№3. Как изменяются свойства водородных атомов гидроксильных групп в ряду веществ; одноатомные спирты, многоатомные спирты, фенолы, карбоновые кислоты? Почему?

Ответ. Рассмотрим для наглядности в качестве примеров этиловый спирт, этиленгликоль, фенол и уксусную кислоту:

В молекуле этилового спирта гидроксильная группа связана с этильным радикалом СН₃СН₃. В молекуле этиленгликоля ко второму атому углерода также присоединена гидроксильная группа. У атома кислорода электроотрицательность больше, чем у атома углерода, поэтому атом кислорода второй гидроксильной группы оттягивает на себя электроны от атома углерода. В результате этот эффект оттягивания электронной плотности по цепочке передается к атому кислорода первой карбоксильной группы (на рисунке изображено стрелками), и электроны от атома водорода смещаются к атому кислорода.

В результате связь О-Н становится более полярной и легче разрывается (естественно, влияние гидроксильных групп взаимно: точно так же первая гидроксильная группа увеличивает кислотность второй).

В молекуле фенола гидроксильная группа соединена с ароматическим кольцом, которое обладает свойством притягивать электроны. Поэтому связь О-Н в фенолах более полярна, чем в спиртах, и легче разрывается.

В молекулах карбоновых кислот гидроксильная группа соединена с карбонильной группой С=О. Атом кислорода карбонильной группы оттягивает на себя электроны от атома углерода, который, в свою очередь, оттягивает электроны от атома кислорода гидроксильной группы. Наконец, атом кислорода оттягивает к себе электроны от атома водорода. В результате связь О-Н становится более полярной и легко разрывается. В молекуле кислоты атомы кислорода карбонильной и гидроксильной групп соединены с одним атомом углерода, поэтому этот эффект смещения электронов проявляется очень сильно и в карбоновых кислотах связь О-Н разрывается легче всего.

Таким образом, в ряду: спирты, многоатомные спирты, фенолы, карбоновые кислоты, - возрастает легкость разрыва связи О-Н в гидроксильной группе, то есть увеличивается подвижность атома водорода гидроксильной группы.