Органическая и физическая химия РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

им. Н.И.ПИРОГОВА
Лекция 1
Строение органических соединений
Кислотно-основные свойства органических соединений
Курс

Лекции читает ст.преподаватель Гузеева Татьяна Владимировна

вероятность нахождения данного электрона наиболее велика (90 %)
Атомные орбитали

s

px

py

pz

и близкой энергии с образованием такого же числа новых гибридных

sp

p

линейный фрагмент

с максимумом перекрывания по обе стороны от прямой (оси), соединяющей

-Связь ─ ковалентная связь, образованная при перекрыва-нии АО с максимумом перекрывания на прямой (оси), соединя-ющей ядра атомов.

- и -Связи

Химические связи атома углерода

молекула
Одинарная связь — всегда -связь
Двойная связь —сочетание - и π-связей
СН2=СН2

линейная)

донорно-акцепторному механизму и имеет в значительной степени ковалентный

Водородная связь — слабая химическая связь между атомами Н, ковалентно связанными с атомами элементов с высокой ЭО, и другими атомами с достаточно высокой ЭО, обладающими неподеленной парой электронов.

Водородные связи – сильнейший тип межмолекулярных сил

Водородные связи

и внутримолекулярные водородные связи
Внутримолекулярные обусловливают вторичную структуру белков, нуклеиновых

электронной плотности в молекуле, что понижает ее энергию и повышает

Делокализованная связь — ковалентная связь, электронная плотность которой рассредоточена между несколькими (более чем двумя) атомами.
Ее молекулярные орбитали охватывают более двух атомов.

атомов, за счет перекрывания их p-орбиталей.
,-сопряжение

температуры, несмотря на высокую степень ненасыщенности;
склонность вступать в

Ароматичность — наличие в молекуле (или ионе) замкнутой сопряженной системы, включающей (4n + 2) p-электронов, n = 0, 1, 2, 3 и т.д., — правило Хюккеля.

Ароматичность

n = 1

n = 2

n = 3

n = 4

бензол

нафталин

антрацен

фенантрен

пирен

p-электронов

взаимное расположение атомов и атомных групп в пространстве
химическая связь лежит

химическая связь уходит за плоскость назад

химическая связь выходит из плоскости вперед

относительно другой вокруг σ-связи
этан
заслоненные
заторможенные

без учета возможных конформаций
пространственные изомеры (стереоизомеры)
энантиомеры
диастереомеры
зеркальные изомеры
(оптические антиподы)
незеркальные изомеры
одинаковые химические

различные химические и физические свойства в обычных условиях

Конфигурационные изомеры не могут превращаться друг в друга без разрыва ковалентных связей.

атом углерода – атом углерода, связанный с четырьмя различными заместителями

света
Энантиомеры поворачивают плоскость поляризации света на равный угол в противоположном

(+) – по часовой стрелке (правовращающие)

(-) – против часовой стрелки (левовращающие)

Рацемат — оптически неактивная смесь равных количеств энантиомеров.

местами двух заместителей в формуле Фишера изменяет конфигурацию молекулы на

2. Поворот формулы Фишера в плоскости чертежа на 90о изменяет конфигурацию молекулы на противоположную

существует 2n пространственных изомеров, в том числе 2n/2 пар энантиомеров
Энантиомеры
Энантиомеры
Дистереоизомеры

цепь располагалась сверху вниз.
2. Если функциональная группа у асимметрического атома

L-глицериновый
альдегид

D-глицериновый
альдегид

— правый, sinister — левый)
Универсальная R,S-система обозначения конфигурации
2) Сначала рассматриваются

3)  Если первое окружение не позволяет выбрать порядок старшинства двух или более заместителей, то рассматривают второе окружение (по одно линии), затем третье и т. д.

4) Атомные номера элементов, связанных двойной и тройной связью
удваивают или утраивают.

H < C < N < O < F < S < Cl < Br < I

Возрастание старшинства.

CH3 < CH2CH3 < CH2CH2CH3 < CH2CH2CH2NH2 < CH2CH2CH2OH

Возрастание старшинства.

CH2OH < < < CH2SH < CH2CN

Возрастание старшинства.

(обычно Н) был наиболее удален от наблюдателя.
(формулу Фишера перестраивают таким

6)  Если порядок старшинства трех остальных заместителей убывает по часовой стрелке, то данный стереоизомер имеет R-конфигурацию, если против часовой стрелки, то S-конфигурацию.

кислоты и аланина
падение старшинства по часовой стрелке
падение старшинства против

так же, как и в R,S-системе
б) Z-конфигурация для диастереомеров соответствует

цис- или транс-изомер ???

(E)-3-метилпентен-2-овая кислота

Z,E-Система обозначения конфигурации -диастереомеров

Основные правила:

акцепторы пары электронов ─ частицы с вакантной орбиталью, способные

Основания Льюиса — доноры пары электронов ─ тождественны основаниям Брёнстеда; пара электронов может быть неподеленной парой
(n-основания) или принадлежать -связи (-основания).

Кислоты и основания по Льюису