Üzvi birləşmələrin rabitənin parçalanma xarakterinə
görə təsnifatı.
Kimyəvi reaksiyalar zamanı üzvi birləşmələrdə
kovalent rabitə homolitik və ya heterolitik mexanizmlə parça-
lana bilər. Homolitik parçalanmada rabitəni əmələ gətirən elek-
tron cütü iki elektrona parçalanır. Nəticədə qoşalaşmamış (açıq
spinli) elektrona malik iki atom və ya iki atomlar qrupu əmələ
gəlir. Belə atom və ya atomlar qrupu radikallar adlanır. Radikal-
ların əmələ gəlməsi yolu ilə baş verən reaksiyalar radikal
mexanizmli reaksiyalar
adlanır. Belə reaksiyalara üzvi birləşmə-
lərin polimerləşmə, yanma və s. reaksiyalarını misal göstərmək
olar.
513
Cədvəl 13.1 Üzvi birləşmələrin əsas sinifləri - törəmələri
Rabitənin heterolitik parçalanmasında isə elektron cütü ra-
bitədə istirak edən atomlardan və atomlar qrupundan birinə
keçir. Nəticədə reaksiyanın sonrakı gedişində iştirak edən kation
və anionlar əmələ gəlir. Rabitənin heterolitik parçalanması ilə
gedən reaksiyalar heterolitik və ya ion reaksiyaları adlanır.
Müsbət ionlar, məsələn, karbonilionu (–
C
+
–
)
reaksiyanın
gedişi zamanı özlərinə elektron birləşdirməyə cəhd göstərdik-
lərindən onları elektrofil və ya elektronoakseptor reagentlər ad-
landirirlar.
Rabitənin heterolitik parçalanmasından əmələ gələn anionlar
isə, məsələn,
I
-
, CH
3
COO
–
elektron verməyə və ya reaksiyada iş-
tirak edən molekulun müsbət yük daşıyan hissəsi ilə qarşılıqlı
təsirdə olmağa meyl göstərir. Odur ki, onlar elektronodonor və
ya nuklefil reagentlər adlanır. Əksər üzvi reaksiyalar heterolitik
mexanizmlə baş verir.
Üzvi birləşmələrin
sinifləri
Üzvi birləşmələrin
sinifini müəyyən
edən funksional
qruplar
Üzvi birləşmələrin
sinifləri
Üzvi birləşmələrin
sinifini müəyyən
edən funksional
qruplar
Halogenli törəmələr
Spirtlər, fenollar
Aldehidlər
Ketonlar
Sadə efirlər
Mürəkkəb efirlər
Karbon turşuları
Tiospirtlər
Tioefirlər
Sulfoturşular
–Hal (Cl, Br, F, I)
–OH
–CHO
>C=O
–O–R
–COOR
–COOH
–SH
–SR
–SO
3
H
Aminlər
Đminlər
Amidlər
Nitrillər
Nitrobirləşmələr
Nitrozobirləşmələr
Hidrazinlər
Hidrazobirləşmələr
Azo-və diazobirlləş
mələr
N-hidrooksiamid-
lər
–NH
2
=NH
–CONH
2
–C
≡
N
–NO
2
–NO
–NH–NH
2
–NH–NH–
–N=N–
–CONHOH
514
C–C
C
H
H
H
H
H
H
H H
H C
H
13.2. KARBOHĐDROGENLƏR
Karbohidrogenlərdə kimyəvi rabitələrin təbiəti.
Karbon
atomu həyəcanlanmış halda dörd qoşalaşmamış elektrona ma-
likdir:
C* ↑ ↑ ↑ ↑
2s 2p
Kimyəvi rabitə zamanı karbonun atom orbitallarının sp
3
, sp
2
və sp- hibridləşməsi baş verə bilər.
Karbonun sp
3
-
hibridləşməsindən fəzada biri-birinə nəzərən
109
0
28΄
bucaq altında istiqamətlənmiş eyni enerji və simmetri-
yaya malik tetraedrik düzülüşlü dörd hibrid orbital əmələ gəlir.
Hər karbon atomu digər karbon və hidrogen atomları ilə dörd
σ
-rabitə əmələ gətiməklə alkanlar adlanan doymuş karbohidro-
genlərin meydana çıxmasına səbəb olur (a):
—
H
2
C CH
2
a b
Birqat (
σ
-rabitə) rabitə silindrik simmetriyaya malık oldu-
ğundan karbon-karbon rabitəsi öz oxu ətrafında fırlanma qa-
biliyyətinə malik olur. Bununla əlaqədar molekulların formala-
rının daim dəyişməsi (konfarmasiya) baş verir. Molekullarda be-
lə daxili hərəkətlərin nəticəsi olaraq karbon zəncirləri qapanaraq
alitsiklik birləşmələri (tsikloalkanları) əmələ gətirmək xassəsinə
malik olurlar (b).
sp
2
- hibridləşmədə karbon atomu eyni müstəvi üzərində yer-
ləşən və bir-birinə nəzərən 120
0
bucaq altında istiqamətlənmiş
H
2
C CH
2
515
üç hibrid orbital əmələ gətirir. Hibridləşmədə iştirak etməyən p-
orbitalları isə molekulun müstəvisinə perpendikulyar yerləşir.
Hibrid orbitallardan biri digər karbon atomunun sp
2
-hibrid orbi-
talı ilə, digər ikisi isə hidrogenlə
σ
-rabitələrin əmələ gəlməsinə
sərf olunur. Hər karbon atomundan hibridləşmədə iştirak etmə-
miş bir p-orbitalı isə rabitə oxunun üst və alt tərəfindən qapa-
naraq
π
-rabitənin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Nəticədə tərki-
bində bir ədəd ikiqat rabitə olan doymamış karbohidrogenlər,
yəni etenlər (alkenlər) əmələ gəlir.
Karbob-karbon rabitələrinin əmələ gəlməsində sp
2
-hibridləş-
mədə dörd karbon atomu iştirak edərsə, onda tərkibində iki ədəd
ikiqat rabitə olan doymamış karbohidrogenlər: dienlər (alka-
dienlə
r) meydana çıxır. Məsələn:
H
2
C = CH
2
H
2
C = CH – CH = CH
2
E
ten (etilen) Butadien -1,3
Altı karbon atomunun sp
2
-hibridləşməsi altı üzvlü (kar-
bonlu) həlqənin qapanmasına və müstəvi quruluşlu benzol mo-
lekulunun əmələ gəlməsinə səbəb olur. Hər karbon atomundan
hibridləşmədə iştirak etməmiş p-orbitalı
π
-qapanma əmələ gə-
tirərək bütovlükdə benzol həlqəsini əhatə edən altı mərkəzli de-
lokallaşmış
π
-rabitə əmələ gətirir (bax 2.3. Delokallaşmış π-
rabitə). Odur ki, benzol molekulu sxematik olaraq adətən aşa-
ğıdakı kimi təsvir olunur:
Karbonun sp-hibridləşməsindən 180
0
-bucaq altında yerləşən
iki hibrid orbital əmələ gəlir. Bunlardan biri sp-hibridləşmədə
olan ikinci karbonun sp-hibrid orbitalı, digəri isə hidrogenin s-
orbitalı ilə qapanaraq
σ
-rabitələri əmələ gətirir. Hər karbon
atomundan hibridləşmədə iştirak etməyən iki p-orbitalı rabitə
oxuna perpendikulyar yerləşdiyindən
π
-qapanmalar əmələ
516
gətirməklə karbon-karbon arasında
σ
-rabitə ilə yanaşı iki ədəd
π
-rabitəsinin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Nəticədə karbon
zəncirində üçqat rabitə olan doymamış karbohidrogen, yəni
alkin
əmələ gəlir:
H – C ≡ C – H
etin (asetilen)
Alkanlar.
Alkanlar (və ya parafinlər) adlanan doymuş
karbohidrogenlərin homoloji sırasının ümumi formulu C
n
H
2n+2
şəklində göstərilir. Alkanların aşağı nümayəndələri (C
1-
C
4
)
qaz,
aralıq nümayəndələri (C
6
-C
15
) maye, ali nümayəndələri isə bərk
maddələrdən ibarətdir. Alkanlarda rabitələr doymuş və az polyar
olduğundan onlar adi şəraitdə kimyəvi xassəcə inertdirlər. Al-
kanlar birləşmə reaksiyalarına daxil olmurlar, qələvilər və turşu-
larla reaksiyaya girmirlər. Onlar üçün hidrogen atomlarının ha-
logenlər və digər atomlarla əvəz olunma reaksiyaları xarakte-
rikdir. Belə reaksiyalar adətən zəncirvari mexanizmlə baş verir.
Alkanlar müxtəlif növ yanacaqların tərkib hissələri və sürtgü
materialları kimi tətbiq olunurlar.
Alkenlər.
Alkenlər tərkibində bir ədəd ikiqat rabitə olan
doymamış karbohidrogenlər olub ümumi şəkildə C
n
H
2n
formulu
ilə ifadə olunurlar. Onları həmçinin olefinlər və ya etilen karbo-
hidrogenləri adlandırırlar. Alkenlərin əsas alınma üsullarından
biri neftin krekinqidir. Tərkibində ikiqat rabitə olduğundan al-
kenlər yüksək reaksiyaya girmək qabiliyyətinə malikdirlər.
Đkiqat rabitədə
π
-rabitənin asanlıqla qırılması ilə əlaqədar al-
kenlər üçün birləşmə reaksiyaları xarakterikdir. Məsələn:
CH
3
– CH = CH
2
+ HCl → CH
3
– CHCl – CH
3
propen xlorpropan-2
(propilen)
CH
3
– CH = CH
2
+ HOH → CH
3
– CHOH – CH
3
propanol-2
517
Alkenlər nisbətən asanlıqla polimerləşirlər, onların bu xas-
səsindən texnikada polimer materialların alınmasında istifadə
olunur. Alkenlərdən bir hidrogenin ayrılmasından əmələ gələn
radikalları oxuduqda müvafiq karbohidrogenin adına enil son-
luğu əlavə edilir. Məsələn, – CH = CH
2
etenil (və ya vinil), –
CH
2
– CH = CH
2
propenil radikalı adlanır.
Dienlər (alkadienlər).
Tərkibində iki ədəd ikiqat rabitə olan
karbohidrogenlər dienlər və ya alkadienlər adlanır. Ümumi for-
mulu C
n
H
2n-2
şəklində göstərilir. Dien karbohidrogenləri alkenl-
ər kimi nisbətən asan birləşmə reaksiyasına daxil olurlar. Alken-
lərlə alkadienlərın kimyəvi xassələri arasındakı əsas fərq alka-
diendə ikiqat rabitələr qoşulmuş vəziyyətdə, yəni bir ədəd birqat
rabitəylə təcrid olunmuş vəziyyətdə olduqda meydana çıxır.
Qoşulma effekti nəticəsində
π
-rabitələrin delokallaşması baş
verir və bunun nəticəsində
π
-elektron buludu molekulda bəra-
bər paylanmış olur. Məsələn, butadien-1,3-ün molekul qurulu-
şunu aşağıdakı kimi göstərirlər.
H
2
C – CH – CH – CH
2
Molekulda
π
-rabitələrin delokallığı molekulun davam-
lılığını artırır. Verilmiş butadien molekulunun quruluş sxemin-
dən göründüyü kimi
π
-rabitənin elektron buludu karbon atom-
larının dördünü də əhatə edərək dörd mərkəzli
π
-rabitənin əmə-
lə gəlməsinə səbəb olur. Odur ki, qoşulmuş rabitəli alkadienlər-
də delokallaşmış
π
-rabitənin əhatə etdiyi karbonlar arasındakı
rabitə uzunluğuna və enerjisinə görə birqat rabitə ilə ikiqat rabitə
arasında aralıq mövqe tutur. Halogenlər və digər elektrofil rea-
gentlər dienlərlə qarşılıqlı təsirdə olduqda 1,4 və ya 1,2 vəziy-
yətində olan karbonlara birləşir. Reaksiya nəinki partlayışla mü-
şahidə olunur, eyni zamanda rabitələrin qruplaşması baş verir.
Məsələn:
…
… …
518
O
H
CH
2
=CH–CH=CH
2
+ Br
2
→ CH
2
Br–CH=CH–CH
2
Br
Qoşulmuş ikiqat rabitəli alkadienlər asanlıqla polimerləşmə
reaksiyalarına daxil olurlar. Kauçukun alınması onların bu xas-
səsinə əsaslanır.
Alkinlər.
Alkinlər ümumi formulu C
n
H
2n-2
olan üç qat rabi-
təli doymamış karbohidrogenlərdir. Ən sadə nümayəndəsi etin
və ya asetilendir (HC≡CH). Alkinlər doymamış birləşmələr
olduğundan yüksək reaksiyaya girmə qabiliyyətinə malikdirlər.
Onlar asanlıqla birləşmə reaksiyasına daxil olaraq alkenlərə və
ya alkanlara və onların törəmələrinə çevrilir. Məsələn,
HC ≡ CH + HCl → ClHC=CH
2
etin xlorvinil
HC ≡ CH + H
2
→ H
2
C=CH
2
eten
HC ≡ CH + HOH → CH
3
–C
etanal
Etinlər həmçinin polimerləşmə reaksiyasına daxil olurlar.
Asetilen metalların kəsilməsində və qaynaq edilməsində geniş
tətbiq olunur.
Aromatik karbohidrogenlər (arenlər).
Aromatik karbo-
hidrogenlər müstəvi quruluşlu tsiklik birləşmələr olub, qoşulmuş
elektronlar sisteminə malikdirlər. Benzol və onun homoloqları-
nın ümumi formulu C
n
H
2n-6
ilə göstərilir. Aromatik karbohidro-
genlərin tipik nümayəndəsi benzoldur. Əvvəllərdə göstərdiyimiz
kimi benzolda karbon atomları bir-birilə
σ
rabitəylə yanaşı altı
mərkəzli delokallaşmış
π
-rabitə ilə əlaqələnirlər. Benzolda kar-
bon atomları arasında bütün rabitələr uzunluğuna və enerjisinə
görə bir-birinə bərabər olub, ikiqat rabitə ilə birqat rabitə arasın-
da aralıq mövqe tutur. Odur ki, benzol və onun homoloqları
kifayət qədər davamlıdırlar. Oksidləşmə və birləşmə reaksiyala-
519
rına çətin daxil olurlar. Aromatik karbohidrogenlər üçün hidro-
genin digər atom və ya atomlar qrupu ilə elektrofil əvəzləmə
reaksiyaları xarakterikdir:
Br
+ Br
2
→ + HBr
NO
2
+ HNO
3
→ + H
2
O
Benzolda hidrogeni həmçinin sulfo –SO
3
H, hidrookso –OH
və alkil radikalları ilə əvəzləmək olar. Nəticədə tərkibinə
C
6
H
5
– (fenil qrupu) daxil olan birləşmələr əmələ gəlir. Aromatik
radikallar arillər ( Ar) adlanır.
Monotsiklik aromatik birləşmələrlə yanaşı politsiklik aro-
matik birləşmələr də mövcuddur. Məsələn:
Naftalin Antrasen
Politsiklik aromatik karbohidrogenlər üzvi sintezdə, o cüm-
lədən boyaların, kristalların alınmasında, sintilyasiya sayğacla-
rında istifadə olunur. Zəhərli maddələrdir. Bütün politsiklik aro-
matik karbohidrogenlər, xüsusən benzapiren olduqca zəhərli
maddədir.
Benzapiren (BP)
520
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
H
2
C
H
2
C
CH
2
H
2
C
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
H
2
C
H
2
C
Benzapirenin havada icazə verilən maksimal hədd qatılığı
(ĐHQ) 10
-9
q/m
3
qəbul edilmişdir. Politsiklik aromatik birləşmə-
lər havaya əsasən avtomobillərin işlənmiş qazlarından və koks-
kimya sənayesinin tullantılarından daxil olur. Siqaret tüstüsündə
də politsiklik aromatik karbohidrogenlər vardır.
Alitsiklik karbohidrogenlər.
Tərkibində aromatik nüvələr
olmayan tsiklik karbohidrogenlər alitsiklik karbohidrogenləri tə-
şkil edir. Doymuş alitsiklik karbohidrogenlər tsikloalkanlar və
ya naftenlər adlanır. Məsələn:
və ya
Tsikloheksan
Tsiklopropan
Alitsiklik karbohidrogenləri bəzi növ neftlərdən (məsələn,
Bakı neftindən) alırlar. Bu karbohidrogenlərdə tsikldə karbon
atomlarının sayı azaldıqda valent bucaqlarının kiçilməsi nəticə-
sində tsikldə gərginlik artır. Tsikloalkanlar üçün xarakterik reak-
siya əvəzetmə reaksiyasıdır. Kiçik tsikllər parçalanmaqla birləş-
mə reaksiyalarına daxil olmağa meyl göstərirlər. Tsikloalkanlar-
da hidrogeni radikallarla əvəz etdikdə yan zəncirlər əmələ gəlir.
Bununla əlaqədar C
n
H
2n
formulu ilə ifadə olunan homoloji sıra
ilə yanaşı yan zəncirlərlə əlaqədar olan homoloji sıra da mey-
dana çıxır. Bu zaman yan zəncirlər doymuş və doymamış karbo-
hidrogen radikalı ola bilər.
Doymuş tsikloalkanlar ilə yanaşı doymamış tsiklik karbo-
hidrogenlər, məsələn, tsikloalkenlər də mövcudur.
tsikloheksen
521
13.3. KARBOHĐDROGENLƏRĐN TÖRƏMƏLƏRĐ
Kabohidrogenlərdə bir və ya bir neçə hidrogenin funksional
qruplar adlanan digər atom və ya atomlar qrupu ilə əvəz edilmə-
sindən alınan birləşmələr karbohidrogenlərin törəmələri adlanır.
Bunlara halogenli törəmələr, spirtlər, aldehidlər, ketonlar, tur-
şular və s. daxildir. Karbohidrogenə bu və ya digər funksional
qrup daxil etdikdə onun xassələri kökündən dəyişmiş olur. Mə-
sələn, karbooksil
qrupu daxil etdikdə üzvi birləşmə turşu xassəsi
kəsb edir. Karbohidrogenlərin törəmələrini sxematik ola-raq R–
FQ şəklində göstərə bilərik. Burada R-karbohidrogen radikalını,
FQ-isə funksional qrupu göstərir. Məsələn, birəsaslı karbon
turşular, biratomlu spirtlər ümumi şəkildə uyğun olaraq R–
COOH, R–OH kimi göstərilə bilər.
Karbohidrogenlərin halogenli törəmələri.
Karbohidrogen-
lərin halogenli törəmələrini ümumi şəkildə RHal
n
formulu ilə
göstərmək olar. Burada Hal.-halogeni, n-isə halogen atomlarının
sayını göstərir. C–Hal rabitəsi polyar olduğundan halogen digər
funksional qruplar ilə asanlıqla əvəz oluna bilir. Odur ki,
halogenli törəmələrdən üzvi sintezdə geniş istifadə olunur. C–
Hal rabitəsinin davamlılığı I→F istiqamətində artır (E
C-I
= 299
kC/mol, E
C-F
= 536 kC/mol). Odur ki, ftorüzvi birləşmələr yük-
sək kimyəvi davamlılığa malik olurlar. Karbohidrogenlərin halo-
genli törəmələri texnikada geniş tətbiq olunur. Bunlardan bir ço-
xu: dixlormetan CH
2
Cl
2
, tetraxlormetan CCl
4
, dixloretan
C
2
H
4
Cl
2
və s. həlledicilər kimi tətbiq edilir.
Yanmayan maddələr olmaqla yanaşı yüksək buxarlanma is-
tiliyinə malik olmaları, zəhərli olmamaları və kimyəvi inertliyi
baxımından karboftoridlər və qarışıq halogenli törəmələr soyu-
ducu qurğularda işçi maddə kimi tətbiq olunur. Bu maddələr
ümumi şəkildə xladonlar (freonlar) adlanır. Bunlara misal ola-
raq, CF
2
Cl
2
(xladon-12), CF
2
ClBr (xladon-12B1), CHF
2
Cl (xla-
don-22), C
2
H
4
Cl
2
(xladon-114)-nü göstərə bilərik. Xladonlar
həmçinin yanğın söndürmədə də tətbiq olunur. Xladonların
(freonların) kütləvi tətbiqi müəyyən ekoloji problemlərin
522
yaranmasına səbəb olmuşdur. Belə ki, buxarlanma hesabına
xladonlar atmosferin yuxarı təbəqələrində toplanaraq parçalan-
maqla yanaşı ozon qatı ilə qarşılıqlı təsirdə olurlar. Odur ki,
beynəlxalq səviyyədə tərkibində xlor olan freonların tətbiqinin
tədricən azaldılması və onların karboftoridlərlə əvəz olunması
qərara alınmışdır.
Doymamış karbohidrogenlərin halogenli törəmələri (məsə-
lən, CH
2
=CHCl və CF
2
=CF
2
) qiymətli polimerlərin, məsələn,
polivinilxloridin, ftorplastın alınmasında monomer kimi tətbiq
olunur.
1940-1970-ci illərdə kənd təsərrüfatı ziyanvericilərinə və
xəstəlik keçiricilərinə qarşı mübarizədə DDT-dən [dixlordifenil-
trixloretan - CCl
3
CH(C
6
H
4
Cl)
2
] geniş istifadə olunmuşdur.
DDT-nin tətbiqi malyariya ağcaqanadlarının, se-se milçəklərinin
və digər qorxulu xəstəlik keçiricilərinin sayının kəskin azalması-
na səbəb olmuşdur ki, bu da milyonlarla insanların ölümünün
qarşısını almışdır. Ancaq bu preparatın nəzarətsiz kütləvi tətbiqi
ətraf mühitin davamlı zəhərli maddə ilə qlobal çirklənməsinə
səbəb olmuşdur. Odur ki, 1970-ci ildən DDT-nin tətbiqi qada-
ğan edilmişdir. Sonralar müəyyən edilmişdir ki, təmiz halda bu
preparatın 90 %-i bitkilərdə 1 aydan sonra parçalanır, texniki
preparat isə 180 ilə qədər öz davamlılığını saxlayır. Tətqiqat
göstərmişdir ki, bu preparatın davamlı zəhərli komponentləri
polixlorfenillərin qarışığından ibarətdir. DDT-nın texnologiyası-
nın vaxtında dəyişdirilməsi göstərilən ağır nəticələrın qarşısını al-
mış olardı. Hal-hazırda az zəhərli və tez parçalanan pestisidlər-
dən, məsələn, piretroidlərdən, ditiokarbamatlardan istifadə olunur.
Dostları ilə paylaş: |