В последние годы содержание курса органической химии в химических вузах сильно изменилось, что связано с большими успехами теоретической органической химии. Появился ряд фундаментальных учебников и пособий по этому предмету, в которых строение и свойства органических соединений рассматриваются с новых теоретических позиций. К ним относятся книги: А. Н. Несмеянов, Н. А. Несмеянов. «Начала органической химии», т. I и II. М. —Л., «Химия», 1969, 1970; Дж. Роберте, М. Касерио. «Основыорганической химии», т. I и II, «Мир», 1968; К. Д. Ненице-ску. «Органическая химия», т. I и II. ИЛ, 1962, 1963, и ряд других.
Что касается задачников по органической химии, то, к сожалению, большинство их вопросам современной теории не уделяет должного внимания. Исключением является книга А. Е. Агро-номова и др. «Задачи и упражнения по органической химии», Изд-во МГУ, 1971. Однако она рассчитана на курс органической химии, читаемый на химических факультетах университетов.
Для химико-технологических вузов подобного пособия в отечественной литературе нет. Пособие «Задачи и упражнения по органической химии» В. М. Альбицкой и В. И.Серковой под ред. чл.-корр. АН СССР А. А. Петрова отражает в основном фактический материал органической химии. Существенной особенностью данного пособия является то, что упражнения по фактическому материалу тесно увязаны с вопросами современной теории органической химии. Свойства каждого класса соединений рассматриваются на основе характеристики химических связей, электронного и пространственного строения молекул. Большое внимание уделяется условиям проведения органических реакций, их механизмам, влиянию структурных факторов на реакционную способность органических соединений. Важность физических методов исследования учтена включением в сборник задач на спектральные свойства (ИК-, УФ- и ЯМР-спектры) органических соединений по каждому классу соеди-
Настоящее пособие существенно отличается и по форме от ранее изданных задачников по органической химии: оно содержит не только задачи, но и вопросы, что, по мнению авторов, должно концентрировать внимание студентов на основных теоретических • положениях курса и тем самым облегчить им изучение современной органической химии.
Авторы предусмотрели возможность применения задач для составления вариантов контрольных заданий. Поэтому по некоторым вопросам в сборнике содержится ряд однотипных задач, отличающихся лишь объектами или несколько иным подходом к рассматриваемому вопросу. Задачи более трудные, а также выходящие за пределы программы, отмечены звездочками и на них даны ответы. Наряду с тривиальной и рациональной номенклатурами в.сборнике использована также современная систематическая номенклатура ШРАС. Спектры даны в основном по атласу Sadler Stan-dart Spectra. В конце задачника приведены спектральные таблицы. Авторы с благодарностью примут все критические замечания по поводу сборника.
ВВЕДЕНИЕ
1. Что является предметом изучения органической химии? Чем обусловлено выделение органической химии в самостоятельную научную дисциплину?
2. Сформулируйте основные положения теории химического строения А. М. Бутлерова. Охарактеризуйте ее значение для развития органической химии.
, 3. Что положено в основу, классификации органических соединений? По какому принципу определяется принадлежность органического соединения к определенному ряду, классу?
4. К какому ряду и классу следует отнести каждое из соединений:
а) дивинил СНа=СН—СН=СН2
б) изобутиловый спирт (СН3)2СН—СН2ОН
в) ацетон СН3—СО—СН3
г) хлорциклопентан / \
\/
д) циклогексиламин (^ V-NH.,
е) нитробензол / \—N02
, // \_РППН
ж) никотиновая кислота vA^/n
•^N/
/СН2—СН2\
з) диоксан О< >О
ХСН2—СН/
5. Охарактеризуйте роль квантовомеханических представлений в развитии вопроса о природе химической связи.
6. Дайте определение основным типам химической связи — ионной и ковалентной. Укажите физические причины возникновения связи между атомами. Приведите примеры двухатомных молекул: а) с ионной связью; б) с ковалентной связью.
7. Охарактеризуйте химические связи в молекулах следующих соединений: а) фтора, б) метана, в) бромистого водорода, г) фторида натрия, д) амида натрия.
8. Какую химическую связь называют донорно-акцепторной?. Приведите примеры молекул с донорно-акцепторной связью.
9. Охарактеризуйте химические связи в молекулах следующих соединений: а) окиси углерода, б) бромида аммония, в) азотной кислоты, г) всех оксидов азота.
10. Приведите электронное строение следующих молекул и ионов: а) аммиака и иона МЩ; б) воды, иона Н3О+ и иона ОН"; в) брома, аниона ВГ и катиона Вг+; г) Н2, Н+ и Н~; д) HNO2, N02, NOj, N0+.
11. Дайте определение о- и л-связям. Приведите примеры органических и неорганических соединений, в молекулах которых имеются: а) только ст-связи, б) от- и л;-связи.
12. Приведите электронные конфигурации атома углерода в основном и возбужденном состояниях. Как объяснить равноценность всех связей в молекуле метана?
13. -Какие виды гибридизации возможны для атома углерода? Охарактеризуйте в каждом случае форму и пространственную направленность атомных орбиталей.
14. Охарактеризуйте химические связи в молекулах: а) этана, б) этилена, в) ацетилена. Приведите атомно-орбитальные схемы строения этих соединений.
15. Какие частицы называют свободными радикалами? Чем они отличаются от ионов? Приведите примеры органических и неорганических свободных радикалов. . '
16. Приведите электронные формулы для следующих частиц: а) СН3-, б) CHJ, в) СН,,. В каком состоянии гибридизации находится атом углерода в каждой из этих частиц?
17. Рассмотрите электронное и пространственное строение следующих частиц: а) СН3—СН—СН3, б) (СН3)3С+, в) CN~.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.................................. 3
Введение .................................... 4
Часть I
• Ациклические соединения Глава I. Насыщенные углеводороды (алканы) ............... 6
A. Изомерия. Номенклатура.......................... 6
Б. Способы получения............................. 8
B. Строение и свойства ............................. 9
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам ... 12
Глава II. Этиленовые углеводороды (алкены)................ 13
A. Структурная изомерия. Номенклатура ................... 13
Б. Способы получения ............................. 13
B. Природа двойной углерод—углеродной связи. Геометрическая изомерия (цис-, /гфа«с-изомерия)............................ 14
Г. Свойства.................................... 15
Д. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 18
Глава III. Алкадиены............................. 19
A. Изомерия. Номенклатура.......................... 19
Б. Способы получения ............................. 20
B. Строение и свойства . 8........................... 20
I Г. Установление строения органических соединений по их свойствам..... 23
Глава IV. Ацетиленовые углеводороды (алкины)............... 24
I А. Изомерия. Номенклатура......................... . 24
I Б. Способы получения............................. 24
I В. Строение и свойства............................. 25
I Г. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 28
I 'лава V. Галогенопроизводные........................ 28
I Галогеналканы (хлор-, бром-, иодалканы)................... 28
LK А. Изомерия. Номенклатура.......................... 28
Нш Б. Способы получения............................. 29
•| В. Свойства ................................... 29
^В . Ненасыщенные Галогенопроизводные
•В, Галогениды винильного типа.......................... 34
•р.* Галогениды аллильного типа.......................... 34
I* Фторпроизводные................................. 35
I Определение строения органических соединений по их свойствам...... 36
1 'Эва VI. Металлорганические соединения. Кремний- и фосфорорганичес-
I кие соединения........................... 37
Мь Металлорганические соединения........................ 37
^К Кремний- и фосфорорганические соединения................. 40
Глава VII. Одноатомные и многоатомные спирты ............. 4^
Л. Изомерия. Номенклатура........................._ .,,
Б Способы получения ............................' ^|
В. Строение и свойства одноатомных спиртов ..............._ 4,
Г. Свойства многоатомных спиртов.....................] 47
Д. Установление строения органических соединений по их свойствам . . ^8
Глава VIII. Простые эфиры. Тиоспирты. Тиоэфиры. Простые эфиры
A. Изомерия. Номенклатура. Способы получения.............. ^д
Б. Свойства ................................... 50
Тиоспирты. Тиоэфиры.............................. 5^
B, Установление строения органических соединений по их свойствам ( . . 5:3
Глава IX. Нитросоединения
A. Изомерия, номенклатура........................... 54
Б. Способы получения ............................. 54
B. Строение. Свойства.............................. 55
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 57
Глава X. Амины................................ 58
A. Изомерия. Номенклатура...................,...... 58
Б. Способы получения ............................. 59
B. Строение. Свойства............................р. . 60
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам . . . . 61
Глава Х1.> Альдегиды и кетоны .................v...... 62
A. Изомерия. Номенклатура.......................... 62
Б. Способы получения............................. 63
B. Строение и свойства............................. 65
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 71
Глава XII. Карбоновые кислоты и их производные............ 72
Предельные одноосновные карбоновые кислоты................ 72
А. Изомерия. Номенклатура. Способы получения.............. 72
Б. Строение. Свойства.............................. 73
Производные предельных одноосновных карбоновых кислот ........ 75
Непредельные одноосновные карбоновые кислоты.............. 78
Дикарбоновые кислоты..............'............... 80
Установление строения органических соединений по их свойствам..... 82
Глава XIII. Галогенозамещенные кислоты. Оксикислоты. Аминокислоты 84
Галогенозамещенные кислоты........................... |i
Оксикислоты................................... д!?
Аминокислоты.................................. <™
Установление строения органических соединений по их свойствам..... °'
Глава XIV. Альдегидо- и кетокислоты. Ацетоуксусный эфир....... °°
СО
A. Изомерия. Номенклатура.......................... SS
Б. Способы получения.............................. ^
B. Свойства ................................... оз
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам . . . •
Глава XV. Оптическая изомерия.......................
A. Оптическая изомерия соединений с одним и несколькими атомами ^ углерода............................•........ gg
Б. Стереохимическиеряды. Относительные и абсолютные конфигурации ...
B. Синтез соединений с асимметрическими атомами углерода. Разделение ^_. рацематов на энантиомеры .........................
Г. Реакции замещения у асимметрического атома углерода. Вальденовское ^
обращение...................................
Часть II
Циклические соединения Глава XVI. Алициклические соединения.............-...••
н ' .100
Насыщенные алициклические соединения.................. [00
A. Изомерия. Номенклатура. Стереохимия................... 102
Б. Способы получения циклоаЛканов и их производных.......... JQS
B. Свойства алициклических соединений ....... . , . . ,.......
228
Г. Изомеризация циклов............................ -Ю5
Ненасыщенные алициклические соединения.................. Ю6
Установление строения органических соединений по их свойствам...... 107
Глава XVII. Ароматические соединения................... 108
А. Строение бензола. Критерии ароматичности. Небензоидные ароматические
соединения.................................. '\08
Б. Реакции электрофильного замещения. Правила замещения........ 110
Глава XVIII. Ароматические углеводороды........... . . .\ . 113
A. Изомерия. Номенклатура.......................... ИЗ
Б. Способы получения............................. ИЗ
B. Свойства ................................... 116
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам ... 117
Глава XIX. Галогенопроизводные ароматических углеводородов..... 119
A. Изомерия. Номенклатура.......................... 119
Б. Способы получения............................. 119
B. Свойства................................... 121
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 123
Глава XX. Ароматические сульфокислоты ................. 124
А. Изомерия. Номенклатура. Способы получения.............. 124
Б. Свойства ................................... 124
- В. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 126
Глава XXI. Нитросоединения ароматического ряда. Промежуточные
продукты восстановления нитросоединений.......... 127
A. Изомерия. Номенклатура. Способы получения.............. 127
Б. Свойства ................................... 128
B. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 130
Глава XXII. Ароматические амины..................... 132
A. Изомерия. Номенклатура .......................... 132
Б. Способы получения.............................. 132
B. Свойства.................................... 133
Г. Молекулярные перегруппировки....................... 137
Д. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 137
Глава XXIII. Диазо- и азосоединения.................... 139
A. Получение диазосоединений......................... 139
Б. Свойства диазосоединений.......................... 140
B. Реакция азосочетания. Азокрасители ................... 142
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам . . . 144
Глава XXIV. Фенолы. Хиноны. Ароматические спирты......... . 145
Одноатомные фенолы
A. Изомерия. Номенклатура.......................... 145
Б. Способы получения ............................. 146
B. Свойства....................• . . ............... 146
Многоатомные фенолы
А. Изомерия. Номенклатура. Способы получения .............. 149
Б. Свойства ................................... 150
Хиноны...................................... 150
Ароматические спирты.............................. 151
Установление строения органических соединений по их свойствам..... 152
Глава XXV. Ароматические альдегиды и кетоны.............. 153
A. Изомерия. Номенклатура . . . .'...................... 153
Б. Способы получения альдегидов....................... 154
B. Способы получения'кетонов......................... 155
Г. Свойства альдегидов............................. 156
Д. Свойства кетонов............................... 159
Е. Установление строения органических соединений по их свойствам ... 161
Глава XXVI. Ароматические карбоновые кислоты............. 162
A. Изомерия. Номенклатура.......................... 162
Б. Способы получения.............................. 163
B. Свойства .......................:........... 164
Г. Установление строения органических соединений по их свойствам .... 169
Цена: 150руб.
