Номер 8, страница 388 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 78. Косметические и парфюмерные средства. Глава 8. Химия в повседневной жизни - номер 8, страница 388.

Условие.

8. Как можно объяснить, что вещества разной химической природы могут иметь сходный запах, а некоторые гомологи имеют различный запах?

Решение.

Решение 2.

Решение

Объяснение обоих феноменов, описанных в вопросе, основывается на современной стереохимической теории обоняния. Согласно этой теории, ощущение запаха возникает в результате взаимодействия летучих молекул пахучего вещества с обонятельными рецепторами в носовой полости. Ключевым фактором является не химическая формула вещества, а его трехмерная пространственная структура (форма и размер молекулы), а также наличие определенных функциональных групп, которые подходят к рецептору по принципу «ключ-замок».

Почему вещества разной химической природы могут иметь сходный запах

Если молекулы, относящиеся к разным классам соединений (например, альдегиды и нитросоединения), имеют схожую пространственную форму и размер, они могут активировать одни и те же обонятельные рецепторы. Рецепторы, реагируя на геометрию молекулы, а не на ее элементный состав, посылают в мозг одинаковые или очень похожие наборы нервных импульсов. Мозг, в свою очередь, интерпретирует эти сигналы как один и тот же запах. Классическим примером является запах горького миндаля, который присущ как бензальдегиду ($C_6H_5CHO$), так и нитробензолу ($C_6H_5NO_2$), чьи молекулы имеют схожую форму.

Почему некоторые гомологи имеют различный запах

Гомологи — это вещества одного класса, отличающиеся на одну или несколько групп $-CH_2-$. Несмотря на то, что у них одинаковая функциональная группа, каждое приращение углеродной цепи на группу $-CH_2-$ изменяет общую геометрию молекулы: ее длину, объем и гибкость. Это изменение формы влияет на то, как молекула взаимодействует с обонятельным рецептором. Небольшое изменение может привести лишь к появлению нового оттенка в запахе, но значительное изменение длины цепи может привести к тому, что молекула либо перестает подходить к исходному рецептору, либо начинает активировать совершенно другой. Это и вызывает кардинальное изменение запаха. Кроме того, с увеличением молекулярной массы в гомологическом ряду падает летучесть веществ. Высшие гомологи часто являются твердыми веществами или жидкостями с очень низкой упругостью пара, поэтому их молекулы не достигают рецепторов в достаточной концентрации, и вещества воспринимаются как не имеющие запаха.

Ответ: Вещества разной химической природы могут иметь сходный запах, если их молекулы обладают схожей пространственной формой, что позволяет им активировать одни и те же обонятельные рецепторы. Гомологи же имеют разный запах, потому что последовательное удлинение углеродной цепи изменяет форму, размер и летучесть молекулы, что приводит к изменению ее взаимодействия с рецепторами.