Органическая химия. Методическое пособие. Цыбикова Д.Ц - 20 стр.

тильного карбокатиона на 70 ккал/м (283,08×103 кДж/м).       2.5. Кислоты и основания по Льюису
Такой порядок изменения устойчивости карбониевых ио-
нов объясняется по аналогии с законами физики. Согласно       Эта проблема является фундаментальной для понимания
законам физики устойчивость заряженной системы повы-       органической химии.
шается при распределении заряда (рассредоточение заря-        Существуют несколько определений терминов кислот и
дов). Поэтому любой фактор, способствующий делокали-       оснований. Наиболее известны две точки зрения: Бренстеда
зации положительного заряда, обедненного электронами       – Лоури и Льюиса. Первую точку зрения Вы рассматривали
атома углерода, и распределению его в остальной части      в неорганической химии. Если вспомнить, то суть ее за-
иона, должен стабилизировать карбокатион.                  ключается в следующем: кислоты представляют собой ве-
   Как влияет алкильная группа на дисперсию заряда? При    щества, отдающие протон, а основания – вещества, присое-
помощи физических и химических методов исследования        диняющие протон. Например, при растворении серной ки-
доказано, что алкильные группы по сравнению с атомом       слоты в воде кислота H2SO4 отдает протон (ядро водорода)
водорода имеют тенденцию подавать электроны (+I). Сле-     основанию H2O с образованием новой кислоты Н3О+ (гид-
довательно, алкильная группа, связанная с атомом углеро-   роксоний) и нового основания HSO4-. Хлористый водород,
да, несущим положительный заряд, стремится подать          реагируя с аммиаком, отдает протон основанию NH3 с обра-
электроны на атом углерода и, таким образом, в какой-то    зованием новой кислоты NH4+ и нового основания Cl-.
мере уменьшить его положительный заряд; при этом ал-          H2SO4 + H2O           H3O+ + HSO4-
кильная группа становится в какой-то степени положи-          более      более      более    более
тельно заряженной. Эта дисперсия, распределение заряда        сильная    сильное    слабая слабое
способствует стабилизации карбониевого иона.                  кислота    основание кислота основание
   Третичный карбониевый ион с тремя алкильными груп-
пами, поэтому устойчивее вторичного с двумя алкильны-        HCl     +   NH3         NH4+ +    Cl-
ми группами, который в свою очередь устойчивее первич-       более       более       более     более
ного с одной алкильной группой; следовательно, метиль-       сильная     сильное     слабая    слабое
ный ион наименее устойчив, ибо в нем нет алкильных           кислота     основание   кислота    основание
групп. Если имеются группы или атом, оттягивающий
электроны, увеличивая положительный заряд на обеднен-         Согласно Бренстеда – Лоури, сила кислоты зависит от ее
ном атоме углерода, то устойчивость карбоиона уменьша-     стремления отдать протон, а сила основания – от ее стрем-
ется.                                                      ления связать протон. Серная кислота и хлористый водород
   О влиянии электронодонорных и электроноакцептор-        – сильные кислоты, поскольку они очень легко отдают про-
ных групп или атома на устойчивость карбониевых ионов      тон; напротив, бисульфит – ион HSO4- и хлорид – ион
и радикалов будет рассмотрено в разделе – взаимное влия-   должны быть обязательно слабыми основаниями, поскольку
ние атомов в молекуле.                                     они имеют слабую тенденцию удерживать протон. В выше
                                                           написанных реакциях равновесие сдвинуто в сторону обра-

                         74                                                              75