7.2 Фізичні властивості

За звичайних умов формальдегід – газ, інші альдегіди і кетони – рідини, вищі карбонільні сполуки – тверді речовини. Оксосполуки не схильні до утворення міжмолекулярних водневих звязків, тому їх температури кипіння більші, ніж у спиртів з такою ж кількістю атомів Карбону. Однак існує можливість утворення водневих звязків чи гідратних форм з молекулами води, тому перші представники гомологічних рядів альдегідів і кетонів добре розчинні у воді. Але у міру зростання вуглецевого ланцюгу їз розчинність погіршується. Формальдегід має різкий специфічний запах, у інших карбонільних сполук, навпаки, дуже приємні запахи квітів чи фруктів. Це пояснюється тим, що група С = 0 є осмофором, тобто носієм запаху.

7.3 Будова карбонільної групи

Атоми Карбону і Оксигену карбонільної групи перебувають у стані sp²–гібридизації. Три гібридизовані орбіталі атома С, вісі яких знаходяться на одній площині під кутом 120⁰, утворюють три –звязки, негібридна р_z – орбіталь – –звязок при перекриванні з негібридною р_z – орбіталлю атому Оксигену. У свою чергу, атом Оксигену витрачає одноелектронну sp²–гібридизовану орбіталь на утворення –звязку, а вісі двох інших гібридизованих орбіталей, що містять неподілені електронні пари, лежать на тій самій площині.

С* : 2 О: 2

p_z p_z

sp² sp²







120⁰С О





Отже, карбонільна група і безпосередньо сполучені з нею атоми розташовуються на одній площині. Звязок С=О (0,121 нм) має меншу довжину, ніж звичайний подвійний звязок С=С (0,134 нм), а енергія С=О (708 кДж/моль), навпаки, вища за енергію звязку С=С (620 кДж/моль). Завдяки великій електронегативності атома Оксигену і наявності у нього двох неподілених електронних пар звязок С=О поляризується, внаслідок чого його електронна густина зміщується. Тому на атомі О утворюється частковий негативний заряд (–), а на атомі С – частковий позитивний заряд (+).

7.4 Хімічні властивості

Особливості будови карбонільної групи, зокрема полярність звязку С=О, зумовлює широкий спектр хімічних властивостей, притаманних для карбонільних сполук. Хімія альдегідів і кетонів виключно різноманітна, оскільки в їх молекулах міститься декілька реакційних центрів:

Основний центр

–

 + O :

R–CH –––> C Електрофільний центр

• H(R₁)

H

–СН–кислотний центр

• Електрофільний центр, яким є карбонільний атом С із частковим позитивним зарядом; за рахунок електрофільного центру проходять реакції нуклеофільного приєднання А_N.

• Основний центр – атом Оксигену з неподіленими електронними парами; за його участю здійснюється кислотний каталіз у реакціях приєднання, а також відбуваються процеси енолювання.

• –СН–Кислотний центр, виникнення якого спричиняється негативним індуктивним ефектом (–І) карбонільної групи; завдяки існуванню цього центру протікають численні реакції вуглеводневого радикалу, в першу чергу – реакції конденсації.

• звязок С–Н в альденгідній групі є центром процесів окиснення альдегідів.

• Ненасичені та ароматичні радикали, які вступають в реакції, характерні для кратних звязків і ароматичних сполук відповідно.