ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ 2 курс ТОВ (7-9, 11 группы), 2016 г. 1. Этапы развития органической химии и причины выделения в отдельную науку. Распространение в природе органических веществ. Основные типы связей в органических молекулах. Гибридизация атомов углерода. Определите гибридизацию С-атомов в молекуле ………………………... 2. Классификация органических соединений в зависимости от строения углеродного скелета; от наличия и числа функциональных групп. Привести примеры всех представителей, дать им названия. Понятие об изомерии органических соединений на примере …………………... 3. Способы образования и основные характеристики ковалентной связи. Два типа ковалентной связи, способы перекрывания атомных орбиталей. Какими орбиталями образованы - и -связи в молекуле ………………? Найдите в этом соединении наиболее полярную и наиболее поляризуемую связь. 4. Локализованные и делокализованные связи. Типы сопряженных систем. Способы изображения делокализованных связей. Найдите молекулы с делокализованными связями, определите тип сопряженной системы, изобразите делокализацию электронов: а) ……………..; b) ……..; c) ………..; d) ……..; е) ……………….. 5. Дайте определение понятий «индуктивный и мезомерный эффекты». Основные свойства этих эффектов и способы графического изображения. С помощью мезомерного и индуктивного эффектов опишите взаимодействие заместителей с бензольным кольцом в соединениях: а) нитробензол; б) бензотрибромид; в) хлорбензол; г) фенол; д) этилбензол. Охарактеризуйте влияние этих заместителей на направление и скорость SE-реакций. 6. Определение понятий "химическая реакция", "субстрат", "реагент", "лимитирующая стадия", "интермедиат", "механизм реакции". Движущая сила химической реакции. Два способа разрыва ковалентной связи. Теория переходного состояния. Энергетические диаграммы одно- и двухстадийных реакций. 7. Основные типы реакций органических соединений. Два способа разрыва ковалентной связи. Понятие о субстрате, реагенте, радикалах, электрофилах и нуклеофилах. Определите субстрат, реагент, символ реакции и способ разрыва связей: ………. 8. Селективность органических реакций. Приведите уравнения реакций: а) 1-хлоргекс-3ена с бромной водой; б) (2S) 2-иодбутана с натрий-нитритом в среде апротонного полярного растворителя; в) нитрования по Коновалову 2-метилпропана; г) хлорирования бензола в присутствии кислоты Льюиса; д) 3,4-дибромнитробензола с раствором щелочи. Какие из этих реакций являются селективными? Какой из типов селективности имеет место в выбранных реакциях. 9. Оптическая изомерия. Понятия о хиральности молекул, оптической активности, правои левовращающих соединениях. Дайте определения понятий: энантиомеры, диастереомеры, рацемическая смесь, рацемат, мезоформа, эритро- и трео-ряд. Проиллюстрируйте ответ на примере 2,3-дигидроксибутандиовой кислоты. Сравните физические и химические свойства энантиомеров, диастереомеров. Дайте название по R,S-номенклатуре одного из изомеров. 10. Стереохимический результат реакций. Приведите примеры трех различных по механизму реакций, в результате которых образуется рацемическая смесь. Поясните причину ее образования. 11. Понятие кислот и оснований в органической химии. Протолитическая теория Бренстеда-Лоури, теория Льюиса, теория Пирсона. Факторы, влияющие на кислотноосновные свойства органических молекул. Закончите уравнения реакций кислотноосновного взаимодействия в соответствии с протолитической теорией БренстедаЛоури:……………………………………….. 12. Алканы. Общая характеристика реакционной способности алканов. Промышленные и лабораторные методы получения алканов. Применение алканов. Получите бутан всеми известными Вам лабораторными методами. 13. Алкильные радикалы, их строение и стабильность. Расположите в ряд по увеличению скорости бромирования (Br2, hv) следующие соединения: а) ……….; б) …………; в) ………..; г) …………….. Приведите уравнения реакций. Объясните изменение реакционной способности этих соединений с точки зрения стабильности свободных радикалов, образующихся в лимитирующей стадии процесса. В какой реакции продукт образуется в виде рацемической смеси и почему? Приведите механизм этой реакции. 14. Общая характеристика реакционной способности непредельных углеводородов. Рассмотрите механизм АЕ-реакции на примере присоединения HBr к бут-1-ену и к бута-1,3-диену. Сравните стабильность всех возможных интермедиатов, образующихся в лимитирующей стадии процесса каждой реакции. Какая из реакций будет протекать с большей скоростью и почему? 15. Способы получения кратных связей реакциями элиминирования. Правило Зайцева. Получите 3-метилпент-2-ен, 3-метилпента-1,3-диен и 3-метилпент-1-ин с использованием реакций элиминирования. Как с помощью качественных реакций различить эти вещества. Приведите соответствующие реакции. 16. Охарактеризуйте химические свойства алкадиенов с сопряженными связями на примере 2-метилбута-1,3-диена. Приведите примеры конкретных реакций электрофильного присоединения. В чем состоит особенность АЕ-реакций сопряженных диенов? Поясните причины их повышенной реакционной способности. Кинетически и термодинамически контролируемые продукты реакции. 17. Реакции полимеризации непредельных углеводородов. Понятия «полимер», «мономер», «степень полимеризации». Приведите реакции: а) полимеризации бут-2ена, винилбензола, 2-хлорбута-1,3-диена; б) тримеризации ацетилена; в) сополимеризации этилена и изопрена. Натуральный и синтетические каучуки, резина. 18. Карбокатионы: строение, факторы, влияющие на их стабильность. Сравните стабильность следующих карбокатионов:………………………………….. Приведите пример двух различных по механизму реакций, в которых карбокатион «в» может являться интермедиатом. Определите тип этих реакций. 19. Реакционная способность непредельных углеводородов в реакциях электрофильного присоединения. Расположите названные углеводороды в ряд по увеличению их реакционной способности в реакции присоединения НBr: ………………………………. Ответ поясните с точки зрения стабильности образующихся в лимитирующей стадии карбокатионов. Для наиболее реакционноспособного соединения приведите механизм АЕ-реакции. 20. Алициклические углеводороды. Классификация, изомерия, номенклатура. Причины различия в реакционной способности малых и средних циклов. Конформации циклоалканов. Приведите формулы двух изомерных циклоалканов состава С6Н12, один из которых не реагирует с бромной водой, а другой образует 2,4-дибромгексан. 21. Общая характеристика реакционной способности аренов. Понятия "ароматичность" и "ароматические свойства". Реакции, подтверждающие ненасыщенный характер бензола. Механизм SЕ-реакций аренов. Влияние заместителей бензольного кольца на скорость и направление SЕ-реакций. Сравнить стабильность -аддуктов, полученных в результате нитрования бензола, этилбензола и бензолсульфоновой кислоты. 22. Арены, классификация, изомерия, номенклатура. Строение и применение бензола. Способы получения гомологов бензола на примере этилбензола. Для этилбензола приведите примеры реакций радикального и электрофильного замещения, окисления, присоединения. 23. Расположите в ряд по увеличению скорости SE-реакции нитрования следующие соединения: а) ……..; б) ……………; в) ………..; г) ………... Приведите уравнения реакций. Объясните изменение реакционной способности этих соединений с точки зрения стабильности интермедиатов, образующихся в лимитирующей стадии процесса. Покажите строение преимущественно образующихся -аддуктов для этих реакций. 24. Заместители бензольного кольца. Их влияние на направление и скорость SE-реакций Правила ориентации в моно- и дизамещенных аренах. Приведите уравнения реакций хлорирования в присутствии кислоты Льюиса 4-нитроэтилбензола, 3метоксибензойной кислоты, 3-нитробензолсульфоновой кислоты, 4-бромфенола. 25. Реакции окисления углеводородов. Понятия «мягкое» и «жесткое» окисление, горение. На примере 3-метилпент-2-ена приведите реакции его окисления реактивом Вагнера, эпоксидирования, озонолиза, окисления калий-перманганатом в кислой среде. Как с помощью реакций окисления можно различить между собой гексан, гекс-1-ен, бензол и этилбензол. Ответ поясните, напишите уравнения соответствующих реакций. 26. Сопоставьте химические свойства и выявите сходство и различие в реакциях пропана, пропена и пропилбензола в реакциях: а) с бромом; б) с реактивом Вагнера; в) с азотной кислотой. Определите тип этих реакций и объясните выбор условий их протекания. Приведите механизм одной из SR-реакций. 27. Охарактеризуйте зависимость реакционной способности галогенопроизводных углеводородов от строения углеводородного радикала и природы галогена. Расположить следующие соединения в порядке понижения реакционной способности галогена в SN-реакциях:…………………………………………………… 28. Факторы, влияющие на протекание реакций замещения по SN1 или по SN2 механизму. Реакции с амбидентными ионами. Правило Корнблюма. Приведите уравнения реакций ……………. с амбидентным нуклеофилом в среде протонного и апротонного растворителей. 29. Активированные и неактивированные арилгалогениды. Причины их различной активности в SN-реакциях. На примере 4-бромтолуола и 2,4-динитрохлорбензола приведите механизмы их взаимодействия со щелочью. Как влияет природа и положение галогена относительно заместителей бензольного кольца на скорость SNреакций арилгалогенидов. 30. Нитросоединения. Классификация и номенклатура. Строение нитрогруппы и ее влияние на реакционную способность углеводородного заместителя, с которым она связана в реакциях SE, SN, А, полимеризации и кислотно-основного взаимодействия. Рассмотрите на примере 2-нитробутана, нитробензола, 4-хлорнитробензола, 1нитропропена. 31. Амины. Классификация и номенклатура. Распространение в природе. Факторы, влияющие на основные свойства аминов. Расположите следующие амины в ряд по увеличению основных свойств: …………, ……………., ……………., ……….., ………….. Ответ поясните с точки зрения электронных эффектов. Для наиболее сильного и наиболее слабого оснований приведите уравнения кислотно-основного взаимодействия. Какие из предложенных аминов и почему будут иметь в водном растворе рН > 7? 32. Условия протекания реакций диазотирования и азосочетания (температура, рН). С использованием этих реакций получите из соответствующих соединений 4-гидрокси3-метил-4-нитроазобензол. Укажите азо- и диазосоставляющие. Приведите механизм реакции диазотирования в солянокислой среде.