 |
Органические основания Бренстеда.
|
|
|
|
В результате присоединения протона к нейтральной молекуле образуются солевые ониевые соли соединения.
В зависимости от природы гетероатома образующиеся ониевые соединения называют аммониевые (центр основности - атом азота), оксониевые (центр основности – атом кислорода), и сульфониевые
(центр основности – атом серы).
Сила основания определяется стабильностью образующего катиона (сопряженной кислоты). Чем стабильней катион, тем сильнее основание. Стабильность катиона определяется суммой тех же факторов, что и стабильность аниона, с той лишь разницей, что влияние этих факторов на основность противоположно тому влиянию, которое они оказывали на кислотность.
№ 23. Основные типы оргнических кислот и оснований.Сопряжение кислоты и оснований.
Для описания кислотных и основных свойств химических соединений существует несколько теорий – теория Бренстеда, теория Льюиса и ряда других. Наиболее распространенной является Бренстеда, или протонная теория.
По теории Бренстеда кислотой называют вещество, способное отдавать протон, а основанием – вещество, способное связывать (принимать) протон.
Из этого следует, что теоретически любое соединение, в состав которого входит атом водорода, может его отдавать в виде протона и, следовательно, проявлять свойства кислоты. Способность отдавать протон могут проявлять не только нейтральные молекулы, но заряженные частицы – катионы или анионы. Это хорошо видно на простых известных примерах неорганических веществ и ионов – хлороводород HCL, катион аммония NH4+, гидросульфат – ион HSO4- и т. д.
В роли оснований могут выступать анионы - частицы, несущие отрицательный заряд, например хлорид- ион Сl-, гидроксид-ион НО-, гидросуфат- ион HSO4- и др. Основаниями могут быть и нейтральные молекулы в состав которых входит гетероатом (обычно атом азота, кислорода или серы), имеющий неподеленную пару электронов, например этанол C2H5OH, этантиол C2H5SН и т. д.
|
|
|
Нейтральные молекулы или заряженные частицы, которые способны в зависимости от условий проявлять как свойства кислот, так и оснований, называют амфотерными.
Кислоты и основания проявляют свои свойства только в присутствии друг друга. Ни одно вещество не будет отдавать протон, т. е. проявлять кислотные свойства, если в системе нет акцептора протона – основания. И, наоборот, ни одно вещество не может проявить свойства основания, т.е. принять протон, если в системе нет источника протонов – кислоты.
Кислота, отдавая протон, превращается в сопряженное основание, а основание, приняв протон, превращается в сопряженную кислоту. Кислоту обычно обозначают АН (от анг. Acid-кислота), а основание- В (от англ.- base основание).
Взаимодействие кислоты и основания можно в общем виде представить уравнением(1).
Отрицательный десятичный логарифм
Чем меньше величина рКа, тем сильнее кислота.
Основность вещества обычно оценивают по величине рКа сопряженной кислоты. Чтобы показать, что оценивается сила основания, используют обозначение рКвн+. Чем больше величина рКвн+ сопряженной кислоты, тем сильнее основание.
Органические соединения с позиций кислотности и основности описываются общими теориями, в частности теорией Бренстеда. В тоже время органические соединения, как кислоты и основания, обладают многими специфическими качествами. Одним из них является существенное изменение кислотности или основности в гомологическом ряду. Для органических соединений одного класс нельзя сделать однозначное утверждение, что все представители этого класс являются, например, сильными кислотами. Можно говорить лишь о возможности проявления кислотных свойств, например, соединениями класса спиртов. Действительно, если первые представители гомологического ряда спиртов проявляют заметные кислотные свойства, то при переходе к высшим гомологам эти свойства постепенно ослабевают.
|
|
|
Другой особенностью является то, что в силу неисчислимо большого количества органических соединений, невозможно иметь для каждого из них количественную оценку кислотных и основных свойств. Поэтому в органической химии часто используется путь сравнительного сопоставления свойств одного соединения с другим, для которого такие количественные характеристики известны.
Кислоты.
В органических соединениях атом водорода может связан с такими элементами, как сера, кислород, азот и углерод. Элемент и связанный с ним атом водорода называют центром кислотности. По центрам кислотности органические соединения подразделяются на SH-, OH-, NH-, CH- кислоты (таблица). Как правило, органические соединения проявляют слабые кислотные свойства. Это означает, что они не взаимодействуют с водой как с основанием по приведённому выше уравнению(2).
Исключение составляют карбоновые кислоты, диссоциирующие в воде на протон и анион кислоты.
СН3СООН + Н2О ↔ СН3СОО - + Н3О+
Уксусная кислота ацетат- ион
|
|
|
