Физические свойства альдегидов и кетонов
Формальдегид – газ с резким запахом, растворим в воде. Водный раствор формальдегида называют формалином. Другие низшие альдегиды и кетоны – жидкости, легко растворимые в воде. Растворимость резко уменьшается с увеличением углеводородного радикала до пяти атомов углерода в молекуле и более. Низшие альдегиды имеют резкий неприятный запах, который при сильном разведении становится приятным (напоминает запах плодов). Высшие гомологи имеют запах цветов и фруктов. Кетоны также обладают сильным запахом.
Плотность альдегидов и кетонов меньше единицы.
При одном и том же составе и строении углеродной цепи кетоны кипят при несколько более высоких температурах, чем альдегиды. Температуры кипения альдегидов и кетонов с нормальным строением углеродной цепи выше, чем соединений изостроения. Альдегиды и кетоны кипят при гораздо более низкой температуре, чем спирты того же состава. Это свидетельствует о слабой диссоциации между молекулами жидкости и отсутствии межмолекулярных водородных связей. В то же время температуры кипения карбонильных соединений значительно выше температур кипения углеводородов с той же молекулярной массой, что связано с их высокой полярностью (см. табл. 17.1).
Таблица 17.1
Физические свойства альдегидов и кетонов
| Альдегиды | Кетоны | ||||
| Формула | Т. пл. | Т. кип. | Формула | Т. пл. | Т. кип. |
| НСНО | -92 | -21 | - | - | - |
| СН3СНО | -123.5 | - | - | - | |
| С2Н5СНО | -81 | СН3СОСН3 | -95 | ||
| С3Н7СНО | -99 | СН3СОС2Н5 | -86 | ||
| С4Н9СНО | -92 | СН3СОС3Н7 | -78 |
Электронное строение и общая характеристика реакционной способности
Электронное строение альдегидов и кетонов показано на примере муравьиного альдегида:
Связь углерод-кислород является одновременно более прочной и более реакционноспособной, чем двойная углерод – углеродная связь.
Повышенная реакционная способность связи С=О вызвана различием электроотрицательности углерода и кислорода. В связи с появлением частичного положительного заряда на атоме углерода альдегиды и кетоны проявляют склонность к реакциям с нуклеофильными реагентами. Среди них реакции нуклеофильного присоединения и присоединения - отщепления. Особенности электронного строения служат причиной и других реакций альдегидов и кетонов: протонирование карбонильной группы, СН – кислотность при наличии водородных атомов у α-углеродного атома. Явление СН-кислотности состоит в повышенной подвижности атома водорода в α-положении по отношению к карбонильной группе, вызванной сильным –I-эффектом последней:
Электронная плотность от атомов водорода смещена на α-углеродный атом, этим вызвана легкость его замещения. Подвижностью атома водорода в α-положении объясняется и явление кето-енольной таутомерии альдегидов и кетонов
Кето-енольная таутомерия обуславливает некоторые реакции альдегидов и кетонов, которые будут рассмотрены ниже.