tregojmë pozicionin e tyre, duke emërtuar atomet me numra më të ulët - 2,6-oktadien. Jemi marrë me strukturën dhe pacaktueshmërinë origjinale.

Por përbërja përmban një grup aldehid, nuk është hidrokarbur, por aldehid, ndaj shtojmë prapashtesën -al, pa numër, është gjithmonë i pari - 2,6-oktadienal.

2 zëvendësues të tjerë janë radikale metil në atomet e 3-të dhe të 7-të. Pra, në fund marrim: 3,7-dimetil - 2,6-oktadienal.

Njeriu ka mësuar prej kohësh të përdorë substanca të ndryshme për të përgatitur ushqim, ngjyra, veshje dhe ilaçe. Me kalimin e kohës është grumbulluar një sasi e mjaftueshme informacioni për vetitë e substancave të caktuara, gjë që ka bërë të mundur përmirësimin e metodave për prodhimin, përpunimin e tyre etj. Dhe doli që shumë minerale (substanca inorganike) mund të merren drejtpërdrejt.

Por disa substanca të përdorura nga njeriu nuk janë sintetizuar prej tij, sepse ato janë marrë nga organizma të gjallë ose bimë. Këto substanca quheshin organike. Substancat organike nuk mund të sintetizoheshin në laborator. Në fillim të shekullit të 19-të, një doktrinë e tillë si vitalizmi (vita - jetë) po zhvillohej në mënyrë aktive, sipas së cilës substancat organike lindin vetëm falë "forcës jetike" dhe është e pamundur t'i krijohen ato "artificiale".

Por me kalimin e kohës dhe zhvillimin e shkencës, u shfaqën fakte të reja rreth substancave organike që bien ndesh me teorinë ekzistuese vitaliste.

Më 1824, shkencëtari gjerman F. Wöhler sintetizoi acidin oksalik për herë të parë në historinë e shkencës kimike – lëndë organike nga substanca inorganike (cianogjen dhe ujë):

(CN) 2 + 4H 2 O → COOH - COOH + 2NH 3

Në 1828, Wöller ngrohi cianat natriumi me squfur amoniumi dhe sintetizoi ure - mbetjet e organizmave shtazorë:

NaOCN + (NH 4) 2 SO 4 → NH 4 OCN → NH 2 OCNH 2

Këto zbulime luajtën një rol të rëndësishëm në zhvillimin e shkencës në përgjithësi, dhe kimisë në veçanti. Shkencëtarët kimikë filluan gradualisht të largoheshin nga mësimi vitalist dhe parimi i ndarjes së substancave në organike dhe inorganike zbuloi mospërputhjen e tij.

Aktualisht substancave ende e ndarë në organike dhe inorganike, por kriteri i ndarjes është paksa i ndryshëm.

Substancat quhen organike që përmbajnë karbon, ato quhen edhe komponime karboni. Ka rreth 3 milion komponime të tilla, përbërësit e mbetur janë rreth 300 mijë.

Substancat që nuk përmbajnë karbon quhen inorganike Dhe. Por ka përjashtime nga klasifikimi i përgjithshëm: ka një sërë përbërjesh që përmbajnë karbon, por ato i përkasin substancave inorganike (monoksidi dhe dioksidi i karbonit, disulfidi i karbonit, acidi karbonik dhe kripërat e tij). Të gjithë ata janë të ngjashëm në përbërje dhe veti me përbërjet inorganike.

Gjatë studimit të substancave organike, janë shfaqur vështirësi të reja: bazuar në teoritë për substancat inorganike, është e pamundur të zbulohen ligjet e strukturës së përbërjeve organike dhe të shpjegohet valenca e karbonit. Karboni në përbërje të ndryshme kishte valenca të ndryshme.

Në 1861, shkencëtari rus A.M. Butlerov ishte i pari që sintetizoi një substancë me sheqer.

Gjatë studimit të hidrokarbureve, JAM. Butlerov kuptoi se ato përfaqësojnë një klasë krejtësisht të veçantë të kimikateve. Duke analizuar strukturën dhe vetitë e tyre, shkencëtari identifikoi disa modele. Ata formuan bazën e teoritë e strukturës kimike.

1. Molekula e ndonjë lënde organike nuk është e rastësishme, atomet në molekula janë të lidhura me njëri-tjetrin në një sekuencë të caktuar sipas valencës së tyre. Karboni në përbërjet organike është gjithmonë katërvalent.

2. Sekuenca e lidhjeve ndëratomike në një molekulë quhet struktura e saj kimike dhe pasqyrohet nga një formulë strukturore (formula strukturore).

3. Struktura kimike mund të përcaktohet duke përdorur metoda kimike. (Momentalisht përdoren edhe metoda moderne fizike).

4. Vetitë e substancave varen jo vetëm nga përbërja e molekulave të substancës, por edhe nga struktura e tyre kimike (sekuenca e kombinimit të atomeve të elementeve).

5. Nga vetitë e një substance të caktuar mund të përcaktohet struktura e molekulës së saj dhe nga struktura e molekulës – parashikojnë vetitë.

6. Atomet dhe grupet e atomeve në një molekulë ushtrojnë ndikim të ndërsjellë mbi njëri-tjetrin.

Kjo teori u bë baza shkencore e kimisë organike dhe përshpejtoi zhvillimin e saj. Bazuar në dispozitat e teorisë, A.M. Butlerov përshkroi dhe shpjegoi fenomenin izomerizmi, parashikoi ekzistencën e izomerëve të ndryshëm dhe mori disa prej tyre për herë të parë.

Le të shqyrtojmë strukturën kimike të etanit – C2H6. Pasi të kemi caktuar valencën e elementeve me viza, ne do të përshkruajmë molekulën e etanit në rendin e lidhjes së atomeve, domethënë do të shkruajmë formulën strukturore. Sipas teorisë së A.M. Butlerov, do të ketë formën e mëposhtme:

Atomet e hidrogjenit dhe karbonit janë të lidhur në një grimcë, valenca e hidrogjenit është e barabartë me një, dhe ajo e karbonit – katër. Dy atome karboni të lidhura me një lidhje karboni – karboni (C – ME). Aftësia e karbonit për të formuar C – Lidhja C është e kuptueshme bazuar në vetitë kimike të karbonit. Atomi i karbonit ka katër elektrone në shtresën e tij të jashtme elektronike, aftësia për të hequr dorë nga elektronet është e njëjtë me aftësinë për të fituar ato që mungojnë. Prandaj, karboni më shpesh formon komponime me një lidhje kovalente, domethënë për shkak të formimit të çifteve të elektroneve me atome të tjera, duke përfshirë atomet e karbonit me njëri-tjetrin.

Kjo është një nga arsyet e diversitetit të përbërjeve organike.

Komponimet që kanë të njëjtën përbërje, por struktura të ndryshme quhen izomere. Fenomeni i izomerizmit – një nga arsyet e diversitetit të përbërjeve organike

Ende keni pyetje? Dëshironi të dini më shumë rreth teorisë së strukturës së përbërjeve organike?
Për të marrë ndihmë nga një mësues -.
Mësimi i parë është falas!

blog.site, kur kopjoni materialin plotësisht ose pjesërisht, kërkohet një lidhje me burimin origjinal.

Krijuar nga A.M. Butlerov në vitet 60 të shekullit të 19-të, teoria e strukturës kimike të përbërjeve organike solli qartësinë e nevojshme në arsyet e diversitetit të përbërjeve organike, zbuloi marrëdhëniet midis strukturës dhe vetive të këtyre substancave, bëri të mundur shpjegimin e vetitë e tashmë të njohura dhe parashikojnë vetitë e përbërjeve organike ende të pazbuluara.

Zbulimet në fushën e kimisë organike (tetravalenca e karbonit, aftësia për të formuar zinxhirë të gjatë) lejuan Butlerov në 1861 të formulojë gjeneratat kryesore të teorisë:

1) Atomet në molekula janë të lidhura sipas valencës së tyre (karbon-IV, oksigjen-II, hidrogjen-I), sekuenca e lidhjeve të atomeve pasqyrohet me formula strukturore.

2) Vetitë e substancave varen jo vetëm nga përbërja kimike, por edhe nga rendi i lidhjes së atomeve në molekulë (struktura kimike). ekzistojnë izomere, pra substanca që kanë të njëjtën përbërje sasiore dhe cilësore, por struktura të ndryshme dhe, për rrjedhojë, veti të ndryshme.

C 2 H 6 O: CH 3 CH 2 OH - alkool etilik dhe CH 3 OCH 3 - dimetil eter

C 3 H 6 - propen dhe ciklopropan - CH 2 = CH−CH 3

3) Atomet ndikojnë reciprokisht në njëri-tjetrin, kjo është pasojë e elektronegativitetit të ndryshëm të atomeve që formojnë molekulat (O>N>C>H), dhe këta elementë kanë efekte të ndryshme në zhvendosjen e çifteve të përbashkëta elektronike.

4) Bazuar në strukturën e një molekule të një lënde organike, mund të parashikohen vetitë e saj, dhe në bazë të vetive të saj, mund të përcaktohet struktura e saj.

TSOS mori zhvillim të mëtejshëm pas vendosjes së strukturës së atomit, adoptimit të konceptit të llojeve të lidhjeve kimike, llojeve të hibridizimit dhe zbulimit të fenomenit të izomerizmit hapësinor (stereokimi).

Bileta nr. 7 (2)

Elektroliza si një proces redoks. Elektroliza e shkrirjeve dhe tretësirave duke përdorur klorur natriumi si shembull. Zbatimi praktik i elektrolizës.

Elektrolizaështë një proces redoks që ndodh në elektroda kur një rrymë elektrike e drejtpërdrejtë kalon nëpër një zgjidhje të shkrirë ose elektrolit

Thelbi i elektrolizës është zbatimi i reaksioneve kimike duke përdorur energji elektrike. Reaksionet janë reduktimi në katodë dhe oksidimi në anodë.

Katoda (-) u jep elektrone kationeve, dhe anoda (+) pranon elektrone nga anionet.

Elektroliza e shkrirjes së NaCl

NaCl-->Na + +Cl -

K(-): Na + +1e-―>Na 0 | 2 për qind rikuperimi

A(+) :2Cl-2e-―>Cl 2 0 | 1 për qind oksidimi

2Na + +2Cl - ->2Na+Cl 2

Elektroliza e tretësirës ujore të NaCl

Në elektrolizën e NaC| Jonet Na + dhe Cl-, si dhe molekulat e ujit, marrin pjesë në ujë. Kur kalon një rrymë, kationet Na + lëvizin drejt katodës, dhe anionet Cl - lëvizin drejt anodës. Por në katodë Në vend të joneve të Na, molekulat e ujit reduktohen:

2H 2 O + 2e--> H 2 + 2OH -

dhe jonet e klorurit oksidohen në anodë:

2Cl - -2e-―>Cl 2

Si rezultat, ka hidrogjen në katodë, klor në anodë dhe NaOH grumbullohet në tretësirë

Në formë jonike: 2H 2 O + 2e -> H 2 + 2OH-

2Cl - -2e-―>Cl 2

elektroliza

2H 2 O + 2Cl - -―>H 2 +Cl 2 +2OH -

elektroliza

Në formë molekulare: 2H 2 O + 2 NaCl-—> 2NaOH + H 2 + Cl 2

Aplikimi i elektrolizës:

1) Mbrojtja e metaleve nga korrozioni

2) Marrja e metaleve aktive (natriumi, kaliumi, toka alkaline, etj.)

3) Pastrimi i disa metaleve nga papastërtitë (rafinimi elektrik)

Bileta nr. 8 (1)

Informacione të ngjashme:

1. A) Teoria e dijes është një shkencë që studion format, metodat dhe teknikat e shfaqjes dhe modelet e zhvillimit të njohurive, marrëdhëniet e saj me realitetin, kriteret e së vërtetës së saj.