Органик бирикмаларнинг тузилиши ва реакцион қобилияти 1-қ

16. органик бирикмаларнинг кислотали ва
асосли хусусиятлари

Анорганик кимёда бўлгани каби органик икмёда ҳам кислоталар ва асослар тушунчалари мавжуддир. Органки моддаларнинг кислотали ёки асосли хоссалари тўғрисида иккита назария мавжуд:

1. 
   Лоури-Бренстед назарияси;
   
2. 
   Льюис назарияси.
   

Лоури-Бренстед назарияси бўйича кислоталар деб протон берувчи, асослар деб эса – протон бириктириб олувчи моддаларга айтилади, яъни: .
ёки
бу ерда, ^қB-H – протонланган (кислота)
Лоури-Бренстед назарияси асосидаги бу тенгламалардан қуйидагича жуда муҳим хулоса келиб чиқади:
Кучли кислотага кучсиз асос мос келади ва аксинча кучсиз кислотага кучли асос мос келади. Маслан, сирка ва хлорсирка кислоталар солиштирилганда хлорсирка кислота сирка кислотага нисбатан тахминан 100 баробар кучли экани аниқланади.

Уларга мос келувчи анионларнинг асосли хусусияти солиштирилганда эса ацетат аниони хлорацетат анионига нисбатан тахминан 100 баробар кучли асосдир. Бунга сабаб хлор атомининг кучли электроноакцепторлик хоссага эга эканидир.
Льюис назариясига мувофиқ кислоталар электронга тахчил бўлган, асослар электронга бой бўлган, бўлинмаган электрон жуфтли, қўш боғли ва ароматик ядроси бўлган моддалардир.
Масалан, Льюис кислоталари: H^қ, BF₃, AlCl₃, ZnCl₂, FeCl₃, ^қCR₃
Льюис асослари:

BF₃, AlCl₃, ZnCl₂, FeCl₃, AlBr₃ каби электронейтрал бирикмаларнинг марказий атомлари (B, Al, Zn, Fe) даги электронга тахчиллик шундан иборатки, бу атомлар атрофидаги саккизта барқарор (октет) электрон қобиқ ўрнига олтита (секстет) электрон қобиқ мавжуддир. Шунинг учун бу моддалар электронейтрал бўлса ҳам ўзига яна иккита электрон (асос) бириктириб олишга ва электронларни саккистага етказишга ҳаракат қилади ва шунинг учун улар кислотали хусусият намоён қилади. Бу тузлар Льюис кислоталари дейилади.

Органик моддаларнинг кислотали ёки асосли хусусиятлари тўғрисида гап кетганда уларга Льюис назарияси кўпроқ мос тушади ва шунинг учун бу назариядан кенг фойдаланилади.
Кислоталилик ёки асослилик тушунчалари нисбий тушунчалардир. Модданинг кислотали хоссаси асос иштирокида, асосли хоссаси эса – кислота иштирокида намоён бўлади. Масалан, газ ҳолдаги HСl кислота эмас, лекин у асос иштирокида (сув) кислотага айланади.
Демак, модданинг кислота ёки асос бўлиши уни ўраб турувчи моддалар характерига боғлиқдир.
Амфотер хоссага эга бўлган сув кучли асосларга нисбатан (масалан, аммиака) кислотали, кучли кислоталар (масалан, сульфат кислота) га нисбатан асосли хосса намоён қилади:

Умуман H-R кўринишидаги ҳар қандай органик модда, шу жумладан, углеводородлар ҳам кислотали хоссага эга бўлиши мумкин, бунда фақат протонни R-қолдиққа нисбатан куслироқ боғловчи асос бўлса бас.
Сувга ўхшаган амфотер хоссага эга бўлган моддалар ўз протонини ўзи бириктириб олувчи акцептога ҳам эга:

Бу жараён автопротолиз дейилади.
Бирикманинг кислотали ёки асослилиги эритувчининг асослигига (мос равишда кислоталилигига) боғлиқдир. Шунинг учун моддаларнинг тегишли константалари солиштирилганда ҳамма вақт эритувчи кўрсатилади. Асослилиги катта бўлган эритувчида кучли кислоталар ҳам, кучсиз кислоталар ҳам чуқур ва фарқи кам диссоцияланишга учрайди. Бундай эритувчиларни кислота кучини тенглаштирувчи эритувчилар дейилади. Шу сабабдан, кучсиз кислоталар ўрганилганда сувга нисбатан асослироқ эритувчи, маслан, суюқ аммиак ёки аминлар қўлланилади. Кучсиз асослар тадқиқ қилинганда эса сувга нисбатан кислоталироқ эритувчи, масалан, сувсиз сирка кислота, конц. сульфат кислоталардан фойдаланилади. Кучли кислоталар ўрганилганда кучсиз кислта, масалан, сувсиз сирка кислота ишлатилади.
Модданинг юқори кислоталилиги керак бўлса кислота кучини фарқлайдиган, кислота кучини тенглаштириш даражаси кам бўлган эритувчи олинади. Маслан, водород хлорид асосли хоссага эга бўлган моддани сувга нисбатан бензолда кучлироқ протонлайди. Шундай қилиб бензол сувга қараганда кислота кучини кам тенглаштирувчи эритувчидир.
Кислоталиликнинг ёки асослиликнинг сон қийматлардаги фарққа қарамасдан бирикмаларнинг сувсиз-эритувчилардаги кислоталик ёки асослик бўича жойлаш тартиби ўзгармайди.


Мисоллар.

1. 
   кислота ёки у билан мезомер боғланган асос структураси бирикма кислоталиги ёки асослигига қандай таъсир қилади?
   

Ечиш: кислоталилик ёки асослиликнинг Лоури-Бренстед таърифига кўра, асос қанчалик кучсиз (яъни барқарор) бўлса, унга мос келувчи ёки у билан мезомер боғланган кислота шунчалик кучли бўлади ва аксинча. Асоснинг барқарорлиги манфий заряднинг мезомер ёки индукцион таъсир туфайли делокалланиши қанчалик юқори бўлса, шунчалик ката бўлади. Масалан, СF₃-СОО^- анион асос сифатида фторнинг манфий индукцион таъсири (-J) туфайли СН₃СОО^- анионига нисбатан анча кучлидир. Шу сабабли учфторсирка кислота сирка кислотага нисбатан анча кучлидир.

2. 
   қуйидаги бирикмаларни уларнинг кислоьалиги ортиб борувчи қаторга жойлаштиринг: фенол, этиленгликоль, глицерин, изопропил спирт, п-нитрофенол, п-метоксибензой кислота.
   

Ечиш. карбоксилат R-СОО^- анионидаги манфий заряднинг делокалланиш даражаси фенолят аниони ArO^- ёки алкоголят аниони RO^- даги манфий зарядларнинг делокалланиш даражасидан юқори бўлганилиги учун, уларга мос келувчи кислоталилик спиртларга нисбатан фенолларда, фенолларга нисбатан карбон кислоталарида кучли бўлади, яъни кислоталилик спиртлардан фенолларга, феноллардан карбон кислоталарига ўтганда ортиб боради.
Демак, кислоталилик қуйидаги қаторда ортиб боради:
cпирт < фенол < карбон кислота
Мисолда берилган учта спиртдан, молекуладаги атомларнинг индукцион таъсирини ҳисобга олганда, энг кучли кислота хоссасига глицерин, энг кучсиз кислота хоссасига эса изопропил спирти эга. Спиртларнинг кислотали хоссаси қуйидаги қаторда ортиб боради:
изопропил спирти < этиленгликоль < глицерин
Берилган иккита фенолдан, худи шундай мулоҳаза асосида п-нитрофенолнинг кислоталилик хассаси фенолникидан катталиги келиб чиқади:
фенол < п-нитрофенол
Ҳамма моддалар солиштирилганда кислоталилик қуйидаги қаторда ортиб боради:
изопропил спирт < этиленгликоль < глицерин < фенол <
<п-нитрофенол < п-метоксибензой кислота

4. 
   Сирка кислотасининг кучи қуйидаги эритувчиларда қандай ўзгаради: сув, бензол, диэтиламин?
   

Ечиш. маълумки, эритувчининг асослилиги қанчалик катта бўлса, у кислоталарнинг кучини кўпроқ фарқлайди, яъни уларнинг кислоталилик хоссасини тенглаштириш даражаси шунчалик кам бўлади. Шунинг учун сирка кислотанинг кучи (диссоциаланиши) қуйидаги қаторда ортиб боради:
бензол < сув < диэтиламин