5. Üzvi birləşmələr üçün səciyyəvi olan xüsusiyyətləri sadalayın.
6. Üzvi birləşmələrin sayının çox olması karbon elementinin hansı xüsusiyyətləri ilə əlaqə-
dardır?
7. Hansı iki element əksər üzvi maddələrin tərkibində olur? Belə üzvi maddələri yandır-
dıqda, adətən, hansı iki mürəkkəb maddə əmələ gəlir?
8. XIX əsrdə üzvi kimyanın inkişafında mühüm əməyi olan alimlərin adlarını sadalayın.
• üzvi birləşmə • üzvi kimya • üzvi birləşmələrin xüsusiyyətləri •
Açar sözlər
Öyrəndiklərinizi tətbiq edin və yoxlayın
3
147
• VIII fəsil •
Karbohidrogenlər
•
Ü
ZVİ BİRLƏŞMƏLƏRİN KİMYƏVİ QURULUŞ NƏZƏRİYYƏSİ.
ÜZVİ BİRLƏŞMƏLƏRİN TƏSNİFATI
XIX əsrin ortalarında rus alimi A.M.Butlerov üzvi birləşmələrin kimyəvi quruluş
nəzəriyyəsini irəli sürdü . Bu nəzəriyyənin bəzi müddəaları ilə tanış olaq.
1. Üzvi maddələrin molekullarında atomlar bir-biri ilə öz valentliklərinə müvafiq
olaraq müəyyən ardıcıllıqla birləşmişdir.
• Molekulda atomların birləşməsi ardıcıllığına maddənin kimyəvi quruluşu deyilir.
Məsələn, metan CH
4
, propan C
3
H
8
və butan C
4
H
10
molekullarının kimyəvi quruluş-
ları aşağıdakı kimi göstərilir:
39
– Nə üçün etil spirti və dimetil efiri adlanan üzvi birləşmələr eyni C
2
H
6
O molekulyar
formuluna malik olmalarına baxmayaraq müxtəlif xassəlidir?
Təchizat: molekulların mil-kürəcik modellərini yığmaq üçün detallar.
C
4
H
10
tərkibli karbohidrogen molekulunun mümkün olan modellərini yığın və suallara cavab
verin:
– C
4
H
10
tərkibli karbohidrogeni neçə modellə göstərmək olar?
– Bu modellərdə karbonun IV valentliyi gözlənilirmi?
– Aşağıdakı iki –
a
və
b
formulları yığdığınız modelləri əks etdirirmi?
– Sizcə, n-butan və izobutan adlanan karbohidrogenlərin xassələri eynidirmi?
H
H
H
H
H
H H H C H
(a)
H – C – C – C – C – H
(b)
H – C – C – C – H
H
H
H H H H
H
n-butan, t
qay.
= –0,5°C izobutan, t
qay.
= –11,7°C
Fəaliyyət
İzomerlik hadisəsi
•
Üzvi birləşmələrin kimyəvi quruluş nəzəriyyəsinin ya-
radıcısı. Bir çox üzvi birləşmələrin izomerliyini tədqiq
etmiş, eləcə də bir sıra üzvi maddələrin sintezini həyata
keçirmişdir.
A.M.Butlerov
(1828–1886)
Rus kimyaçısı
C
4
H
10
Propan C
3
H
8
Metan CH
4
Butan C
4
H
10
tam quruluş formulları
qısa quruluş formulları
CH
3
— CH
2
— CH
3
CH
3
— CH
2
— CH
2
— CH
3
148
Bu müddəadan belə bir nəticəyə gəlmək olur ki, hər bir üzvi maddə müəyyən bir
kimyəvi quruluşa malikdir.
2. Maddələrin xassələri molekulun vəsfi və miqdari tərkibi ilə yanaşı, onun
quruluşundan da asılıdır.
Fəaliyyətdə aparılan araşdırmadan aydın oldu ki, C
4
H
10
tərkibli karbohidrogendə
karbon atomlarının birləşmə ardıcıllığı dəyişdikdə xassələri fərqli olan iki müxtəlif
maddə – butan və izobutan əmələ gəlir. Belə birləşmələr izomerlər adlanır.
Eyni
fikirləri etil spirti C
2
H
6
O və dimetil efiri C
2
H
6
O haqqında da demək olar:
H H H H
H– C– C–O–H H–C–O–C–H
H H H
H
etil spirti
C
2
H
6
O
dimetil efiri
C
2
H
6
O
78
C-də qaynayan mayedir; suda istənilən qazdır (–24 C-də qaynayır), suda az həll
nisbətdə həll olur, natriumla reaksiyaya girir olur, natriumla reaksiyaya girmir
Deməli, etil spirti (CH
3
CH
2
OH) və dimetil efiri (CH
3
–O–CH
3
) bir-birinin izo-
merləridir.
• Molekullarının tərkibi eyni, kimyəvi quruluşu və buna görə də xassələri ilə bir-
birindən fərqlənən maddələrə izomerlər, bu hadisəyə isə izomerlik deyilir.
Beləliklə, kimyəvi quruluş nəzəriyyəsi üzvi maddələrin say, tərkib və quruluşca
müxtəlifliyini dördvalentli karbon atomunun xətti, şaxəli, qapalı zəncir əmələ gətir-
məsi ilə yanaşı, izomerlik hadisəsi ilə də izah edir.
Üzvi birləşmələrin təsnifatı
Element tərkibinə görə üzvi birləşmələrin ən sadəsi karbohidrogenlərdir. Karbo-
hidrogenlər karbon zəncirinin qapalı və ya açıq zəncirli olmasından asılı olaraq tsiklik
və atsiklik (alifatik) karbohidrogenlərə bölünür (sxem
1
).
Atsiklik karbohidrogenlər, öz növbəsində, doymuş və doymamış karbohidrogen-
lərə, tsiklik karbohidrogenlər isə alitsiklik və aromatik karbohidrogenlərə ayrılır.
Doymuş karbohidrogenlərdə yalnız birqat C–C, doymamış karbohidrogenlərdə isə
ikiqat C=C və ya üçqat C
C rabitələri mövcuddur.
Bütün üzvi birləşmələrə müxtəlif sinif karbohidrogenlər və onların törəmələri kimi
baxmaq olar. Karbohidrogenlərdə hidrogen atomlarının digər atom və ya atom
qrupları ilə əvəz edilməsindən alınan birləşmələr karbohidrogenlərin törəmələri
adlanır. Məsələn, doymuş karbohidrogenlərin ən sadə nümayəndəsi olan metanın bir
neçə törəməsinin formulları cədv. 39.1-in sonuncu sütununda verilmişdir.
Bilik qutusu
• Hazırda 2-ci müddəaya əsaslanaraq maddələrə müəyyən kimyəvi qu-
ruluş verməklə, tələb olunan xassələrə malik maddələri (dərmanları, boyaları və s.)
məqsədyönlü şəkildə sintez etmək mümkündür.
3
149
• VIII fəsil •
Karbohidrogenlər
•
Cədvəl 39.1-dəki formullarda göstərilən –Cl, –OH, –CHO, –COOH, –NH
2
atom
və atom qrupları funksional qrup adlanır.
Funksional qrup – üzvi birləşmələrin xarakterik kimyəvi xassələrini və onların
müəyyən sinfə mənsub olduğunu əks etdirən atom və ya atomlar qrupudur (cədv. 39.1).
Cədvəl 39.1.
Üzvi birləşmələrin əsas funksional qrupları və sinifləri
Funksional qrup
Sinfin ümumi formulu
Misal
Hal = F, Cl, Br, I
halogenlər
R* – Hal
halogenli törəmələr
CH
3
–Cl
xlormetan
– OH
hidroksil qrupu
R–OH
spirtlər
CH
3
–OH
metanol
О
– C və ya –CHO
H
аldehid qrupu
О
R – C
H
аldehidlər
CH
3
–CHO
аsetaldehid
О
– C və ya –COOH
ОH
karboksil qrupu
О
R – C
ОH
karbon turşuları
CH
3
–COOH
sirkə turşusu
– NH
2
, – COOH
H
2
N–R–COOH
aminturşular
H
2
N–CH
2
–COOH
аminsirkə turşusu
• Tərkibində müəyyən funksional qrupun olma-
sı nəticəsində xarakterik kimyəvi xassələrə malik
maddələr məcmusuna sinif deyilir.
Cədvəl 39.1-də əsas funksional qruplar və
onlara müvafiq olan üzvi birləşmələrin sinifləri də
verilmişdir.
Аlitsiklik
karbohidrogenlər
Тsikloalkanlar C
n
H
2n
CH
2
H
2
C CH
2
H
2
C CH
2
CH
2
tsikloheksan
Doymuş
karbohidrogenlər
(Аlkanlar) C
n
H
2n+2
CH
4
mеtan
H
3
C – CH
3
etan
Atsiklik karbohidrogenlər
(açıq karbon zəncirli)
Tsiklik karbohidrogenlər
(qapalı karbon zəncirli)
Doymamış
karbohidrogenlər
Alkenlər C
n
H
2n
:
CH
2
=CH
2
еtilen
Alkinlər C
n
H
2n–2
:
CH
CH
аsetilen
Alkadienlər C
n
H
2n–2
:
CH
2
=CH–
CH=CH
2
divinil
Аromatik
karbohidrogenlər
benzol
KARBOHİDROGENLƏR
Sxem 1
R (radikal oxunur) – karbo-
hidrogen molekulundan H
atomunun və ya atomlarının
qoparılmasından sonra qalan
qalıq; məsələn, CH
3
metil
radikalı – metanın (CH
4
)
qalığıdır.
*
150
1. Səhv ifadəni göstərin. Kimyəvi quruluş nəzəriyyəsinə əsasən ...
A) molekulda atomlar müəyyən ardıcıllıqla birləşir
B) molekulda atomların birləşmə ardıcıllığı maddənin xassəsinə təsir edir
C) molekulda C atomlarının birləşmə ardıcıllığı dəyişdikdə maddənin xassəsi də dəyişir
D) maddənin xassəsi onun kimyəvi quruluşundan asılı deyil
E) molekulda atomların birləşmə ardıcıllığına kimyəvi quruluş deyilir
2. İzomerləri göstərin.
1. C
2
H
5
OH
2. C
3
H
7
OH
3. CH
3
–O–CH
3
4. C
3
H
7
–O–C
3
H
7
A) 1,3
B) 2,4
C) 1,2
D) 2,3
E) 3,4
3. İzomerləri bir-birindən fərqləndirən bir neçə xüsusiyyəti sadalayın.
4. İzomerlərin hansı iki xüsusiyyəti eynidir?
5. Karbon-disulfid CS
2
, dixlormetan CH
2
Cl
2
və butanın C
4
H
10
quruluş formullarını yazın.
6. Karbohidrogenlərin say, tərkib və quruluşca müxtəlifliyi nə ilə əlaqədardır?
7. Spirt, aldehid və karbon turşularının funksional qruplarını yazın.
8. Tsiklik və atsiklik karbohidrogenlər bir-birindən nə ilə fərqlənir?
9. Üzvi birləşmələrin kimyəvi quruluş nəzəriyyəsinin əsas müddəaları kim tərəfindən irəli
sürülmüşdür?
10. Sizcə, maddənin xassələri haqqında hansı formul – molekulyar, yoxsa quruluş formulu
daha geniş məlumat verir?
Quruluş formulları
Qısa quruluş formulları (
1, 2, 3
) əsasında nə söyləyə bilərsiniz?
CH
3
CH
3
CH
3
–CH
2
–CH
2
–CH
2
–CH
3
CH
3
– CH – CH
2
– CH
3
CH
3
– C – CH
3
Cavab:
CH
3
– Göstərilənlər (
1, 2, 3
) C
5
H
12
tərkibli karbohidrogenin izomerləridir, çünki hər üçü
eyni tərkibə malikdir.
– Hər bir molekulda 4 ədəd C–C (qeyri-polyar) və 12 ədəd C–H (az polyar) rabitə var.
– Hər bir molekulda
(C–C) kovalent rabitə ətrafında atom və atom qrupları fırlanır.
Tapşırıq. C–C–C bucağının təxminən 109
olduğunu nəzərə alaraq bu üç molekulun
müstəvi, yoxsa üçölçülü (fəza) quruluşda olduqları haqqında fikir söyləyin
və cavabınızı əsaslandırın.
nü
mu
nə
• üzvi birləşmələrin kimyəvi quruluş nəzəriyyəsi • kimyəvi quruluş •
• izomerlik • funksional qrup
• üzvi birləşmələr sinfi •
Açar sözlər
Öyrəndiklərinizi tətbiq edin və yoxlayın
2
1
3
3
151
• VIII fəsil •
Karbohidrogenlər
•
D
OYMUŞ KARBOHİDROGENLƏR (alkanlar). METAN
Karbohidrogenlər – molekulları karbon və hidrogen atomlarından ibarət olan
maddələrdir.
• Molekullarında karbon atomları bir-birilə birqat rabitə ilə birləşmiş atsiklik
karbohidrogenlər doymuş karbohidrogenlər adlanır; məsələn:
H H H
H H H H H
H
H – C – C – H H – C – C – C – H H – C – C – C – C – H və ya
H H
H
H H H H
H
H
etan
C
2
H
6
propan
C
3
H
8
butan
C
4
H
10
H
3
C – CH
3
H
3
C – CH
2
– CH
3
H
3
C – CH
2
– CH
2
– CH
3
Şəkil
a, b, c
-də metan, etan və butan molekullarının modelləri göstərilmişdir. Şə-
kildən görünür ki, metan molekulu, həmçinin doymuş karbohidrogen molekulunda
istənilən karbon atomu tetraedrik quruluşa malikdir.
Metan (
a
), etan (
b
) və butan (
c
) molekullarının mil-kürəcik və kürəcik modelləri
Fəsil
KARBOHİDROGENLƏR
8
40
– Qaz halındadır. Məişətdə və sənayedə yanacaq kimi istifadə olunur. Bir çox
maddələrin alınması üçün xammaldır. Söhbət hansı maddədən gedir?
Təchizat: ştativ, qazaparan boru, natrium-asetat, NaOH, həvəngdəstə, KMnO
4
məhlulu,
bromlu su, spirt lampası, 3 sınaq şüşəsi, kibrit,
Işin gedişi: natrium-asetatla natrium-hidroksidi həvəngdəstədə yaxşı-yaxşı qarışdırıb
sınaq şüşəsinə tökün. Sınaq şüşəsini üfüqi vəziyyətdə ştativə bərkidin və ağzına
qazaparan boru taxın. Qarışığı spirt lampası ilə qızdırın və qazaparan borudan çıxan qazı
kibritlə yandırın. Sonra qazaparan borunun ucunu növbə ilə sınaq şüşələrində əvvəlcədən
hazırlanmış və həcmi 2–3 ml olan bromlu su və çox duru kalium-permanqanat məhlu-
lundan keçirin və müşahidə aparın.
Nəticəni müzakirə edin:
– Metan havada hansı alovla yanır?
– Metanı bromlu su və KMnO
4
məhlulundan keçirdikdə məhlulların rəngi dəyişdimi?
– Sizcə, metan hansı tip reaksiyalara daxil ola bilər?
Fəaliyyət
Metanın alınması və bəzi kimyəvi xassələri
(a)
(b)
(c)
152
Beynəlxalq nomenklaturaya görə, doymuş karbohidrogenlər alkanlar adlanır.
Yuxarıdakı sxemlərdə bir sıra alkanların formulları və adları verilmişdir. Alkanların
ilk nümayəndəsi metandır CH
4
.
Metan (CH
4
), etan (C
2
H
6
), propan (C
3
H
8
) və s. alkanların formullarının müqayi-
səsindən görünür ki, tərkibcə sıranın hər bir üzvü özündən əvvəlkindən –CH
2
–
metilen qrupu qədər fərqlənir. –CH
2
– qrupu homoloji fərq adlanır.
• Eyni bir sinfə daxil olan və molekul tərkibinə görə bir-birindən bir və ya bir neçə
metilen (–CH
2
–) qrupu ilə fərqlənən maddələr homoloqlar adlanır.
Metan (CH
4
), etan (C
2
H
6
), propan (C
3
H
8
), butan (C
4
H
10
), pentan (C
5
H
12
) və s. bir-
birinin homoloqlarıdır. Molekul kütlələrinin artması ardıcıllığı ilə yerləşmiş homo-
loqlar homoloji sıra əmələ gətirir. Baxılan sıra doymuş karbohidrogenlərin homoloji
sırasıdır.
Homoloji sıranın bütün üzvlərinin tərkibini bir ümumi formulla ifadə etmək olar.
Məsələn, alkanların tərkibini C
n
H
2n+2
ümumi formulu ilə göstərmək, nisbi mole-
kul kütlələrini isə M
r
(C
n
H
2n+2
) = 14n + 2 ifadəsi ilə hesablamaq olar (n
1); (burada
n – molekulda C atomlarının sayını göstərir).
Təbiətdə yayılması. Metan təbiətdə bitki və heyvan qalıqlarının havasız mühitdə
(bataqlıqlarda, şaxtalarda) parçalanması nəticəsində əmələ gəlir. Odur ki metanı çox
vaxt bataqlıq və ya şaxta qazı adlandırırlar.
Metan təbii qazın əsas (80–97%) tərkib hissəsidir. O, neftlə birlikdə çıxan qazlarda
da olur.
Fiziki xassələri. Metan – iysiz, rəngsiz, havadan təxminən 2 dəfə yüngül qazdır.
Etan, propan və butan da həmçinin qazdır. Sıranın sonrakı 11 nümayəndəsi (C
5
H
12
–
C
15
H
32
) maye, qalanları isə bərk maddələrdir. Metan suda praktik olaraq həll olmur.
Propan və butan adi temperaturda təzyiq altında asan mayeləşir.
Bilik qutusu
• Yunanca “homoloqos” – “oxşar” deməkdir.
Alkanların tərkib və quruluşuna aid hesablamalar
Alkanın nisbi molekul kütləsi 44-dür. Alkanı adlandırın və onun molekulundaki
(C–C)
və
(C–H) rabitələrinin ümumi sayını hesablayın.
Həlli:
14n+2 ifadəsindən molekulda C atomlarının sayı tapılır, ona əsasən alkanın quruluş
formulu çəkilir və oradan C–C və C–H
-rabitələrin ümumi sayı hesablanır:
M
r
(alkan) = 14n+2 = 44; 14n = 42; n =3.
Deməli, alkan propandır və onun quruluş formulundan
tapırıq:
(C–C) rabitələrinin sayı = 2,
(C–H) rabitələrinin sayı = 8;
-rabitələrin ümumi sayı = 2 + 8 = 10.
Məsələ. Qaz halında olan alkanın hidrogenə görə sıxlığı 29-dur. Alkanın molekulyar
formulunu müəyyən edin.
nü
mu
nə
H
H
H – C – C – C – H
H
H
H
H
3
153
• VIII fəsil •
Karbohidrogenlər
•
Kimyəvi xassələri. Metan kimyəvi cəhətdən az fəal maddədir. O, adi şəraitdə turşu-
lara, qələvilərə, oksidləşdiricilərə qarşı davamlıdır, bromlu suyu və kalium-perman-
qanat məhlulunu rəngsizləşdirmir.
Metan əvəzetmə, oksidləşmə və parçalanma reaksiyalarına daxil olur.
I. Əvəzetmə reaksiyalarında C–H rabitəsi qırılır və H atomu digər atomla əvəz
olunur. Məsələn, işığın (h
) və ya temperaturun təsiri ilə xlor metan molekulundakı
hidrogen atomlarını tədricən əvəz edərək müxtəlif xlorlu törəmələrin qarışığını
əmələ gətirir:
CH
4
+ Cl
2
hν
CH
3
Cl + HCl CH
3
Cl + Cl
2
hν
CH
2
Cl
2
+ HCl
xlormetan dixlormetan
CH
2
Cl
2
+ Cl
2
hν
CHCl
3
+ HCl CHCl
3
+ Cl
2
hν
CCl
4
+ HCl
trixlormetan tetraxlormetan
(xloroform)
Brom da metanla bu cür qarşılıqlı təsirdə olur.
II. Metan böyük miqdarda istilik ayırmaqla, demək olar ki, rəngsiz alovla yanır.
Bu zaman karbon qazı və su əmələ gəlir:
CH
4
+ 2O
2
t
CO
2
+ 2H
2
O + Q
Metan hava ilə partlayış törədə bilən qarışıqlar əmələ gətirir. Belə qarışıqlar
şaxtalarda və zavod qazanxanalarında, yaşayış mənzillərində yarana bilər.
Metanın su buxarı ilə konversiyasından sintez-qaz alınır:
CH
4
+ H
2
O
(bux)
kat.
t,
CO + 3H
2
sintez-qaz
III. Yüksək temperaturda metan parçalanır. Şəraitdən asılı olaraq ondan duda
(his), asetilen (C
2
H
2
) və etilen (C
2
H
4
) qazları alınır:
CH
4
t
C + 2H
2
2CH
4
t
HC
CH + 3H
2
2CH
4
kat.
t,
H
2
C=CH
2
+ 2H
2
duda asetilen etilen
Üzvi birləşmələrin molekullarından hidrogen molekulunun ayrılması reaksiyaları
dehidrogenləşmə reaksiyaları adlanır.
Dostları ilə paylaş: |