Химиялык заттардын басымдуу бөлүгүнө кирген эң кеңири таралган химиялык элементтердин бири кычкылтек. Органикалык эмес жана органикалык химия курсунда оксиддер, кислоталар, негиздер, спирттер, фенолдор жана башка кычкылтек камтыган бирикмелер изилденет. Биздин макалада биз касиеттерин изилдеп, ошондой эле аларды өнөр жайда, айыл чарбасында жана медицинада колдонуунун мисалдарын келтиребиз.
Оксиддер
Түзүлүшү боюнча эң жөнөкөй металлдардын жана металл эместердин кычкылтек менен бинардык бирикмелери. Оксиддердин классификациясы төмөнкүдөй топторду камтыйт: кислоталуу, негиздүү, амфотердик жана индиференттүү. Бардык бул заттардын бөлүнүшүнүн негизги критерийи – бул кайсы элементтин кычкылтек менен биригиши. Бул металл болсо, анда алар негизги болуп саналат. Мисалы: CuO, MgO, Na2O - жездин, магнийдин, натрийдин оксиддери. Алардын негизги химиялык касиети - кислоталар менен болгон реакция. Ошентип, жез оксиди хлорид кислотасы менен реакцияга кирет:
CuO + 2HCl -> CuCl2 + H2O +63,3 кДж.
Бинарлык кошулмалардын молекулаларында металл эмес элементтердин атомдорунун болушу алардын кычкыл оксиддерге таандык экендигин көрсөтөт, мисалы, суутек оксиди H2O, көмүр кычкыл газы CO 2, фосфор пентоксиди P2O5. Мындай заттардын щелочтор менен реакцияга кирүү жөндөмдүүлүгү алардын негизги химиялык мүнөздөмөсү болуп саналат.
Реакциянын натыйжасында эки типтеги туздар пайда болушу мүмкүн: кычкыл же орто. Бул канча моль щелочтун реакциясына жараша болот:
- CO2 + KOH=> KHCO3;
- CO2+ 2KOH=> K2CO3 + H2O.
Цинк же алюминий сыяктуу химиялык элементтерди камтыган кычкылтекти камтыган кошулмалардын дагы бир тобу амфотердик оксиддер деп аталат. Алардын касиеттери боюнча кислоталар жана щелочтор менен химиялык өз ара аракеттенүү тенденциясы бар. Кислотанын оксиддеринин суу менен өз ара аракеттенүүсүнүн продуктулары кислоталар болуп саналат. Мисалы, күкүрт ангидриди менен суунун реакциясында сульфат кислотасы пайда болот. Кислоталар - кычкылтек камтыган кошулмалардын эң маанилүү класстарынын бири.
Кислоталар жана алардын касиеттери
Кышкыл калдыктарынын комплекстүү иондору менен байланышкан суутек атомдорунан турган бирикмелер кислоталар болуп саналат. Шарттуу түрдө алар органикалык эмес, мисалы, көмүр кычкыл, сульфат, нитрат жана органикалык бирикмелерге бөлүнөт. Акыркыларына уксус кислотасы, кумурска, олеин кислоталары кирет. Заттардын эки тобу тең окшош касиеттерге ээ. Ошентип, алар негиздер менен нейтралдаштыруу реакциясына кирет, туздар менен жананегизги оксиддер. Суу эритмелериндеги дээрлик бардык кычкылтек камтыган кислоталар экинчи түрдөгү өткөргүч болуп, иондорго диссоциацияланат. Индикаторлордун жардамы менен суутек иондорунун ашыкча болушуна байланыштуу алардын чөйрөсүнүн кислоталуулугун аныктоого болот. Мисалы, кызгылт көк лакмус кислота эритмесин кошкондо кызыл түскө айланат. Органикалык бирикмелердин типтүү өкүлү болуп карбоксил тобу бар уксус кислотасы саналат. Ал заттын кислоталык касиетин аныктоочу суутек атомун камтыйт. Бул түссүз суюктук, өзгөчө ачуу жыты бар, 17°С төмөн температурада кристаллдашат. CH3COOH, башка кычкылтек камтыган кислоталар сыяктуу, сууда каалаган пропорцияда эң сонун эрийт. Анын 3 - 5% эритмеси күнүмдүк турмушта уксус деген ат менен белгилүү, ал тамак жасоодо татымал катары колдонулат. Зат ошондой эле ацетатты жибекти, боёкторду, пластмассаларды жана кээ бир дары-дармектерди өндүрүүдө колдонула баштаган.
Кычкылтек камтыган органикалык кошулмалар
Химияда көмүртек жана суутектен тышкары кычкылтек бөлүкчөлөрүн камтыган заттардын чоң тобун ажыратууга болот. Бул карбон кислоталары, эфирлер, альдегиддер, спирттер жана фенолдор. Алардын бардык химиялык касиеттери молекулалардагы өзгөчө комплекстердин – функционалдык топтордун болушу менен аныкталат. Мисалы, атомдордун ортосундагы чектөөчү байланыштарды гана камтыган спирттин жалпы химиялык формуласы ROH, мында R углеводороддун радикалы. Бул кошулмалар, адатта, алкандардын туундулары катары каралат, алардын бирисуутек атому гидроксо тобу менен алмаштырылат.
Спирттердин физикалык жана химиялык касиеттери
Спирттердин агрегаттык абалы суюк же катуу кошулмалар. Спирттердин арасында газ түрүндөгү заттар жок, муну алсыз суутек байланыштары менен байланышкан бир нече молекулалардан турган ассоциациялардын – топтордун пайда болушу менен түшүндүрүүгө болот. Бул факт дагы төмөнкү спирттердин сууда жакшы эригин аныктайт. Бирок суудагы эритмелерде кычкылтекти камтыган органикалык заттар – спирттер иондорго диссоциацияланбайт, индикаторлордун түсүн өзгөртпөйт, башкача айтканда нейтралдуу реакцияга ээ. Функционалдык топтун суутек атому башка бөлүкчөлөр менен начар байланышкан, ошондуктан, химиялык өз ара аракеттенүүдө ал молекуладан чыгып кете алат. Эркин валенттүүлүктүн ошол эле жеринде ал башка атомдор менен алмаштырылат, мисалы, активдүү металлдар менен реакцияларда же щелочтор менен - металл атомдору. Платиналык тор же жез сыяктуу катализаторлордун катышуусунда спирттер күчтүү кычкылдандыргычтар, калий бихроматы же калий перманганаты аркылуу альдегиддерге чейин кычкылданышат.
Эстерификация реакциясы
Кычкылтекти камтыган органикалык заттардын: спирттердин жана кислоталардын эң маанилүү химиялык касиеттеринин бири бул эфирлердин пайда болушуна алып келүүчү реакция. Ал чоң практикалык мааниге ээ жана өнөр жайда тамак-аш өнөр жайында эриткич катары колдонулуучу эфирлерди алуу үчүн колдонулат (мөмө-жемиш эссенциялары түрүндө). Медицинада кээ бир эфирлер спазмолитиктер катары колдонулат, мисалы, этил нитрит перифериялык кан тамырларды кеңейтет жанаизоамил нитрит - коронардык артериялардын спазмаларынан коргоочу. Этерификация реакциясынын теңдемеси төмөнкүдөй:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
Андагы CH3COOH уксус кислотасы жана C2H5OH спирт этанолунун химиялык формуласы.
Альдегиддер
Эгер кошулма –COH функционалдык тобун камтыса, анда ал альдегиддерге кирет. Алар, мисалы, жез оксиди сыяктуу кычкылдандыргычтар менен спирттердин андан ары кычкылдануу продуктулары катары көрсөтүлөт.
Формиктин же ацетальдегиддин молекулаларында карбонил комплексинин болушу алардын башка химиялык элементтердин атомдорун полимерлөө жана бириктирүү жөндөмдүүлүгүн аныктайт. Карбонил тобунун бар экендигин жана заттын альдегиддерге таандык экендигин далилдөө үчүн колдонула турган сапаттык реакциялар күмүш күзгү реакциясы жана ысытылганда жез гидроксиди менен өз ара аракеттенүүсү:
Өнөр жайда уксус кислотасын өндүрүү үчүн колдонулган ацетальдегид эң көп колдонууну алды - органикалык синтездин чоң тоннаждык продуктусу.
Кычкылтек камтыган органикалык бирикмелердин касиеттери - карбон кислоталары
Карбоксил тобунун болушу - бир же бир нече - карбон кислоталарынын өзгөчөлүгү. Функционалдык топтун түзүлүшүнө байланыштуу кислота эритмелеринде димерлер пайда болушу мүмкүн. Алар суутек байланыштары менен байланышкан. бирикмелер суутек катиондоруна жана кислота калдыктары аниондоруна диссоциацияланат жана алсыз электролиттер болуп саналат. Чектөө бир катар биринчи өкүлү болуп саналатмононегиздик кислоталар - кумурска же метан, ал экинчи түрдөгү орточо күчтүү өткөргүч болуп саналат. Молекулаларда жөнөкөй гана сигма байланыштарынын болушу чекти көрсөтөт, бирок алардын курамында кош пи байланыштары бар болсо, булар каныкпаган заттар. Биринчи топко метан, уксус, бутирик сыяктуу кислоталар кирет. Экинчиси суюк майлардын курамына кирген кошулмалар менен көрсөтүлөт - майлар, мисалы, олеин кислотасы. Кычкылтек камтыган бирикмелердин химиялык касиеттери: органикалык жана органикалык эмес кислоталар негизинен окшош. Ошентип, алар активдүү металлдар, алардын оксиддери, щелочтор, ошондой эле спирттер менен өз ара аракеттене алышат. Мисалы, уксус кислотасы натрий, оксид жана каустикалык сода менен реакцияга кирип туз – натрий ацетатын пайда кылат:
NaOH + CH3COOH→NaCH3COO + H2O
Өзгөчө орунду жогорку карбондуу кычкылтек камтыган кислоталардын кошулмалары ээлейт: стеарин жана пальмитин, үч атомдуу каныккан спирт менен - глицерин. Алар эфирлерге кирет жана майлар деп аталат. Ошол эле кислоталар натрий жана калий туздарынын курамына кычкыл калдык катары кирет жана самындарды түзөт.
Майлар жана самындар
Жапайы жаратылышта кеңири таралган жана энергияны эң көп талап кылган зат катары жетектөөчү ролду ойногон маанилүү органикалык кошулмалар - майлар. Алар жеке кошулма эмес, гетерогендик глицериддердин аралашмасы. Булар метанол жана фенол сыяктуу эле гидроксил функционалдуу топторун камтыган чектөөчү көп атомдуу спирт - глицериндин бирикмелери. Майлар гидролиздениши мүмкүнкатализаторлордун катышуусунда суу менен ысытуу: щелочтор, кислоталар, цинктин оксиддери, магний. Реакциянын продуктылары глицерин жана түрдүү карбон кислоталары болот, андан ары самын өндүрүү үчүн колдонулат. Бул процессте кымбат баалуу табигый жеген майларды колдонбоо үчүн парафинди кычкылдандыруу жолу менен керектүү карбон кислоталары алынат.
Фенолдор
Камтыган кычкылтекти камтыган кошулмалардын класстарын ойлоп табуу менен фенолдорго көңүл буралы. Алар бир же бир нече функционалдуу гидроксил топторуна туташтырылган -C6H5 фенил радикалы менен көрсөтүлгөн. Бул класстын эң жөнөкөй өкүлү - карбол кислотасы же фенол. Өтө начар кислота катары щелочтор жана активдүү металлдар - натрий, калий менен өз ара аракеттене алат. Бактерициддик касиеттери айкын болгон зат - фенол медицинада, ошондой эле боёкторду жана фенол-формальдегид чайырларын өндүрүүдө колдонулат.
Биздин макалада биз кычкылтек камтыган кошулмалардын негизги класстарын изилдеп, ошондой эле алардын химиялык касиеттерин карап чыктык.
