3. Свободные радикалы

Самые реакционноспособные частицы. Строение точно не установлено, однако считается, что оно ближе к sp²-гибридному, чем кsp³-гибридному (достаточно легко вступают в сопряжение с находящимися рядом двойными и тройными связями).

Общая тенденция устойчивости радикалов подобна карбокатионам, т.е. наиболее устойчивы третичные, наименее первичные.

Доноры электронов, подавая электронную плотность, частично спаривают свободно радикальный электрон.

Устойчивость (неустойчивость) частиц с неспаренным электроном (радикалы) или избыточным зарядом (карбокатионы), находящимся рядом с непредельной системой объясняется эффектами сопряжения. Например, известно, что аллильный или бензильный радикал (иликарбокатион) обладают значительной устойчивостью. Для аллильной системы:

Положительный заряд полностью распределяется между тремя атомами (т.е. на каждом атоме углерода находится по 1/3 заряда).

Аллил значительно более устойчив, чем третичный карбокатион.

Еще более устойчив бензильный карбокатион:

На каждом атоме углерода 1/7 заряда (1/3>1/7!)

Еще более устойчив трифенилметильный карбокатион (или радикал):

Примечание: данная ароматическая система сопряжена не полностью, т.к. водородные атомы во втором положении трех ароматических ядер отталкиваются, поворачивая плоскость бензольного кольца (трехлопастной пропеллер).

4. Понятие о граничных структурах

Электронная плотность в сопряженных системах распределяется неравномерно. Это хорошо корелирует с мезомерными структурами, построенными с учетом количества кратных связей содержащихся в молекуле (или частице), и принципа устойчивости (полное сопряжение). Подобные структуры называют граничнымиилирезонансными. Рассмотрим на примере бензильного радикала:

I,II,III,IV- Наиболее устойчивые промежуточные состояния, которые может принимать сопряженная система бензильного радикала. Как правило, каждая граничная структура содержит заряд и количество кратных связей такое же, как и в исходной частице.

Граничные структуры служат для выяснения причин образования изомеров в продуктах реакций, а так же для объяснения устойчивости и реакционной способности конкретного соединения (частицы). Чем большее количество граничных структур соответствует молекуле или частице, тем более она жизнеспособна.

В то же время с помощью резонансных структур можно предсказать вероятные продукты реакции.

8. Алканы (парафины)

Парафины (parafinus) насыщенные органические соединения, состоящие только из углерода и водорода, малоактивные вещества с общей формулойC_nH_2n+2.

Алканы бывают разветвленные и неразветвленные (нормального строения)

Изомерные алканы начинаются с бутана С₄Н₁₀, который имеет два структурных изомера:

C₅3 изомера,

C₆5 изомеров,

C₉27 изомеров,

C₁₀75 изомеров.

В алканах длина углерод-углеродной связи 0,154 нм, валентный угол 10928’. Структура атома углерода тетраэдрическая(sp³-гибридный).

1. Физические свойства

CC₄газы,

C₅C₁₇жидкости,

С₁₈….твердые вещества.

Газообразные алканы запаха не имеют.

Все жидкие и твердые бесцветные жидкости со специфическим запахом.

Начиная с С₅температура кипения каждого последующего гомолога увеличивается на 2025С.

Основной источник алканов в природе природный и попутный газы и нефть.

Длинные алканы входят в состав природного минерала азоперита (воскообразное вещество).

Количество алканов в нефти меняется в зависимости от месторождения. «Белая» нефть содержит больше алканов.