Материал: Травень В.Ф. - Органическая химия. В 3 т. Т. 2

Глава 13. ГАЛОГЕНПРОИЗВОДНЫЕ

АЛКАНОВ

Производные алканов, в молекулах которых один или несколько атомов во-

дорода замещены атомами галогенов — фтора, хлора, брома или иода, называют галогеналканами.

13.1. КЛАССИФИКАЦИЯ И НОМЕНКЛАТУРА

Взависимости от типа атома углерода, связанного с галогеном, галогеналканы классифицируют как первичные, вторичные и третичные, по числу атомов галогена в молекуле различают моно-, ди- и полигалогенпроизводные.

Ниже даны примеры названий галогеналканов по номенклатуре ИЮПАК. Для низших галогенпроизводных указаны названия и по радика- ло-функциональной номенклатуре (эти названия даны в скобках).

13.2.СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

C основными способами получения галогеналканов мы уже познакомились при изучении химии алканов (т. I, гл. 2), алкенов (т. I, гл. 5) и алкинов (т. I, гл. 6). В этом разделе приведены лишь краткие сведения о соответствующих реакциях.

13.3.ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРОЕНИЕ

13.3.1.Физические свойства

Галогенметаны, за исключением иодметана, являются бесцветными газами. Их низшие гомологи представляют собой бесцветные высоколетучие жидкости со сладковатым запахом.

На примере температур кипения (табл. 13.1) интересно проследить, каким образом физические свойства галогеналканов зависят от типа и числа атомов галогенов в молекуле.

Рост атомного номера галогена ведет к росту температуры кипения галогеналкана.

Рост температуры кипения наблюдается и при увеличении числа атомов хлора, брома и иода в молекуле галогеналкана.

Таблица 13.1. Температуры кипения галогеналканов

Важно отметить, что фторпроизводные не подчиняются указанным закономерностям, вероятнее всего, из-за весьма слабых межмолекулярных взаимодействий в этих соединениях.

13.3.2.Электронное строение

Атомы галогенов более электроотрицательны, чем углерод, поэтому связи Csp3–Hal полярны. Характеристики связей C–Hal приведены ниже по данным для галогенметанов, и на примере метилхлорида CH3Cl показаны два способа изображения электронной структуры галогеналкана. Структурная формула иллюстрирует электроноакцепторный эффект хлора и появление дробных зарядов на атомах углерода и хлора, а атомно-орбитальная модель показывает, какие орбитали формируют ковалентные связи в молекуле галогеналкана.

атомно-орбитальная модель

Изменение полярности (мера полярности — дипольный момент) и поляризуемости связей Csp3–X (где Х — галоген) в зависимости от природы атома галогена, а также другие характеристики связей С–Hal в галогенметанах иллюстрируют данные табл. 13.2 (в качестве меры поляризуемости указана рефракция связи). Видно, что в ряду С–F, C–Cl, C–Br, C–I длина связи C–Hal увеличивается, повышается ее поляризуемость, а следовательно, снижается прочность.

Таблица 13.2. Некоторые свойства связей CH3–X