Часть II
   На главную I. Теоретические основы II. Углеводороды III. Кислородсодержащие соединения IV. Азотсодержащие соединения V. Высокомолекулярные соединения VI. Решение задач
Часть III. КИСЛОРОДСОДЖЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ
 Оглавление (Часть III)
Строение гидроксильной группы -ОН
Свойства спиртов и фенолов определяются строением гидроксильной группы -OH, характером ее химических связей, строением углеводородных радикалов и их взаимным влиянием.
Связи О–Н и С–О – полярные ковалентные. Это следует из различий в электроотрицательности кислорода (3,5), водорода (2,1) и углерода (2,4). Электронная плотность обеих связей смещена к более электроотрицательному атому кислорода:
Разрыв таких связей происходит преимущественно гетеролитически (по ионному механизму).
Атому кислорода в спиртах R-O-H свойственна sp3-гибридизация. В образовании его связей с атомами C и H участвуют две 2sp3-атомные орбитали, валентный угол C–О–H близок к тетраэдрическому (около 108,5°). Каждая из двух других 2sp3-АО кислорода занята неподеленной парой электронов.
АO-модель молекулы фенола C6H5OH
В фенолах Ar-O-H под влиянием π-электронной системы бензольного кольца для атома кислорода предпочтительней sp2-гибридизация. При этом одна из неподеленных электронных пар находится на негибридной р-орбитали и может участвовать в сопряжении с ароматической π-системой.

Электронные эффекты гидроксильной группы -OH в спиртах и фенолах

Гидроксигруппа проявляет отрицательный индуктивный эффект (–I-эффект) по отношению к углеводородному радикалу и в спиртах выступает как электроноакцепторный заместитель.
В фенолах, где ОН-группа находится при sp2-атоме углерода, кроме –I-эффекта, она проявляет положительный мезомерный эффект (+M), предоставляя неподеленную электронную пару кислорода в π-систему сопряжения бензольного кольца (анимация).
Вследствие большей подвижности π-электронов +М-эффект сильнее, чем –I-эффект, то есть гидроксигруппа в фенолах является электронодонорным заместителем (отрицательный заряд на атоме кислорода в феноле ниже, чем в предельных одноатомных спиртах).
Сравните распределение электронной плотности (заряды на атомах) в молекулах метанола и фенола.