Условие задачи
Сформулируйте третье положение теории химического строения. Среди веществ, формулы которых приведены ниже, выберите пару соединений, которые, по вашему мнению, проявляют наиболее сходные химические свойства. Объясните свой выбор.а) CH3–CH=CH2б) CH3–CH2–OHв) CH3–CH2–CH2–OHг) CH3–O–CH2–CH3
Решение
Ниже представлено подробное решение с использованием положений органической химии.
1. Третье положение теории химического строения
Согласно третьему положению теории химического строения, химические свойства органических соединений в первую очередь определяются наличием и типом функциональных групп, а не общим составом углеводородного остова. Иными словами, вещества, содержащие одну и ту же функциональную группу, обладают сходными химическими свойствами независимо от длины или разветвлённости углеводородного фрагмента. Это положение объясняет, почему спирты, даже различающиеся по количеству углеродных атомов, демонстрируют похожее поведение в реакциях, связанных с группой –OH.
2. Анализ предложенных соединений
Даны следующие вещества:
а) CH₃–CH=CH₂
б) CH₃–CH₂–OH
в) CH₃–CH₂–CH₂–OH
г) CH₃–O–CH₂–CH₃
Рассмотрим каждое из них:
• Соединение (а) имеет двойную связь (CH₃–CH=CH₂). Это алкен, характерный представителю ненасыщенных углеводородов, обладающих свойства алкенов (реакции присоединения).
• Соединения (б) и (в) содержат гидроксильную (–OH) группу, что указывает на то, что они являются спиртами. При этом (б) – этанол, а (в) – пропанол (конкретно – 1-пропанол). Благодаря имеющейся –OH группе, оба вещества способны вступать в реакции, характерные для спиртов (например, окисление, образование эфиров, реакции с металлами и т.д.).
• Соединение (г) имеет эфирную связь (–O–) между двумя углеводородными фрагментами. Это эфир (метоксиэтан), химическая реактивность которого существенно отличается от реакций со спиртами.
3. Выбор пары соединений с наиболее сходными химическими свойствами
Исходя из третьего положения, сходство химических свойств определяется наличием одной и той же функциональной группы. В данном примере спирты (соединения (б) и (в)) содержат идентичную –OH группу, и, несмотря на разницу в длине алкилового остатка (CH₃–CH₂–OH против CH₃–CH₂–CH₂–OH), они будут демонстрировать сходное поведение в реакциях, связанных с этой группой.
Таким образом, пара соединений (б) и (в) проявляет наиболее сходные химические свойства.
4. Объяснение выбора
Выбираем (б) CH₃–CH₂–OH и (в) CH₃–CH₂–CH₂–OH, так как оба вещества являются спиртами. По третьему положению теории химического строения, функциональная группа –OH определяет химическую активность соединения, поэтому спирты, обладающие этой группой, ведут себя схоже в большинстве реакций (окисление, реакция с металлами, образование эфиров). Остальные соединения принадлежат к иным классам (алкены и эфиры) и поэтому их химические свойства существенно отличаются.
Вывод:
Третье положение теории химического строения гласит, что химические свойства вещества определяются его структурой, особенно наличием определённых функциональных групп. Из приведённых веществ пара (б) CH₃–CH₂–OH и (в) CH₃–CH₂–CH₂–OH является наиболее схожей по химическим свойствам, поскольку оба являются спиртами с группой –OH.