Organik birikmalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi.

Загружено в:

09.12.2024

Скачано:

0

Размер:

469.5556640625 KB

Скачать

Mavzu:
Organik birikmalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi.
va kimyoviy birikmalardagi izomeriya.
Reja:
1. Organik birikmalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi.
2. K imyoviy birikmalardagi izomeriya.
3. I zomeriya turlari

Organi kimyo fanining rivojlanish
tarixidan
•
«Organik kimyoni to‘liq
o‘rganishga kirish» degan
kitobi va 1861- yili organik
moddalarning
kimyoviy tuzilish nazariyasini
yaratish bilan organik kimyo
fanining rivojlanishiga katta
hissa qo‘shdi.
Aleksandr Mixaylovich Butlerov
1828-1886

Molekula tarkibidagi atomlar o’zaro qanday tartibda birikadi ? Bu
savolga radikallar va tiplar nazariyasini hamda Kekule va Kuperning
« uglerod atomi organik birikmalarda to’rt valentli bo’lib, bu atomlar
o’zaro birikib zanjir hosil qila olishi mumkin » degan fikrlarini hisobga
olgan holda, o’sha davrda to’planib qolgan tajriba ma’lumotlarini
tushuntirib bera oladigan mukammal nazariyagina javob bera olishi
mumkin edi. Ana shunday nazariya 1861-y. rus kimyogari, Qozon,
keyinchalik Peterburg universitetlarining professori Aleksandr
Mixaylovich Butlerov tomonidan yaratildi. Bu organik moddalarning
kimyoviy tuzilish nazariyasi deb ataladi.
A. M. Butlerov kimyoviy tuzilish nazariyasining asosiy prinsip-
larini « А . S. Kuperning yangi kimyoviy nazariyasiga doir tanbehlar »
sarlavhali maqolasida (1859- y.), « Moddalarning kimyoviy tuzilishi
haqida » gi ma’ruzasida (1861- y.) va keyinchalik « Organik kimyoni to’la
o’rganishga kirish » nomli darsligida (1864—1866 yy.) ko’rsatib berdi.
Kimyoviy tuzilish nazariyasining asosiy qoidalari va undan kelib
chiqadigan muhim xulosalar quyidagilardir:

1. Organik modda molekulasi atomlarning tartibsiz to’plami
emas, undagi atomlar bir-biri bilan valentligiga muvoflq
ravishda muayyan izchillikda va tartibda birikkan.
Molekulaning fizik va kimyoviy xossalarini uning tarkibidagi
atomlar soni va ularning bog’lanish tartibi belgilaydi.
Bog’lanish tartibi molekulaning tuzilish (struktura) formulasi
deyiladi.
2. Har bir modda faqat bittagina tuzilish (struktura) for-
mulasiga ega.
3. Ikki yoki undan ortiq modda molekulalarining tarkibi va
molekulyar massalari bir xil bo’lib, ulardagi atomlarning
birikish tartibi turlicha bo’lsa, izomeriya hodisasi kelib chiqadi.
Bunday birikmalar izomerlar deyiladi.
«Izomeriya» atamasinini kimyoga Ya. Berselius kiritgan.

4. Reaksiyalarda butun molekula emas, uning bir qismi kimyoviy
o’zgarishga uchraydi. Shu boisdan hosil bo’ladigan
mahsulotlarni o’rganish bilan moddaning tuzilishi haqida aniq
xulosa chiqarish mumkin. Moddaning haqiqiy tuzilishi uni
boshqa tuzilishi ma’lum moddalardan sintez qilish yoki aniq
tuzilishli moddaga aylantirish yo’li bilan isbotlanadi.
5. Modda tarkibiga kiruvchi atomlarning kimyoviy tabiati,
boshqacha aytganda, moddaning reaksiyaga kirishish qobiliyati
ular boshqa atomlar bilan qanday bog’langanligiga qarab
o’zgaradi. Moddaning kimyoviy xususiyatining bunday
o’zgarishi bevosita bog’langan atomlarning o’zaro
ta’sirlashishidan kelib chiqadi. Bilvosita bog’langan atomlarning
o’zaro ta’siri nisbatan kuchsiz.

Tuzilish nazariyasining eng katta yutug’i shundaki, u izomeriya
hodisasini tushuntirib berdi. Kekule propil spirt uchta izomerga
ega deb qaragan bo’lsa, Butlerov o’zining nazariyasiga asoslanib,
propil spirt faqat ikkita izomer holida mavjud bo’la olishini
ko’rsatib berdi. Shuningdek, u butil spirtning to’rtta izomerga ega
ekanligini bashorat qildi:

1863- yili uning o’zi uchlamchi butil spirtni sintez qildi va
uning tuzilishini izobutilenga, keyinchalik izobutanga o’tish
bilan isbotladi. Qolgan uchta spirt ham boshqa tadqiqotchilar
tomonidan sintez qilindi. Bundan tashqari, Butlerov to’rtta spirtga
faqat ikkitagina uglevodorod skeleti (butan, izobutan) hamda ikkita
mo у (CH
3 -CH
2 -CH
2 -COOH) va
izomoy kislota tuzilishlari muvofiq kelishini oldindan ko’ra
bildi.

Tuzilish nazariyasining mohiyatini, ya’ni empirik formula
moddaning fizik va kimyoviy xususiyatini ifodalay olmasligini
quyidagi misolda tushuntirish mumkin. C
2 H
6 O tarkibli birikma
uchun ikki xil tuzilish muvofiq keladi:

Birikmalar bitta empirik formula bilan ifodalansa ham,
ularning fizik va kimyoviy xususiyatlari bir-biridan keskin farq
qiladi. I birikmaning qaynash harorati II ga nisbatan ancha
yuqori. U natriy metali, shuningdek, vodorod yodid bilan
reaksiyaga kirishadi. Vodorod yodid bilan ta’sirlashish natijasida
C
2 H
5 J tarkibli modda hosil bo’ladi. Birikmani suv aralashtirilgan
spirtda eritib, eritmaga rux metali bilan ishlov berilsa, etan
olinadi. II birikma esa natriy metali bilan reaksiyaga
kirishmaydi, vodorod yodid ta’sir ettirilganda CH
3 J va CH
3 OH
tarkibli moddalarga aylanadi.
Ushbu misollardan ko’rinadiki, birikmaning tuzilish formu-
lasini aniqlash uchun uning reaksiyalarini o’rganish zarur .
Olingan natijalarni tahlil qilishda tuzilish nazariyasiga asoslanib
ish ko’riladi. Modda tuzilishini aniqlashning bu usuli kimyoviy
usul deyiladi.

Modda tuzilishi murakkablashib borgan sari, uni aniqlashda
kimyoviy usuldan foydalanilganda ko’p vaqt sarflanadi . Masalan,
morfin alkaloidning tuzilishini kimyoviy usullar vositasida
aniqlash va bir xulosaga kelish qariyb 100 yil davom etgan.
Shunga o’xshash, 1820-yilda topilgan xinin (C
20 H
24 N
2 O
2 )
molekulasi tuzilishini aniqlashga 60 yilcha vaqt sarflangan.
Uning to’la sintezi 1944 yildagina amalga oshirildi.
Hozirgi paytda modda tuzilishini aniqlashda fizik usullar —
IQ-, UB-, YaMR- va mass-spektroskopiyalar, rentgen struktur
analiz- dan ham foydalanilmoqda. Fizik usullar yordamida
tahlilni qisqa vaqt ichida o’tkazish mumkin hamda
tekshirilayotgan moddadan ko’p miqdor talab qilinmaydi .
Mass-spektrometrik tahlilda 1 mg modda yetarli . Fizik
usullaming bu ustunligidan ular kimyoviy usullarni butunlay
siqib chiqarayapti degan xulosa chiqarish yaramaydi. Har ikkala
usul birgalikda qo’llanilgandagina yaxshi natijaga erishish
mumkin .

Butlerovning kimyoviy tuzilish nazariyasidagi « bevosita
bog’lanmagan , bir-biridan uzoqda joylashgan atomlarning
ta’sirlashishi ham moddaning kimyoviy xossalariga, ya’ni uning
reaksiyaga kirishish qobiliyatiga katta ta’sir ko’rsatadi» degan
qoidasining to’g’riligini organik kimyoning keyingi taraqqiyoti
tasdiqladi. Bu o’rinda Butlerovning shogirdi V. V. Markovnikovning
xizmatlarini alohida ta’kidlab o’tish lozim. U nosimmetrik alkenlarga
vodorod galogenid birikkanda vodorod atomi vodorodni ko’p,
galogen esa vodorodni kam tutgan uglerod atomlariga birikishi
haqidagi qoidani tavsiya qildi (« Markovnikov qoidasi »).
Markovnikov bevosita bog’lanmagan atomlarning o’zaro
ta’sirlashishiga doir umumiy qonuniyatlarni topmagan bo’lsa ham
(bunga XIX asrning 60 yillaridagi kimyoning taraqqiyot darajasi
imkon bermasdi), o’z tadqiqotlari natijalariga asoslanib, kimyoviy
tuzilish nazariyasining muhim bir qoidasining to’g’riligini
tasdiqladi .

Ayrim g’arb ilmiy matbuotida hanuzgacha tuzilish nazariyang
muallifi A. Kekuledir degan fikr yoki Butlerovning ilmiy xizmatlarini
kamsitish, hatto uni butunlay tan olmaslik hollari uchrab turadi.
Kekuleni tuzilish nazariyasining yagona yaratuvchisi qilib
ko’rsatishga urinish o’rinli emas. Chunki u Jerarning tiplar
nazariyasining tarafdori va uning davomchisidir . Kekule o’zining
qator ilmiy maqolalari va kitoblarida «rasional formulalar moddang
tuzilishi (konstitutsiyasi) ni 1
emas, balki faqat uning kimyoviy
o’zgarishlarinigina ifodalaydi» deb ta’kidlagan. U «ko’p kimyogarlar
hali ham kimyoviy o’zgarishlardan foydalanib, moddaning
konstitutsiyasini aniqlash va uni formulalar yordamida ifodalash
mumkin, degan fikrda ekanligiga taajjublanasan kishi» deb yozgan
edi. Kekule hatto 1861- yili «tipik formulalardan ham voz kechib,
ularning o’rniga moddaning tarkibini ko’rsatuvchi empirik
formulalardan foydalanishga o’tishini» ma’lum qildi .
Aromatik birikmalar tuzilishiga oid fikrlar va benzolning
halqasimon tuzilishini asoslab berishda Kekulening xizmatlarini
inkor etib bo’lmaydi.

Organik birikmalar tuzilish nazariyasi
Kimyoviy tuzilish nazariyasining klassik ta’rifi “Murakkab
zarrachaning kimyoviy tabiati uning tarkibiga kiruvchi elementar
zarrachalar tabiatiga, ularning miqd о ri va kimyoviy tuzilishiga
b о g’liq”
Kimyoviy tuzilish nazariyasining zam о naviy ta’rifi quyidagicha:
“ О rganik birikmaning fizikaviy va kimyoviy хо ssalari uning
tarkibiga, kimyoviy, faz о viy, elektr о n tuzilishiga, birikma
atr о fidagi muhitga hamda shar о itga b о g’liq”.

Tuzilish nazariyasi asoschisi Butlerov va bu
nazariyaning tarafdorlari atomlarni molekulada saqlab
turuvchi kuchlar — valentlikning tabiati haqida
o’ylashmagan . Organik birikmalarda atomlarni o’zaro
birlashtiruvchi kuchlarning fizik mohiyatini tushunish XX asr
boshlarida kimyoga elektron tasavvurlarning kirib kelganidan
keyingina mumkin bo’ldi. 1900-yilga kelib radiofaollik
hodisasi va elektronning kashf etilishi E.Rezerford ga atom
tuzilishining dastlabki modelini yaratishga imkon berdi .
Faradeyning elektroliz qonunlarining mantiqiy yakuni
sifatida elektronning ochilishi , Berselius zamonidan keyin
butunlay unutib yuborilgan atomlarni molekulada tutib
turuvchi kimyoviy kuchlarning dualistik tabiatli ekanligi
haqidagi ta’limotning qaytadan nisbatan etuk darajada
shakllanishiga sabab bo’ldi. Noorganik birikmalar tuzilishini
elektron nazariya asosida tushuntirgan Kossel nazariyasi
(1916- y.) ana shunday nazariya edi.

Elektron nazariya organik birikmalardagi bog’ tabiatini
izohlab berishga G. Lyuis va I. Lengmyurning ishlari tufayli
(1913—1920- yy.) tadbiq qulindi. Ular kovalent bog’
nazariyasini yaratishdi va an’anaviy tuzilish nazariyasidagi
valent chiziqning fizik mohiyatini asoslab berishdi. O’sha
davrlarda Lyuis, Lepuors, Robinson, K. Ingold va L.
Polinglar organik birikmalardagi elektron siljish ta’sirlarini, σ -
va π - bog’lar nazariyasini ham yaratishdi. Lekin kimyoviy
bog’ni nima sababdan elektronlar jufti vujudga keltiradi, degan
savol javobsiz qolaverdi . Ana shu faktlarni izohlashga urinish
kvant mexanikasining yaratilishiga sabab bo’ldi. Kvant
mexanikasining asoschilari E. Shredinger, L. De-Broyl, M.
Bom, Geyzenberglardir. Bundan tashqari, qatop
birikmalaming tuzilishi va xossalarini faqatgina valentlik
nazariyasi asosida tushuntirib bo’lmadi.

O’tgan asrimizning 30-yillaridan boshlab kimyoviy
eksperiment texnikasi borasida ham yangi yutuqlar qo’lga
kiritildiki, natijada moddalarning tuzilishini tadqiq etishda
zamonaviy fizik usullardan foydalanishga imkon tug’ildi.
Hozirgi paytda organik va tabiiy birikmalar kimyosining fizik
usullar qo’llanilmaydigan bironta sohasi yo’q desa bo’ladi .
Bundan tashqari, organik modda molekulasida elektron
zichlikning taqsimlanishini va shu asosda uning reaksiyaga
kirishish qobiliyati haqida xulosa chiqarishga imkon beruvchi
yarim empirik hisoblash usullari ham topildi ( E. Xyukkel ).
Bularning hammasi organik kimyo fanining tez sur’atlar bilan
rivojlanishiga hamda nazariy organik kimyoning vujudga
kelishiga zamin yaratdi.

Organik kimyo fani va uning falsafiy masalalari
Organik kimyo nimani o’rganadi ? XIX asrdayoq «organik
kimyo uglerod birikmalari kimyosidir» deb qabul qilingan edi
( L. Gmelin, 1848- y, A. Kekule, 1851- y. ). 1889- yilda
K.Shorlemmer organik kimyoni « uglevodorodlar va ularning
hosilalarini o’rganuvchi fan » deb atadi. Har ikkala ta’rif hozirgi
kunda ham o’z ahamiyatini yo’qotgan emas. Lekin kimyoning juda
katta bir bo’limini faqat bitta element — uglerodga bog’lash
to’g’rimikin? Bir qarashda bu savol o’rinsizdek tuyuladi. Chunki
hozirgi kunda organik birikmalar soni 100 mln . dan ortiq. Davriy
sistemadagi qolgan barcha elementlaming birikmalari esa 2 mln.
ga yaqin. Har yili taxminan 1 mln. ga yaqin organik modda sintez
qilinadi. Biroq bu argument birinchi ta’rifni qabul qilish uchun
etarli asos bo’la ol maydi.

Birinchidan , uglerodning CO, CO
2 , H
2 CO
3 , metali
karbonatlari va gidrokarbonatlar, CS
2 , metali karbidlari kabi
qator birikmalari noorganik kimyo bo’limida o’rganiladi.
Ikkinchidan , organik birikmalar uglerodning bitta o’zidangina
tashkil topmaydi. Ular tarkibiga O, N, P, S kabi elementlar -
organogenlar ham kiradi. Qolaversa, element hosil qilgan
birikmalar soniga qarab kimyoning butun bir bo’limi shu
element nomi bilan bog’lanadigan bo’lsa, u holda birinchi
o’ringa uglerodni emas, vodorodni qo’yish to’g’riroq bo’lardi .
Ana shu mulohaza va dalillarni hisobga olib. K. Nenisesku
organik kimyoga Shorlemmer bergan ta’rif umumiyroq va
aniqroq deb hisoblaydi.

Tabiat hodisalarini materialistik nuqtayi nazardan tushuntirishga
organik kimyoning ahamiyati katta . Masalan, miqdor
o’zgarishlarining sifat o’zgarishlariga o’tish qonunini to’yingan
uglevodorodlarning gomologik qatori misolida oson tushuntirish
mumkin. Bu gomologik qatorda uglevodorodlar « СН
2 » (gomologik
farq) ga ko’payib boradi va miqdor o’zgarishi bilan sifat o’zgarishi
sakrash bilan ro’y beradi. Butandan ( С
4 Н
10 — gazsimon modda)
pentanga C
5 H
12 — suyuqlik ) o’tilganda yangi agregat holat hosil
bo’ladi. Eslatib o’tamizki, gomologik qatop va analogiya hodisasi
tiplar nazariyasidan kelib chiqadi. Nazariya asoschilari Sh. Jerar, J.
Dyuma va uning davomchisi A. Kekule agnostisist bo’salar ham
(ular moddaning real tuzilishini bilib bo’lmaydi, deb hisoblar edilar),
tiplar nazariyasi falsafaning muhim qonunlaridan biri-miqdor
o’zgarishlarining sifat o’zgarishlariga o’tish qonunining
isbotlanishiga yordam berdi. Gomologik qatorlarda davriy
bog’liqlikning mavjudligi falsafaning eng muhim qonunlaridan biri
— inkorni inkor qonuni ko’rinishida namoyon boladi .

Masalan, n-C
4 H
9 Cl ning reaksiyaga kirishish faolligi
shartli ravishda 1 ga teng deb qabul qilinsa, alkil galogenidlar
gomologik qatori a’zolari kaliy yodid bilan reaksiyaga kirishish
faolligi qatorni tashkil etuvchi har ikkita moddadan keyin davriy
ravishda o’zgaradi:

Mavzu: Organik birikmalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi. va kimyoviy birikmalardagi izomeriya. Reja: 1. Organik birikmalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi. 2. K imyoviy birikmalardagi izomeriya. 3. I zomeriya turlari

Organi kimyo fanining rivojlanish tarixidan • «Organik kimyoni to‘liq o‘rganishga kirish» degan kitobi va 1861- yili organik moddalarning kimyoviy tuzilish nazariyasini yaratish bilan organik kimyo fanining rivojlanishiga katta hissa qo‘shdi. Aleksandr Mixaylovich Butlerov 1828-1886

Molekula tarkibidagi atomlar o’zaro qanday tartibda birikadi ? Bu savolga radikallar va tiplar nazariyasini hamda Kekule va Kuperning « uglerod atomi organik birikmalarda to’rt valentli bo’lib, bu atomlar o’zaro birikib zanjir hosil qila olishi mumkin » degan fikrlarini hisobga olgan holda, o’sha davrda to’planib qolgan tajriba ma’lumotlarini tushuntirib bera oladigan mukammal nazariyagina javob bera olishi mumkin edi. Ana shunday nazariya 1861-y. rus kimyogari, Qozon, keyinchalik Peterburg universitetlarining professori Aleksandr Mixaylovich Butlerov tomonidan yaratildi. Bu organik moddalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi deb ataladi. A. M. Butlerov kimyoviy tuzilish nazariyasining asosiy prinsip- larini « А . S. Kuperning yangi kimyoviy nazariyasiga doir tanbehlar » sarlavhali maqolasida (1859- y.), « Moddalarning kimyoviy tuzilishi haqida » gi ma’ruzasida (1861- y.) va keyinchalik « Organik kimyoni to’la o’rganishga kirish » nomli darsligida (1864—1866 yy.) ko’rsatib berdi. Kimyoviy tuzilish nazariyasining asosiy qoidalari va undan kelib chiqadigan muhim xulosalar quyidagilardir:

1. Organik modda molekulasi atomlarning tartibsiz to’plami emas, undagi atomlar bir-biri bilan valentligiga muvoflq ravishda muayyan izchillikda va tartibda birikkan. Molekulaning fizik va kimyoviy xossalarini uning tarkibidagi atomlar soni va ularning bog’lanish tartibi belgilaydi. Bog’lanish tartibi molekulaning tuzilish (struktura) formulasi deyiladi. 2. Har bir modda faqat bittagina tuzilish (struktura) for- mulasiga ega. 3. Ikki yoki undan ortiq modda molekulalarining tarkibi va molekulyar massalari bir xil bo’lib, ulardagi atomlarning birikish tartibi turlicha bo’lsa, izomeriya hodisasi kelib chiqadi. Bunday birikmalar izomerlar deyiladi. «Izomeriya» atamasinini kimyoga Ya. Berselius kiritgan.

4. Reaksiyalarda butun molekula emas, uning bir qismi kimyoviy o’zgarishga uchraydi. Shu boisdan hosil bo’ladigan mahsulotlarni o’rganish bilan moddaning tuzilishi haqida aniq xulosa chiqarish mumkin. Moddaning haqiqiy tuzilishi uni boshqa tuzilishi ma’lum moddalardan sintez qilish yoki aniq tuzilishli moddaga aylantirish yo’li bilan isbotlanadi. 5. Modda tarkibiga kiruvchi atomlarning kimyoviy tabiati, boshqacha aytganda, moddaning reaksiyaga kirishish qobiliyati ular boshqa atomlar bilan qanday bog’langanligiga qarab o’zgaradi. Moddaning kimyoviy xususiyatining bunday o’zgarishi bevosita bog’langan atomlarning o’zaro ta’sirlashishidan kelib chiqadi. Bilvosita bog’langan atomlarning o’zaro ta’siri nisbatan kuchsiz.

Organik birikmalarning kimyoviy tuzilish nazariyasi.

09.12.2024

0

469.5556640625 KB

Похожие