2.Фізичні властивості.

За винятком нижчих гомологів, газоподібних за нормальних умов, галогеновуглеводні є безбарвними рідинами і твердими речовинами. У гомологічному ряду спостерігаються зазначені раніше зако­номірності зміни температур кипіння. Так, температури кипіння алкілгалогенідів зростають зі збільшенням карбонового ланцюга і молекулярної маси атомів галогену; в той самий час зі збільшенням розгалуженості ланцюга температури кипіння зменшуються (табл.).

Таблиця. Температури кипіння галогеновуглеводнів

Хоч алкілгалогеніди — це полярні сполуки, вони не розчинні у воді на­певно внаслідок того, що не здатні утворювати водневі зв'язки. Вони легко розчиняються в звичайних органічних розчинниках, таких як спирт, етер тощо. Вони мають характерний, трохи солодкуватий запах. Багато з цих сполук токсичні.

Іодо-, бромо- і поліхлоропохідні важчі за воду.

3. Хімічні властивості.

1. Реакції алкілгалогенідів.

Усі алкілгалогеніди містять галоген (X), і хі­мічні властивості алкілгалогенідів значною мірою визначаються поляриза­цією зв'язку С—X. Оскільки атом галогену більш електронегативний, ніж атом Карбону, ст-електрони зв'язку Карбон — галоген зміщені в бік атома галогену і тому електронна густина дещо вища біля атома галогену, ніж біля атома Карбону. Подібний вплив на розподіл електронів у ст-зв'язках відомий як індукційний ефект. Він передається на досить коротку відстань у насиченому ланцюгу і зумовлює полярність молекул:

Тому в реакції алкілгалогенідів можливий гетероліз зв'язку С—X з відщепленням йона галогену. Це можуть бути реакції йонного нуклеофільного заміщення, в яких нуклеофіл (Nu) атакує атом Карбону і проходить заміна галогену на більш сильну основу або реакції елімінування, коли нуклеофіл атакує атом Гідрогену і відщеплює його, внаслідок чого утворюється подвійний зв'язок:

Природа галогену достатньо впливає на реакційну здатність алкілгалогенідів, оскільки визначає поляризацію зв'язку С—X, яка зменшується в ряду

R—І > R—Вг > R—СІ > R—F.

Як правило, у разі переходу від йодо- до бромо- і хлоропохідних реакційна здатність зменшується. З іншого боку, різниця в будові алкільної групи R приводить до відмінностей у реакційній здатності і в деяких випадках навіть змінює напрям реакції.

Реакції нуклеофільного заміщення. Нуклеофільне заміщення галогену в алкілгалогенідах є однією з найважливіших у синтетичному відношенні органічних реакцій. Алкілгалогеніди реагують з багатьма нуклеофільними реагентами як органічними, так і неорганічними, утворюючи велику кількість важливих сполук (таблиця).

Нуклеофільне заміщення. Перш ніж перейти до обговорення реакцій нуклеофільного заміщення в алкілгалогенідах розглянемо, які чинники визначають швидкість реакції. Найціннішу інформацію про реакцію дає вивчення впливу концентрації на швидкість реакції.

Розглянемо реакцію бромистого метилу з гідроксид-іоном, у результаті якої утворюється метанол:

СН₃Вг + ОН" -> СН₃ОН + Вг".

Якщо реакція є результатом зіткнення між гідроксид-іоном і молекулою бромистого метилу, то слід очікувати, що збільшення концентрації [ОН"] та [СН₃Вг] буде збільшувати загальну кількість зіткнень і прискорювати реакцію. Отже, швидкість реакції залежатиме від концентрації.

Встановлено, що це дійсно так. Швидкість реакції бромистого метилу з гідроксид-іоном залежить від концентрації обох реагентів [ОН‾] та [СН₃Вг] згідно з рівнянням

v = к[CH₃Br] [OH], де к — константа швидкості.

Однак у реакції трет-бутилброміду з гідроксид-іоном швидкість реакції не змінюється у разі збільшення або зменшення концентрації гідроксид-іонів [ОН‾] і залежить тільки від концентрації трет-бутилброміду:

.

1,2-Елімінування. Під час обробки галогеналканів основами, наприклад, спиртовим розчином калій гідроксиду, відщеплюється галогеноводень і утворюється олефін:

Реакції елімінування, як правило, супроводжуються реакціями заміщення. Швидкість елімінування залежить насамперед від стійкості алкену, який утворюється в реакції, тому третинні галогеніди, що утворюють більш заміщені (стійкіші) алкени, швидко зазнають елімінування.

Отже, первинні галогеніди вступають у реакції заміщення швидше, а в реакції елімінування повільніше, ніж інші галогеніди; третинні галогеніди, навпаки, зазнають заміщення важче, а елімінування — легше за всіх.

У тих випадках, коли заміщення й елімінування є конкуруючими реакціями, елімінування відбувається здебільшого у разі переходу від первинних до третинних галогеналканів:

Процес елімінування зростає

Елімінування

RX = Первинний, вторинний, третинний

< Заміщення