Aldehidų fizinės savybės

Aldehidai apima organinius junginius, apibūdintus dviguba jungtimi tarp anglies ir deguonies atomų ir dvi vienos tos pačios anglies atomo jungties su angliavandenilio radikalu, žymimu raide R ir vandenilio atomu. Atomų grupė> C = O vadinama karbonilo grupe, ji būdinga visiems aldehidams. Daugelis aldehidų turi malonią kvapą. Jie gali būti gauti iš alkoholių dehidrogenizuojant (pašalinus vandenilį), dėl kurio jie gavo bendrą pavadinimą - aldehidai. Aldehidų savybes lemia karbonilo grupės buvimas, jo buvimas molekulėje, taip pat angliavandenilio radikalo ilgis ir erdvinis suskaidymas. Tai reiškia, kad žinant cheminės medžiagos pavadinimą, atspindintį jo struktūrinę formulę, galime tikėtis tam tikrų cheminių ir fizikinių aldehidų savybių.

Yra du pagrindiniai aldehidų pavadinimų pavadinimai. Pirmasis metodas pagrįstas Tarptautinės Sąjungos (IUPAC) naudojama sistema, dažnai vadinama sistemine nomenklatūra. Jis grindžiamas tuo, kad ilgiausia grandinė, kurioje karbonilo grupė yra prijungta prie anglies atomo, yra pagrindas aldehido pavadinimui, ty jos pavadinimas kilęs iš susijusio alkano pavadinimo, nes pakeičiama priesaga-a, kad būtų taikoma priesaga -al (metano-mananalio, etano-etanalio , Propanas - propanolis, butanas - butanalis ir pan.). Kitas aldehidų pavadinimo formavimo būdas naudoja atitinkamos karboksirūgšties, į kurią jis atsiras dėl oksidacijos, pavadinimą (metanaldehido morkos, etanalaldehido acto, propanaldehido propiono, butano aldehido aliejaus ir kt.).

Pagrindiniai struktūriniai skirtumai tarp alkanų ir aldehidų, kurie nustato aldehidų fizines savybes, yra pastarosios karbonilo grupės (> C = O) buvimas. Būtent ši grupė yra atsakinga už fizikinių ir cheminių medžiagų, turinčių tokį patį kiekį anglies atomų ar tos pačios molekulinės masės, fizikinių ir cheminių savybių skirtumus. Šie skirtumai paaiškinami karbonilo grupės poliarizacija> Cδ + = Oδ-. Tai reiškia, kad elektronų tankis iš anglies atomo yra nukreiptas link deguonies atomo, todėl deguonis iš dalies yra elektrodavęs, o anglies iš dalies yra elektroliais. Norint žymėti karbonilo grupės poliškumą, dažnai naudojama Graikijos delta (δ), tai reiškia dalinį mokestį. Neigiamas vienos poliarinės molekulės galas pritraukia prie kitos polinės molekulės teigiamo pabaigos. Tai gali būti tos pačios ar kitos medžiagos molekulės. Aldehidai skiriasi nuo ketonų, nes tai yra paskutinė anglies atomų karbonilo grupė, kurią jungia vienos jungties prie dviejų angliavandenilių radikalų. Šiuo atžvilgiu taip pat įdomu palyginti aldehidų ir ketonų fizines savybes .

Tai yra grupės poliarumas> C = O, kuris turi įtakos aldehidų fizikinėms savybėms: lydymosi temperatūrai, virimo temperatūrai, tirpumui, dipolio momentui. Angliavandenilio junginiai, sudaryti tik iš vandenilio ir anglies atomų, lydosi ir virinama žemoje temperatūroje. Medžiagos, turinčios karbonilo grupę, yra daug didesnės. Pavyzdžiui, butanas (CH3CH2CH2CH3), propanalis (CH3CH2CHO) ir acetonas (CH3COCH3) turi tokią pačią molekulinę masę, lygią 58, o butano virimo taškas yra 0 ° C, o propano - 49 ° C, o acetonas yra 56 ° C Didelis skirtumas yra tai, kad polinės molekulės labiau linkusios pritraukti viena nuo kitos nei nepolinės molekulės, todėl jas reikia išgauti daugiau energijos, todėl reikalinga aukštesnė temperatūra, kad šie junginiai ištirptų arba virtų.

Kai molekulinė masė didėja, aldehidų fizinės savybės keičiasi. Formaldehidas (HCHO) yra įprastomis sąlygomis veikianti dujinė medžiaga, acetaldehidas (CH3CHO) virinama kambario temperatūroje. Kiti aldehidai (išskyrus didelio molekulinio svorio atstovus) yra skysčiai normaliomis sąlygomis. Polarinės molekulės lengvai nesumaišomos su nepolinėmis molekulėmis, nes polinės molekulės traukia viena kitą, o nepolinės molekulės tarp jų negali išspausti. Todėl angliavandeniliai netirpsta vandenyje, nes vandens molekulės yra poliarinės. Aldehidai, kurių anglies atomų skaičius yra mažesnis nei 5, tirpsta vandenyje, tačiau, jei anglies atomų skaičius yra didesnis nei 5, tirpinimo procesas nėra. Labai mažai molekulinės masės aldehidų tirpumas yra susijęs su vandenilinių jungčių susidarymu tarp vandens molekulės vandenilio atomo ir karbonilo grupės deguonies atomo.

Molekulių, susidarančių skirtingais atomais, poliškumą galima kiekybiškai išreikšti skaičiumi, vadinamu dipolio momentu. Molekulės, sudarytos iš vienodų atomų, nėra poliarinės ir neturi dipolio momento. Dipolio momento vektorius nukreiptas į elementą Mendelejevo periodinėje lentelėje (vienam laikotarpiui) į dešinę. Jei molekulė susideda iš vieno pogrupio atomų, elektronų tankis pasislenka į elementą su mažesniu kvadratiniu skaičiumi. Dauguma angliavandenilių neturi dipolio momento arba jo dydis yra labai mažas, tačiau aldehidams jis yra daug didesnis, o tai taip pat paaiškina aldehidų fizines savybes.