АЛЬДЕГІДИ І КАРБОНОВІ КИСЛОТИ

Особливості електронної будови альдегідів зумовлені наявністю в їхніх молекулах карбонільної групи, атом вуглецю якої перебуває у стані sp2-гібридизації. Так, у мурашиному альдегіді три орбіталі атома вуглецю витрачаються на утворення σ-зв’язків із двома атомами водню і атомом кисню. Ці зв’язки, як і в молекулі етилену, лежать в одній площині під кутом 1200. Орбіталь негібридизованого р-електрона атома вуглецю розміщена перпендикулярно до площини σ-зв'язку. Атом кисню однією орбіталлю зв'язаний з атомом вуглецю (зв’язок С–О), другою р-орбіталлю, яка розміщена перпендикуляр 110 Д° першої, утворює з р-орбіталлю вуглецю π-зв'язок.

Електронна густина σ й π-зв'язків карбонільної групи (головним чином π-зв'язку, рухливішого за δ-зв’язок) зміщена від вуглецю до кисню як більш електронегативного атома, внаслідок чого на атомі вуглецю виникає частковий позитивний заряд, на атомі кисню — частковий негативний:

На відміну від етиленового подвійного зв'язку С=С з рівномірним розподілом електронної густини між атомами вуглецю подвійний зв'язок С=О в молекулах альдегідів полярний, що й зумовлює високу реакційну здатність речовин цього класу.

За номенклатурою, що історично склалась, назви альдегідів походять від назв тих кислот, на які вони перетворюються при окисненні: наприклад мурашиний альдегід або формальдегід,— від мурашиної кислоти, оцтовий альдегід, або ацетальдегід,— від оцтової кислоти і т.д. За систематичною номенклатурою назви альдегідів утворюють додаванням суфікса -аль до назв відповідних насичених вуглеводнів, похідними яких можна вважати альдегіди.

Як видно з наведених у таблиці 5 властивостей альдегідів, перший член ряду — мурашиний альдегід — газ, наступні гомологи — рідини, вищі альдегіди — тверді речовини. Мурашиний та оцтовий альдегіди мають різкий задушливий запах, добре розчинні у воді. Водний розчин з масовою часткою формальдегіду 40 % називається формаліном.

Хімічні властивості альдегідів зумовлені насамперед наявністю в їхніх молекулах карбонільної групи.

Реакції приєднання можливі внаслідок розриву подвійного зв'язку карбонільної групи. Приєднання водню, що відбувається при пропусканні суміші формальдегіду і водню над нагрітим каталізатором — порошком нікелю, приводить до відновлення альдегіду у спирт:

Реакції окиснення відбуваються дуже легко за місцем зв'язку С—Н, який перебуває під впливом карбонільного атома кисню. Так, при нагріванні формальдегіду з аміачним розчином оксиду срібла Ag2O (у воді оксид срібла не розчиняється) відбувається окиснення формальдегіду у мурашину кислоту НСООН і відновлення срібла:Срібло виділяється у вигляді тонкого дзеркального нальоту на стінках посудини. Ця реакція має назву реакції срібного дзеркала і є якісною реакцією на альдегідну групу. Вона використовується у промисловості для виробництва дзеркал.

Альдегіди відновлюють гідроксид міді (II) до гідроксиду міді (І), який далі перетворюється на оранжевий оксид міді (І). Реакція відбувається при нагріванні:

2 CuOH → Cu2O + Н2О

Цю реакцію також можна використати для виявлення альдегідів.

У загальному вигляді реакцію окиснення альдегіду можна зобразити так:

Альдегіди вступають у реакції полімеризації. При довгому стоянні формаліну можна помітити утворення білого осаду полімеру формальдегіду — параформу. Реакцію полімеризації можна зобразити схемою:

пН2С==О → (—Н2С—О—)п

Чим нижча температура, тим швидше відбувається цей процес, тому формалін не слід зберігати при температурі, нижчій за 10—12°С. У промисловості цю реакцію використовують для добування поліформальдегіду, вироби з якого є замінниками металевих деталей.