ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 10 класс · § 45
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 45. Строение и физические свойства аминов

Почему замена H в аммиаке углеродными группами создаёт новый класс оснований?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Почему замена H в аммиаке углеродными группами создаёт новый класс оснований?

Исследуем вместе

Один, два или три заместителя при N

Переключай состояния и сравнивай схему с объяснением. Модель показывает, что меняется и почему.

Учебная модель: размеры, цвета и проекции условны. Линии обозначают связи, а подписи CH₃ и CH₂ — группы атомов. Реакционные схемы показывают итог превращения, а не траектории отдельных атомов.

01

Производные аммиака

Амины можно рассматривать как производные NH₃, в котором один или несколько H заменены углеводородными группами. Метиламин CH₃NH₂ содержит одну такую группу.

У азота сохраняется неподелённая электронная пара, способная связывать протон. Это ключ к основным свойствам, хотя их выраженность зависит от природы заместителей и среды.

NH₃

Аммиак

CH₃NH₂

Метиламин

C₂H₅NH₂

Этиламин

Амины содержат азот с неподелённой парой. Эта пара участвует в принятии протона.

02

Первичные, вторичные, третичные

Тип амина определяют по числу углеродных групп непосредственно при N. RNH₂ — первичный, R₂NH — вторичный, R₃N — третичный.

Это не тот же критерий, что тип спирта: у спиртов считали углеродных соседей атома C при OH. У аминов смотрят непосредственно на связи N с углеродными группами.

Признак / примерОбъяснение
CH₃NH₂Первичный
(CH₃)₂NHВторичный
(CH₃)₃NТретичный

Тип амина определяется окружением азота. Его нельзя определять по разветвлённости одной углеродной цепи.

Молекула метиламина

Синий N связан с углеродной группой и двумя H; неподелённая пара объясняет основные свойства.

Benjah-bmm27 · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

Модель молекулы аммиака NH₃

Три связи N—H и пирамидальная форма молекулы помогают объяснить её полярность и взаимодействие с водой.

Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.

03

Алифатические и ароматические

В анилине C₆H₅NH₂ аминогруппа непосредственно связана с ароматическим кольцом. Неподелённая пара N участвует в сопряжении и менее доступна для присоединения протона.

В бензиламине C₆H₅CH₂NH₂ между кольцом и N стоит CH₂, поэтому электронное влияние отличается. Как и для фенолов, важна непосредственная связь группы с кольцом.

Анилин

C₆H₅—NH₂

Бензиламин

C₆H₅—CH₂—NH₂

Критерий

Ближайшие соседи N

Ароматическое окружение меняет свойства аминогруппы. Анилин отличается от аминов с отделённым от кольца азотом.

04

Физические свойства

Низшие амины часто хорошо растворимы в воде. Первичные и вторичные амины могут образовывать между собой водородные связи через N—H; третичные не имеют N—H, но могут принимать водородную связь от воды.

С ростом углеводородной части растворимость обычно уменьшается. Анилин малорастворим в воде и токсичен; знакомство со свойствами не предполагает проверку запаха вещества. Этиламин CH₃CH₂NH₂ и диметиламин CH₃NHCH₃ оба имеют C₂H₇N. Однако у первого N соединён с одной углеродной группой, у второго — с двумя. Поэтому тип амина нельзя определить по одному только общему числу C.

Первичный / вторичный

Есть N—H

Третичный

Нет N—H

Неподелённая пара

Позволяет принимать водородную связь

Водородные связи и размер углеродной части влияют на свойства аминов. Отсутствие N—H не исключает взаимодействия с водой через неподелённую пару.

Соберём главное

Шесть выводов

01Амины содержат азот с неподелённой парой. Эта пара участвует в принятии протона.
02Тип амина определяется окружением азота. Его нельзя определять по разветвлённости одной углеродной цепи.
03Ароматическое окружение меняет свойства аминогруппы. Анилин отличается от аминов с отделённым от кольца азотом.
04Водородные связи и размер углеродной части влияют на свойства аминов. Отсутствие N—H не исключает взаимодействия с водой через неподелённую пару.
05Классификация аминов использует два признака. Число групп при N и природу этих групп определяют отдельно.
06Состав не задаёт единственную структуру амина. Возможны разные цепи и разное распределение углеродных групп при N.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Первичный амин имеет общую запись…
2. (CH₃)₂NH — амин…
3. Основные свойства связаны с…
4. Анилин имеет формулу…
5. Третичный амин может принимать протон?
6. Тип амина определяют по…
7. Этиламин и диметиламин имеют общий состав…
8. В анилине NH₂ связана…
9. Третичный амин не образует между своими молекулами N—H-связи, потому что…
10. При росте углеродной части растворимость амина в воде обычно…

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 45. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 45. Строение и физические свойства аминов.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов
↑

Загрузка прогресса…