Информационная карта по теме: "Альдегиды и кетоны"
материал по химии (10 класс) по теме

 Информационная карта для подготовки к зачёту по теме: «АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ»

АЛЬДЕГИДЫ  (СnH2n+1OН)– это органические соединения, молекулы которых содержат карбонильную группу, связанную с атомом водорода и углеводородным радикалом

КЕТОНЫ – органические вещества, в молекулах которых карбонильная группа связана с двумя углеводородными радикалами

общая формула кетонов 

Физические свойства альдегидов

Формальдегид представляет собой газообразное при комнатной температуре вещество. Альдегиды до С12 — жидкости, а альдегиды нормального строения с более длинным неразветвлённым углеродным скелетом, являются твёрдыми веществами.

Температуры кипения альдегидов с неразветвлённым строением углеродной цепи выше, чем у их изомеров. Например, валериановый альдегид кипит при 100,4 °C, а изовалериановый — при 92,5 °C. Они кипят при более низких температурах, чем спирты с тем же числом углеродных атомов, например, пропионовый альдегид кипит при 48,8 °C, а пропанол-1 при 97,8 °C. Это показывает, что альдегиды, в отличие от спиртов, не являются сильно ассоциированными жидкостями[8]. Данное свойство используется в синтезе альдегидов путём восстановления спиртов: поскольку температура кипения альдегидов в целом ниже, они могут быть легко отделены и очищены от спирта перегонкой. В то же время их температуры кипения намного выше, чем у углеводородов с той же молекулярной массой, что связано с их высокой полярностью.

Вязкость, плотность и показатель преломления при 20 °C увеличиваются с увеличением молярной массы альдегидов. Низшие альдегиды являются подвижными жидкостями, а альдегиды от гептаналя до ундеканаля имеют маслообразную консистенцию  .

Формальдегид и ацетальдегид практически неограниченно смешиваются с водой, однако, с ростом длины углеродного скелета, растворимость альдегидов в воде сильно уменьшается, например, растворимость гексаналя при 20 °С составляет лишь 0,6 % по массе. Алифатические альдегиды растворимы в спиртах, простых эфирах и других распространённых органических растворителях.

Низшие альдегиды имеют резкий запах, а высшие гомологи от С8 до С13 являются компонентами многих парфюмерных изделий.

Способы получения альдегидов и кетонов.

1.  Гидратация алкинов. Из ацетилена получают уксусный альдегид, из его гомологов – кетоны:

                                              Hg2+

                 С2Н2 + НОН   →   СН3 – С(О)Н

CH3 – C ≡ CH + НОН   →    СН3 – С(О) – СН3

2. При щелочном гидролизе дигалогеналканов, содержащих два атома галогена при одном атоме углерода образуются карбонильные соединения:

СН3 – СНСI2  +   2NаОН  →  СН3 – СН = О  + НОН  +    2NаСI

СН3 – С(СI)2  - СН3  + 2NаОН  →   СН3 – С(О) – СН3  +  2NаСI + НОН

3. При окислении первичных спиртов получают альдегиды, а вторичных – кетоны:

СН3 – ОН  + [О]  →  СН2О  + Н2О

СН3 – СН(ОН) – СН3  +  [О] →  СН3 – С(О) – СН3  + Н2О

 4. Оксосинтезом – присоединением СО и Н2 к олефинам:

СН3 – СН = СН2  +  СО  +  Н2  →   СН3 – СН2 – СН2  - С

Химические свойства

Высокая реакционная способность связана с наличием полярной связи С=О. Альдегиды являются жёсткими основаниями Льюиса и, в соответствии с этим, атом кислорода в них может координироваться с жёсткими кислотами: H+, ZnCl2, BF3, AlCl3 и т. д.[12] В общем случае химические свойства альдегидов аналогичны кетонам, однако альдегиды проявляют бо́льшую активность, что связано с большей поляризацией связи. Кроме того, для альдегидов характерны реакции, не характерные для кетонов, например гидратация в водном растворе.

 1. Восстановление. Из альдегидов и кетонов получаются соответсвенно первичные и вторичныеспирты:

СН3 – С(О)Н  +  Н2  →   СН3 – СН2ОН

СН3 – С(О) – СН3  +  Н2  →  СН3 – СН(ОН) – СН3

 2. Присоединение воды к альдегидам приводит к образованию гидратов альдегидов.

  СН3 – С(О)Н  +  НОН  →   СН3 – С(ОН)2Н

3. Присоединение синильной кислоты.

СН3 – С(О)Н  +  НСN  → СН3 – СН(ОН) – C ≡ N

СН3 – С(О) – СН3  +  НСN   →    СН3 – С(ОН)(CN) – СН3

 4. Присоединение гидросульфита натрия.

 СН3 – С(O) – СН3  + NаНSО3   →   СН3 – С(OH)(  SО3Nа) – СН3

 СН3 – С(О)H      +  NаНSО3   →   СН3 – СН(OH) — SО3Nа

 5. Присоединение одной молекулы спирта к альдегидам приводит к образованию полуацеталей, а двух молекул спирта к образованию ацеталей:

 СН3 – С(О)H   +  С2Н5ОН  →  СН3 – СH(OH) – ОС2Н5

 СН3 – С(О)H  + 2С2Н5ОН   →   СН3 – СН – (ОС2Н5)2  + Н2О  

 6. Полимеризация альдегидов.

nСН3 – С(О)H → (- СН( СН3)– О — )n

7. Окисление альдегидов.

СН3 – СН =О  +  2[Ag(NН3)2]ОН  → СН3 СООNН4  + 2Аg↓ +  3NН3↑  +  Н2О

В упрощенном виде реакцию «серебряного зеркала» записывают:

СН3 – СОН  +  Аg2О  →   СН3 – СООН  +  2Аg↓

Окисление гидроксидом меди (II)

СН3 – СОН  +  Сu(ОН)2  →  СН3- СООН  + 2СuОН  +  НОН

8. Замещение карбонильного кислорода галогенами.

 СН3 – С(О)Н  +  РСI5   →  СН3 – СН(СI)2    +  РОСI3  

 СН3 – С(O) – СН3  +  РСI5   →    СН3 – С(СI)2 – СН3  +  РОСI3

9. Замещение карбонильного кислорода на остаток гидроксиламина.

 СН3 – С(О)Н  +  Н2NОН  →    СН3 – С( N — ОН) – H   +   H2O

10. Замещение атомов водорода в радикалах на галогены.

СН3 – С(О)Н  + СI2  →   СIСН2 – СОН  +  НСI