2. Реакции карбонильной группы. Электрофильное присоединение

В связи с тем, что наиболее высокая по энергии занятая орбиталь соответствует уровню электрофил в первую очередь взаимодействует именно с этой орбиталью, координируясь по кислородному атому, так как уровень соответствует -орбитали кислорода. Частицы, обладающие кислотными свойствами, протоны и катионы металлов, должны присоединяться по кислороду, что и происходит на практике. Присоединение электрофила к карбонильной группе усиливает поляризацию двойной связи Однако даже в отсутствие электрофила электронная плотность смещена в сторону атома кислорода, так как на нем локализованы две несвязывающие электронные пары ил); кроме того, и -орбитали имеют большие весовые коэффициенты на атоме кислорода.

(см. скан)

Поляризация карбонильной группы может быть также описана в терминах мезомерии. В карбонильной группе существует резонанс между двумя граничными формами: иленовой без разделения зарядов и илидовой с положительным зарядом на атоме углерода и с отрицательным — на атоме кислорода. Разделение зарядов создает электрический дипольный момент. Дипольный момент,

обозначаемый буквой можно представить как произведение абсолютной величины зарядов на расстояние между ними. Для альдегидов и кетонов дипольный момент составляет приблизительно (Дебай), что соответствует Поскольку длина связи равна 1,20 А, величина заряда на каждом полюсе, на атомах углерода: и кислорода, составляет от 1/3 до 3/4 заряда электрона, что представляет собой весьма значительную величину.

За счет диполь-дипольного взаимодействия в конденсированной фазе происходит взаимное притяжение молекул, содержащих карбонильную группу. В результате карбонильные соединения имеют более высокие температуры плавления и кипения по сравнению с углеводородами, содержащими такое же число углеродных атомов. При комнатной температуре эти вещества представляют собой жидкости, способные растворять другие полярные вещества, например некоторые соли. Так, ацетон является одним из наиболее распространенных растворителей.