Structura amoniacului și aminei
Formula chimică a amoniacului este NH3. Atomul de azot are 5 electroni de valență, dintre care trei electroni participă la formarea legăturilor cu atomi de hidrogen, iar perechea de electroni rămâne liberă (figura 1).
Fig. 1. Formula electronică a moleculei de amoniac
Dacă un atom de hidrogen dintr-o moleculă de amoniac este înlocuit cu un radical hidrocarbonat, de exemplu cu metil, atunci obținem o substanță organică - o amină. Formula celei mai simple amine este CH3NH2. Aceasta este metilamină.
În funcție de numărul de atomi de hidrogen substituit din molecula de amoniac, se disting amine primare (de exemplu, metilamină), secundar (dimetilamină) și terțiar (trimetilamină)
Principalele proprietăți ale aminelor
Perechea electronilor liberi de pe atomul de azot este reținută în moleculă de amină, prin urmare proprietățile aminei sunt similare cu proprietățile amoniacului. O pereche ne-împărțită de electroni a atomului de azot este capabilă să interacționeze cu orbita vacantă a ionului de hidrogen H + prin mecanismul donor-acceptor (Figura 2).
Fig. 2. Mecanismul donator-acceptor al formării legăturii covalente în cationii de amoniu și metilamoniu
Aminele sunt baze mai puternice decât amoniacul. De exemplu, metilamină este o bază mai puternică decât amoniacul. Dimetilamină datorată densității electronice, alimentată la atomul de azot din cel de-al doilea radical, are și proprietăți de bază mai puternice decât metilamină. Cu toate acestea, trimetilamină (datorită efectului spațial) prin bazicitatea sa ocupă o poziție intermediară între amoniac și metilamină (Figura 3).
Trebuie remarcat faptul că toate aminele sunt baze mai slabe decât alcalii.
Fig. 3. Compararea principalelor proprietăți ale amoniacului și aminei
Baza aminei se manifestă în principal în reacțiile lor cu apă și acizi.
Ca amoniac, aminele se dizolvă în apă și se adaugă ionul de hidrogen din molecula de apă, formând legătura N → H prin mecanismul donor-acceptor. Drept rezultat, ionii de hidroxid se acumulează în soluție și devin alcalini:
Litmus în soluții amine dobândește o culoare albastră, fenolftaleina este purpuriu.
Ca baze, aminele reacționează cu acizii. formarea sărurilor:
CH3-NH2 + HCI ↔ [CH3-NH3] CI
Sărurile de amină (cum ar fi sărurile de amoniu) sunt substanțe cristaline de structură ionică, sunt ușor solubile în apă. În soluții apoase disociază ca electroliți puternici:
[CH3-NH3] CI = [CH3-NH3] + Cl-
Alcalinele, ca bazele mai puternice, înlocuiesc aminele (ca amoniacul) din sărurile lor cu puțină încălzire:
[CH3-NH3] CI + NaOH - CH3-NH2 + NaCI + H20
Aminele gazoase, spre deosebire de amoniac, ard în aer. În acest caz se formează dioxid de carbon, apă și azot molecular:
4CH3NH2 + 9O2 - 4CO2 + 10H2O + 2N2
Rezumați lecția
În lecție au fost studiate proprietățile chimice ale aminei. Aminele sunt adesea numite baze organice. Din lecția pe care ați învățat-o despre motivele bazicității aminei.