1.1. Физические свойства

При нормальных условиях спирты до С₁₀ - жидкости, начиная с С₁₁ и далее - твердые тела.

При сравнении физических свойств низших спиртов, в которых полярная группа -ОН составляет значительную часть молекулы, со свойствами углеводородов с близкой молекулярной массой обнаруживаются резкие различия: спирты имеют более высокие температуры кипения, плавления и растворимость в воде (табл. 1.).

Таблица 1

Сравнение физических свойств спиртов и углеводородов

	Молекулярная масса	Тпл., ^оС	Ткип., ^оС	Растворимость в 100 мл воды, мл
СН3ОН СН3СН3	32 30	-98 -172	65 -89	Неограниченная 4,7
СН3СН2ОН СН3СН2СН3	46 44	-117,3 -189,9	78,5 -42,2	Неограниченная 6,5
СН3СН2СН2ОН СН3СН2СН2CН3	60 58	-127 -135	97,2 -0,6	Неограниченная 15

Все указанные особенности спиртов объясняются наличием водородных связей. Водородной называется связь, обусловленная электростатическим притяжением между протонированным водородом одной молекулы и электроотрицательным атомом второй молекулы. Для образования водородной связи необходимо, чтобы электроотрицательными атомами были O, N, F. С одной стороны, электроотрицательные элементы концентрируют на своих маленьких атомах отрицательные заряды и, с другой стороны, водород, связанный ковалентной связью с любым из этих атомов, становится достаточно протонированным. Молярная энергия такой электростатической связи около 20·10³ Дж/моль.

Спирт является ассоциированной жидкостью. Более высокие температуры кипения спиртов по сравнению с температурами кипения соответствующих углеводородов обусловлены необходимостью разрыва водородных связей при переходе молекул в газовую фазу, для чего необходима дополнительная энергия.

Растворимость низших спиртов в воде обусловлена образованием водородных связей между молекулой спирта и молекулой воды.

С увеличением углеродной цепи вклад гидроксильной группы в молекулярную массу спирта уменьшается, и соответственно уменьшается растворимость в воде. Начиная с С₈, спирты практически не растворяются в воде.

Физические свойства высших спиртов оказываются сходными со свойствами углеводородов с близкой молекулярной массой. Спирты нормального строения кипят при более высокой температуре, чем спирты с той же молекулярной массой с разветвленной цепью. При одинаковом количестве атомов углерода первичные спирты кипят при более высокой температуре, чем вторичные и третичные спирты. Температура кипения возрастает с увеличением длины цепочки.

1.2. Химические свойства

1.2.1. Реакции с участием связи o−h

Кислотные свойства. В молекуле спирта содержится атом водорода, связанный с сильно электроотрицательным кислородом, поэтому спирт проявляет заметную кислотность.

Спирты (кроме метанола) более слабые кислоты, чем вода: алкильная группа, проявляя электронодонорный индукционный эффект, подает электроны на кислород R→О^, увеличивает на нем отрицательный заряд (по сравнению с зарядом на гидроксид-ионе) и делает алкоксид-ион R→О^ - сопряженное основание - более сильным, а кислоту - более слабой.

Алкоксиды (алкоголяты) нельзя получить реакцией спирта с гидроксидами металлов, их синтезируют реакцией спирта с активным металлом (Na, K, Mg, Al и др.).

Кислотные свойства спиртов убывают в ряду:

Основность. Спирты представляют собой основания, сравнимые по силе с водой. При действии сильных кислот они превращаются в соли.

Взаимодействие с магнийгалогеналкилами. В этой реакции происходит замещение гидроксильного водорода на магнийгалоген и выделяется углеводород.

В случае использования СН₃MgJ выделяется метан. По объему выделившегося метана определяют количественное содержание гидроксильных групп.

Образование сложных эфиров. Благодаря наличию электронной пары на атоме кислорода спирт является нуклеофильным реагентом. В качестве нуклеофила он выступает в реакциях образования сложных эфиров. Спирт может атаковать электронодефицитный атом углерода карбонильной группы хлорангидридов, ангидридов кислот и кислот (реакция ацилирования спирта).