Цепочка превращений:
CH4 -> C2H2 -> C6H6 -> C6H5Cl.
Получение ацетилена из метана возможно при нагревании последнего до температуры 1500^{0}C или пропускании через него электрического разряда:
\[ 2CH_4\rightarrow HC \equiv CH + 3H_2.\]
В результате реакции Зинина, которая протекает под действие активированного угля и при повышенной температуре в 600^{0}C происходит тримеризация ацетилена в бензол:
\[ 3 HC \equiv CH \rightarrow C_6H_6.\]
Реакция хлорирования бензола, проводимая в комнатных условиях (25^{0}C) и в присутствии хлорида железа (III) позволяет получить хлорбензол:
\[C_6H_6 + Cl_2 \rightarrow C_6H_5Cl + HCl.\]
Реакционная галогенуглеводородов определяется характером связи углерод-галоген и структурой молекулы. Прочность связи углерод-галоген закономерно уменьшается при переходе от фторзамещенных к иодозамещенным соединениям. Для реакционной важное значение имеет не только полярность, но и поляризуемость связи, т.е. легкость смещения электронного облака связи к галогену, который проявляет отрицательный индуктивный эффект.
Наличие в молекуле электроотрицательного атома галогена приводит к перераспределению электронной плотности, в результате чего возникают два реакционных центра:
— электрофильный центр – атом углерода, связанный с галогеном, который может подвергаться атаке нуклеофилом;
— СН-кислотный центр – полярная связь С-Н у атома углерода в \beta-положении к галогену. Если в реакционной среде имеется сильное основание, то протекает реакция отщепления атомов водорода и галогена от соседних атомов углерода.
Объяснение:
В 1-м и 2-м периодах число элементов (2 и 8) совпадает с емкостью первого и второго энергетического уровней и для каждого следующего периода оказывается меньшим. Так, в 3-м периоде находится 8 элементов, а емкость третьего энергетического уровня составляет 18 электронов Такой разрыв объясняется тем, что конфигурация из восьми электронов для внешнего электронного слоя оказывается предельной, и после ее завершения в атомах благородных газов начинается новый период. В результате третий энергетический уровень заполняется до 8 электронов в атомах элементов 3-го периода, а завершается заполнение до 18 электронов в атомах элементов 4-го периода. Это приводит к появлению как в этом, так и в других больших периодах ряда из десяти -элементов, находящихся между 8- и / -элементами. В 6- и 7-м периодах по аналогичной причине появляется еще и ряд /-элементов, в атомах которых заполняется (п—2)/-подуровень (лантаноиды и актиноиды).
Солями называются вещества, в которых атомы металла связаны с кислотными остатками.
Исключением являются соли аммония, в которых с кислотными остатками связаны не атомы металла, а частицы NH4+. Примеры типичных солей приведены ниже.
NaCl – хлорид натрия,
Na2SO4 – сульфат натрия,
СаSO4 – сульфат кальция,
СаCl2 – хлорид кальция,
(NH4)2SO4 – сульфат аммония.
Классификация:
1. Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла.
2.Кислые соли — атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты.
3.Осно́вные соли — гидроксогруппы основания (OH−) частично замещены кислотными остатками. Пример: .
4. Двойные соли — в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами.
5. Смешанные соли — в их составе присутствует два различных аниона.
Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды.
6.Комплексные соли — в их состав входит комплексный катион или комплексный анион.
Получение:
1. Реакция нейтрализации. Этот уже неоднократно встречался в предыдущих параграфах. Растворы кислоты и основания смешивают (осторожно! ) в нужном мольном соотношении. После выпаривания воды получают кристаллическую соль. Например: H2SO4+2 KOH=K2SO4+2 H2O
2. Реакция кислот с основными оксидами. Этот получения солей упоминался в параграфе 8-3. Фактически, это вариант реакции нейтрализации. Например: H2SO4+CuO=CuSO4+H2O
3. Реакция оснований с кислотными оксидами (см. параграф 8.2). Это также вариант реакции нейтрализации: Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O
4. Реакция основных и кислотных оксидов между собой: CaO+SO3= CaSO4
5. Реакция кислот с солями. Этот подходит, например, в том случае, если образуется нерастворимая соль, выпадающая в осадок: H2S+CuCl2=CuS (осадок) +2 HCl
6. Реакция оснований с солями. Для таких реакций подходят только щелочи (растворимые основания) . В этих реакциях образуется другое основание и другая соль. Важно, чтобы новое основание не было щелочью и не могло реагировать с образовавшейся солью. Например: 3 NaOH+FeCl3=Fe(OH)3+3 NaCl(осадок)
7. Реакция двух различных солей. Реакцию удается провести только в том случае, если хотя бы одна из образующихся солей нерастворима и выпадает в осадок: AgNO3+KCl=AgCl (осадок) +KNO3
Выпавшую в осадок соль отфильтровывают, а оставшийся раствор упаривают и получают другую соль. Если же обе образующиеся соли хорошо растворимы в воде, то реакции не происходит: в растворе существуют лишь ионы, не взаимодействующие между собой:
NaCl + KBr = Na+ + Cl- + K+ + Br-
Если такой раствор упарить, то мы получим смесь солей NaCl, KBr, NaBr и KCl, но чистые соли в таких реакциях получить не удается.
8. Реакция металлов с кислотами. В мы имели дело с реакциями обмена (только реакция соединения. Но соли образуются и в окислительно-восстановительных реакциях. Например, металлы, расположенные левее водорода в ряду активности металлов (таблица 8-3), вытесняют из кислот водород и сами соединяются с ними, образуя соли: Fe+H2SO4(разб.) =FeSO4+H2
9. Реакция металлов с неметаллами. Эта реакция внешне напоминает горение. Металл "сгорает" в токе неметалла, образуя мельчайшие кристаллы соли, которые выглядят, как белый "дым": 2 K+Cl2=2 KCl
10. Реакция металлов с солями. Более активные металлы, расположенные в ряду активности левее вытеснять менее активные (расположенные правее) металлы из их солей: Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4