Физические свойства органических соединений

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Почти все органические соединения являются ковалентными. Поэтому они существуют в форме молекул. Эти молекулы могут быть очень простыми, сложными и даже полимерными. Физические свойства органических соединений в большой мере зависят от величины, формы и строения их молекул. Кроме того, большое влияние на них оказывает поляризация ковалентных связей. Обычно это наблюдается в тех случаях, когда в молекуле содержится какой-либо атом, более электроотрицательный, чем углерод, например атом хлора или кислорода. В таких случаях происходит поляризация связи между этим атомом и атомом углерода:

Пара зарядов, образующихся на концах поляризованной связи, представляет собой диполь.

Температуры плавления и кипения. При обычных условиях органические соединения чаще всего представляют собой газы, жидкости или твердые вещества со сравнительно невысокой температурой плавления. Дело в том, что органические молекулы удерживаются вместе лишь слабыми межмолекулярными силами Ван-дер-Ваальса. В отличие от этого в кристаллах неорганических солей действуют значительно большие ионные силы, и поэтому такие неорганические вещества имеют очень высокие температуры плавления .

И температура плавления, и температура кипения органических соединений каждого гомологического ряда тем выше, чем больше число атомов углерода в членах этого ряда. В дальнейшем мы убедимся в этом на примере алканов. Как правило, изомеры с разветвленной цепью обладают большей летучестью (т. е. имеют более низкую температуру кипения), чем соответствующие им изомеры с неразветвленной цепью.

Спирты и карбоновые кислоты, т. е. соединения, содержащие группу —ОН, имеют аномально высокие температуры кипения. Это обусловлено наличием в подобных соединениях межмолекулярной водородной связи. И наоборот, наличие внутримолекулярной водородной связи в некоторых органических жидкостяхможет

обусловливать их низкую температуру кипения. Классическим примером является низкая температура кипения 2-нитрофенола.

Растворимость. Неполярные органические соединения, такие, как углеводороды, обычно нерастворимы в воде и не смешиваются с ней. Однако они хорошо растворяются в неполярных растворителях, например в трихлорометане (хлороформе) или в метилбензоле (толуоле).

Более полярные органические соединения, например спирты и карбоновые кислоты, как правило, лучше растворяются в полярных растворителях, в частности в воде. Это объясняется образованием водородных связеймежду молекулами растворяемого вещества и растворителя. Однако растворимость быстро уменьшается по мере возрастания числа атомов углерода в органическом соединении.

Плотность и вязкость. По мере возрастания числа атомов углерода, и, следовательно, относительной молекулярной массы, у соединений одного гомологического ряда увеличиваются также плотность и вязкость. Эта закономерность подобна изменению температур плавления и кипения органических соединений в каждом гомологическом ряду. Изомеры с разветвленной цепью обычно характеризуются более низкими плотностью и вязкостью, чем изомеры с неразветвленной цепью.