Изомерия. Физические свойства

Изомерия. У карбоновых кислот возможны следующие виды изомерии:

1.             Изомерия углеродной цепи. Она начинается с бутановой кислоты (С₃Н₇СООН), которая существует в виде двух изомеров:

2.             Изомерия положения кратной связи, например:

СН₂=СН—СН₂—СООН    СН₃—СН=СН—СООН
Бутен-3-овая кислота        Бутен-2-овая кислота
(винилуксусная кислота) (кретоновая кислота)

3.             Цис-транс- изомерия, например:

цис -бутен-2-овая                        транс-бутен-2-овая
кислота                                       кислота

4.      Межклассовая   изомерия:   например,   масляной   кислоте (СН₃—СН₂—СН₂—СООН) изомерны метиловый эфир пропановой кислоты (СН₃—СН₂—СО—О—СН₃) и этиловый эфир уксусной кислоты (СН₃—СО—О—СН₂—СН₃).

5.         У гетерофункциональных кислот имеется изомерия, связан­ная с положением функциональных групп, например, существуют три изомера хлормасляной кислоты:

СН₃—СН₂—СНСl—СООН        СН₃—СНСl—СН₂—СООН
2-хлорбутановая кислота          3-хлорбутановая кислота

СН₂Сl—СН₂—СН₂—СООН

4-хлорбутановая кислота

Для гетерофункциональных кислот возможна также оптическая изомерия.

Физические свойства. Насыщенные алифатические монокар-боновые кислоты образуют гомологический ряд, который харак­теризуется общей формулой C_nH_2n+1 COOH. Низшие члены этого ряда при обычных условиях представляют собой жидкости, обла­дающие характерным острым запахом. Например, этановая (уксусная) кислота имеет характерный "уксусный" запах. Безвод­ная уксусная кислота при комнатной температуре представляет собой жидкость; при 17 °С она замерзает, превращаясь в льдистое вещество, которое получило название "ледяная" уксусная кисло­та. Средние представители этого гомологического ряда — вязкие, "маслообразные" жидкости; начиная с С₁₀ — твердые вещества.

Кислоты, содержащие 1-3 углеродных атома, неограниченно смешиваются с водой. С дальнейшим ростом углеводородного радикала растворимость монокарбоновых кислот уменьшается, твердые высшие жирные кислоты в воде не растворяются.

В жидком состоянии и в неводных растворах молекулы моно­карбоновых кислот димеризуются в результате образования меж­ду ними водородных связей. Это объясняет гораздо бо­лее высокие температуры кипения карбоновых кислот по сравнению со спиртами и альдегидами с тем же числом атомов углерода; температуры плавления и кипения с ростом молекуляр­ной массы возрастают.

Физические свойства карбоновых кислот

При одной и той же длине углеводородного радикала температуры плавления (и кипения) зависят от наличия кратных связей — с ростом их числа соответствующие температуры уменьшаются.

Ненасыщенные кислоты при комнатной температуре являются, как правило, жидкостями.

Все дикарбоновые и ароматические кислоты при комнатной температуре — кристаллические вещества.