2 Ізомерія

Для галогеновуглеводнів характерна структурна ізомерія, зумовлена, по–перше, будовою вуглецевого ланцюгу, а по–друге, – розміщенням атомів Галогену, наприклад, для складу С₄Н₉Cl можливо існування чотирьох ізомерів: Cl



СН₂–СН₂–СН₂–СН₃ СН₃–СН–СН₂–СН₃ СН₃–СН–СНСl СН₃–С–СН₃

   

Cl Cl CH₃ СН₃

1–Хлорбутан 2–Хлорбутан 2–Метил–1–хлорбутан 2–Метил–2–хлорбутан

(первинний) (вторинний) (первинний) (третинний)

Збільшення кількості атомів галогену в молекулі збільшує і кількість ізомерів. Так, моногалогензаміщений пропан може мати тільки два ізомери

CH₃–CHCl–CH₃ CH₃–CH₂–CH₂Cl,

2–Хлорпропан 1–Хлорпропан

а заміщений – аж чотири:

CH₂Cl–CHCl–CH₃ CH₂Cl–CH₂–CH₂Cl CH₃–CH₂–CHCl₂ СН₃–ССl₂–СН₃

1,2–Дихлорпропан 1,3–Дихлорпропан 1,1–Дихлорпропан 2,2–Дихлорпропан

3 Фізичні властивості

Фізичні властивості галогенопохідних змінюються у широкому діапазоні залежно від їх молекулярної маси, природи галогену і кількості атомів Hal у молекулі, будови ланцюгу. За звичайних умов у газоподібному стані перебувають монофторалкани С₁–С₄, хлоралкани С₁–С₂, бромметан СН₃Br, вінілхлорид СН₂=СНСl, а також декілька поліфторпохідних (СН₂F₂, CHF₃, CF₄, C₂F₄). Галогенопохідні з більшою кількістю атомів С і Hal можуть бути рідинами із своєрідним солодкуватим запахом чи безбарвними кристалічними речовинами. Температури кипіння галогеноводнів з однаковим вуглецевим ланцюгом збільшуються при переході від фторо– до йодопохідних, а також при збільшенні атомів Галогену і молекулі. Для ізомерів одного складу найнижча температура кипіння притаманна третинним галогенопохідним. Аналогічно змінюються і густини.

Незважаючи на полярність звязків С–Hal галогеновуглеводні мало розчиняються у воді, однак добре – в органічних розчинниках. Самі вони теж є сильними розчинниками.

4 Хімічні властивості

Наявність у молекулі галогеноводню електронегативного атома Карбону приводить до перерозподілу електронної густини і виникненню двох реакційних центрів: електрофільного, яким є атом С, сполучений із атомом Hal; і так званого С–Н–кислотного центра, тобто полярного звязку С–Н у –положенні відносно атома галогену (позначимо Hal через Х):

 + .. –

R––_C––>_ C ––––> X :

 ..

H

C–H–кислотний центр електрофільний центр

На атомі Карбону в –положенні зосереджується частковий позитивний заряд (+) завдяки зміщенню електронної густини –звязку С–Hal у бік атома електронегативного галогену. Тому Hal може заміщуватися на нуклеофіл – отже, для галогенопохідних характерні реакції нуклеофільного заміщення S_N. З іншого боку, поляризація звязку _С–Н сприяє тому. що при дії сильних основ може відщеплюватися атом Н з С–Н–кислотного центра і, як наслідок, – атом Hal від сусіднього –вуглецевого атома – отже, можливі реакції елімінування Е.

Необхідно вміти розрізнювати поняття нуклеофіл і основа.

Нуклеофіл – це частинка, яка має негативний заряд (чи надлишкову електронну густину) і прагне віддати свою неподілену пару електронів електрофільному атому Карбону (С⁺ чи С^+) або іншому позитивно зарядженому атому, за винятком протона Н⁺.

Основа – це частинка, здатна надавати свою пару електронів протону Н⁺.

Необхідно також звернути увагу, що напрямок і швидкість обох типів реакції – як нуклеофільного заміщення, так і елімінування – зумовлюється впливом багатьох чинників.