Alkany budowa: wyłącznie wiązania pojedyncze, hybrydyzacja sp3, węgiel tetraedryczny Izomeria



Pobieranie 72.9 Kb.
Data07.05.2016
Rozmiar72.9 Kb.

  1. C,H :

  • alkany CnH2n+2

  • cylkoalkany CnH2n

  • alkeny CnH2n

  • cykloalkeny CnH2n-2

  • alkiny CnH2n-2

  • areny CnHn

  1. C,H,X:

  • Halogenopochodne

  1. C,H,O:

  • Ketony

  • Aldehydy

  • Kwasy organiczne

  • Alkohole –OH

  • Fenole Ar-OH

  • Estry

  • Bezwodniki kwasowe

  • Etery

  1. C,H,N:

  • Aminy

  • Iminy

  • Nitryle

  • Związki azowe

  1. C,H,N,O:

  • Amidy

  • Związki nitrowe

  1. C,H,O,Cl:

  • Chlorki kwasowe


ALKANY

Budowa: wyłącznie wiązania pojedyncze, hybrydyzacja sp3, węgiel tetraedryczny

Izomeria: łańcuchowa i podstawienia

Reakcje charakterystyczne:

- spalanie



- halogenowanie (substytucja wolnorodnikowa)



(mechanizm) SR

1. inicjacja

2. propagacja



3.terminacja




ALKINY

Budowa: węglowodory nienasycone o wiązaniu potrójnym typu sp, wiązanie to 1 typu σ i 2 typu π, hybrydyzacji sp3

Nazewnictwo:końcówka -yn, a po: ch,f,g,k,l -in

Charakterystyczne reakcje:

-przyłączanie do wiązania potrójnego

1. –C≡C– + 2H2 –> –CH2–CH2

2. –C≡C– + X2 –> –C=C– +X2 –>–CX2–CX2


3. –C≡C– + HX –> –C=C– +HX –>–CX2–CH2
4. –C≡C– + H2O/H+ –> –C=C– –>–CH2–C–
-reakcje alkinów jako kwasów

1. H–C≡C–H + Na/NH3 ciekły –> H–C≡C:- Na+

acetylenek sodu

2. CH3– CH–C≡C– + NaNH2 /eter –>


CH3– CH–C≡C:- + NH3+



CYKLOALKANY

Budowa: Węglowodory nasycone o budowie pierścieniowej (cyklicznej), budowa przestrzenna (oprócz cyklopropanu) bo C o hybrydyzacji sp3 a kąt między wiązaniami 109,5˚

Trwałość: spalanie cykloalkanów, powoduje, że energia w nich zgromadzona zostaje uwolniona. Ile energii zostało zgromadzone tyle jest wydzielane w postaci ciepła. Im wartość jest mniejsza tym trwalszy pierścień.

W cyklopropanie występują duże naprężenia, związane z dużą różnicą pomiędzy kątem tetraedrycznym a kątem w cyklopropanie, oraz konfiguracja naprzeciwległa co powoduje że pierścień jest nietrwały

Pierścienie trzy i czteroczłonowe są nietrwałe

Charakterystyczne reakcje:

- podstawienie wolnorodnikowe



-reakcje połączone z rozpadem pierścieni 3-,4-członowych (bardzo nietrwałe i dlatego reaktywne)







ARENY

Budowa: węglowodory nienasycone aromatyczne, posiadają budowę cykliczną, ich cząsteczki są płaskie, całkowita liczba el. π jest zgodna z regułą Hückla, elektrony π w ich cząsteczce są zdelokalizowane, pierścienie aromatyczne są bardzo trwałe

Struktury rezonansowe:

Reguła Hückla – w związkach aromatycznych liczba elektronów π wynosi: 4n+2 , n- liczba całkowita

Charakterystyczne reakcje

podstawienie elektrofilowe

I ETAP
II ETAP
-halogenowanie ArH+X2/FeCl3->ArX

-sulfonowanie ArX+H2SO4/SO3->ArSO3H

-nitrowanie ArH+HNO3/H2SO4->ArNO2

-alkilowanie Friedla-Craftsa

ArH+RCl/AlCl3->ArR

-acylowanie Friedla-Craftsa

ArH+RC(=O)Cl/ArC(=O)R -> ArC(=O)R

-uwodornienie (benzen+3H2->cykloheksan)

-ozonoliza(benzen+3O2->glioksal+3H2O)

-całkowite spalanie

-utlenianie tlenem z powietrza






IZOMERIA:

  1. konstytucyjna:

    • łańcuchowa

    • budowy ( ten sam wzór, inna budowa)

    • położenia podstawnika ( podstawnik w różnych miejscach)

  2. stereoizomeria:

    • geometryczna:

- cis-trans – gdy 2 różne

podstawniki

- E-Z – gdy więcej niż 2 różne

podstawniki

(Z i cis – podstawniki po tej

samej stronie)



  • optyczna (cząsteczka chiralna – nie ma symetrii)

  • konformacyjna (rotacja wokół C-C)

ZAPIS WZORÓW CZĄSTECZEK

1. Wzory strukturalne:

- wzór Lewisa -wzór kreskowy


-wzory grupowe - wzory szkieletowe


2. Wzory sumaryczne

C2H6- etan

C2H4O2 – kwas octowy
3 Wzory alkanów:

a) projekcja konikowa (Kozłowa)



b) projekcja Newmana






ALKENY

Budowa: węglowodory nienasycone o jednym wiązaniu podwójnym i hybrydyzacji sp2 , trzy orbitale sp, kąt między hybrydami 120˚

Izomeria: konstytucyjna i geometryczna.

Reakcje charakterystyczne:

-addycja elektrofilowa



-addycja wolnorodnikowa HBr



-ozonoliza



-utlenianie





Reguła Markowikowa: wodór przyłącza się do tego atomu węgla przy wiązaniu podwójnym, który posiada więcej atomów wodoru.

Przyłączanie HBr w obecności nadtlenków niezgodne z regułą Markownikowa



Mechanizm AE :

Mechanizm AR halogenów:
Mechanizm AR HZ:
Trwałość: szereg trwałości karbokationów związany jest z polaryzacją wiązania C –<–H


Przegrupowania karbokationów:

Zachodzą w czasie reakcji AE

Powstawanie 2 produktów reakcji związane z przejściowego karbokationu



KWASY KARBOKSYLOWE

Budowa: zawierają grupę karboksylową połączoną z R lub Ar

Wiązania wodorowe i ich wpływ na właściwości fizyczne kwasów:

Wł fiz wynikające z wystepowania w.wodorowego między cząsteczkowego to stosunkowo wysokie temp wrzenia.

Wiązania między cz wody i cz. kwasów

Właściwości chemiczne kwasów:


  • reakcje grupy karboksylowej

1. dysocjacja grupy karboksylowej

- reakcje z metalami

- reakcje z wodorotlenkami i tlenkami metali

- reakcje z amoniakiem

- sole tworzą kwasy pod działaniem silniejszego kwasu

- kwasy karboksylowe silniejsze od kwasu węglowego

2. podstawienie grupy karboksylowej

-otrzymywanie chlorków kwasowych

-otrzymywanie amidów

-otrzymywanie estrów



  • reakcje zachodzące na atomie węgla 

- halogenowanie k.k.

Pojęcie kwasów polifunkcyjnych: zawierają oprócz grupy karboksylowej jeszcze inne grupy funkcyjne



HALOGENKI ALKILÓW

Budowa: halogenopochodne alkanów, atom halogenku związany z atomem węgla o hybrydyzacji sp3

Mechanizm, kinetyka i stereochemia reakcji:

Szybkość reakcji chemicznych v=k[stez]n

k- stała szybkości reakcji

n- współczynnik stechiometryczny

Ze względu na kinetykę mamy 2 typy reakcji SN:

SN1 – reakcja 1 rzędu, szybkość zależy jedynie od stęż. R-X w środo. reakcji

Stereochemia i mechanizm:

I ETAP

II ETAP


SN2 – reakcja 2 rzędu, szybkość zależy od stęż R-X jak i Nu- w środ reakcji

Stereochemia i mechanizm



Reakcje konkurencyjne do Sub. – Elim.

E1 mechanizm

I ETAP


II ETAP


E2 mechanizm


Reguła Zajcewa: w reakcji eliminacji atom wodoru odrywa się od tego atomu węgla, który ma mniej atomów wodoru





FENOLE

Budowa: gr –OH bezpośrednio połączona z pierścieniem aromatycznym

Wiązania wodorowe i ich wpływ na właściwości fizyczne: fenole są słabymi kwasami, wpływają na to wiązania wodorowe mogą być:

- międzycząsteczkowe

-wewnątrz cząsteczkowe

-między cz. fenoli i cz. wody



Właściwości kwasowe fenoli:
Zwiększona kwasowość fenoli w porównaniu z alkoholami wynika z oddziaływania wolnych par elektronowych atomu tlenu z sekstetem elektronowym pierścienia aromatycznego. Następuje zmniejszenie polaryzacji wiązania C-O i zwiększenie polaryzacji wiązania O-H, co ułatwia oderwanie protonu.

Podstawienie elektrofilowe w fenolach:



PODSTAWNIKI
1. elektronoakceptorowe ( jeżeli mają większą elektroujemność od węgla)

PODSTAWNIKI I RODZAJU:

Aktywują pierścień w reakcjach SE, kierując następny podstawnik w położenie orto- i para-

- silnie aktywujące: grupy aminowe (NH2,NR2,NRH)

grupa hydroksylowa

- średnio aktywujące: grupy alkoksylowe –OR

- słabo aktywujące: grupy alkilowe ( -CH3, -C2H5)

grupy arylowe (-C6H5)
2. elektronodonorowe ( jeżeli mają mniejszą elektroujemność od węgla)

PODSTAWNIKI II RODZAJU:

Dezaktywują pierścień w reakcjach SE, kierują następny podstawnik w położenie meta-

-N(CH3)3+>-NO2>-CN>-SO3H>-COR>-COOH> -COOR>-CHO
WYJĄTKI:

Szczególna grupa podstawników to atomy chlorowców – dezaktywują pierścień w reakcjach SE, ale kierują następne podstawniki w pozycje orto- i para-


EFEKTY ELEKTRONOWE PODSTAWNIKÓW

1. efekt indukcyjny – przesunięcie elektronów wzdłuż wiązania σ

2. efekt mezomeryczny (rezonansowy) – przesunięcie elektronów π

Efekt mezomeryczny zwykle jest silniejszy niż efekt indukcyjny




ALKADIENY

Podział ze względu na położenie wiązań podwójnych w cząsteczce:
–C=C–C–C=C– wiązanie izolowane

(dien izolowany)


–C=C–C=C–C– wiązanie sprzężone

(dien sprzężony)


–C=C=C–C–C– wiązanie skumulowane

(dien skumulowany)


Reakcje buta-1,3-dienu:

CH2=CH–CH=CH2 +Br2 –> CH2–CH–CH=CH2 +

CH2–CH=CH–CH2
CH2=CH–CH=CH2 +HCl –> CH2–CH–CH=CH2 +

CH2–CH=CH–CH2


CH2=CH–CH=CH2 +H2 –> CH3–CH2–CH=CH2 +

CH3–CH=CH–CH3






ALDEHYDY I KETONY

Budowa:zawieraja w swoich cząsteczkach grupę karbonylową, łączą się zarówno z R i Ar

- grupa aldehydowa


- grupa ketonowa

Charakterystyczne reakcje:

-addycja nukleofilowa – są 2 możliwości w zależności od rodzaju nukleofila

1.

2.

Związki karbonylowe jako C-H kwasy:



Rolę zasady może pełnić rozpuszczalnik lub sam związek karbonylowy (jest zasadą Lewisa). W zw karbonylowych równowaga keto-enolowa.

Kondensacja aldolowa:

Kondensacja: łączenie się dwóch cząsteczek, któremu towarzyszy powstawanie innej, małej cząsteczki (H2O. NH3)

Kondensacja aldowa: reakcja dwóch cząsteczek aldehydu



AMINY

Budowa (rzędowość): organiczne pochodne amoniaku, w którym jeden dwa lub trzy atomy wodoru zastąpiono grupami R lub Ar

NH3 – amoniak

R–NH2 – amina I rzędowa

R–NH–R’ – amina II rzędowa

R–N–R’ – amina III rzędowa

R’’ R’


amina IV rzędowa - R – N+–R’’

R’’’


Wiązania wodorowe i ich wpływ na właściwości fizyczne amin:

Aminy I i II rzędowe mogą tworzyć wiązania wodorowe, które są słabsze niż w alkoholach – temp. wrzenia amin niższe niż alkohole


Dzięki wiązaniom wodorowym z cząsteczkami wody niższe aminy (do 6 at.C) Rozpuszczają się w wodzie



Zasadowość amin:

Zasady słabsze niż woda


Z kwasami aminy tworzą sole:



ETERY

Budowa: związki organiczne w których występuje wiązani C–O–C, etery mogą być: symetryczne (R=R’) lub niesymetryczne (R≠R’); łańcuchowe lub cykliczne

Wiązania wodorowe: występuje pomiędzy cz. H2O a cz. Eteru powoduje słabą rozpuszczalność w wodzie
Charakterystyczne reakcje:

-rozszczepienie eterów przez halogenowodory

R–O–R’+HX –>R–X + R’OH +HX –>R–X+R’–X

Ar–O–R+HX –>R–X + ArOH


Etery cykliczne ( epoksydy)

Budowa: organiczne związki chemiczne zawierające trójczłonowe ugrupowanie cykliczne

w pierścieniu trójczłonowym kąty

wiązań C-O wynoszą ok 60°
Reakcje: bardzo przydatne w syntezie organicznej



ALKOHOLE

Budowa (rzędowość) :

związki organiczne zawierające jedną lub więcej grup –OH

III rz II rz I rz


Wiązania wodorowe i ich wpływ na właściwości fizyczne alkoholi: wiązania wodorowe powodują, że alkohole mają duża temperaturę wrzenia, niższe alkohole ( o krótszym łańcuchu) połączone w. wodorowymi z wodą są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Wiązania wodorowe występują:

- między cz. alkoholu i wody

-między cz. alkoholu


Reakcje alkoholi jako kwasów:

Reakcje podstawienia nukleofilowego (SN1, SN2) i eliminacji (E1, E2) w alkoholach:

Mechanizm SN1:

1. proponowanie alkoholu

2. wytwarzanie karbokationu

3. reakcja karbokationu z nukleofilem



Mechanizm SN2:

1. proponowanie alkoholu


2. reakcja kwasu metylooksoniowego z nukleofilem
Eliminacja wody – dehydratacja:

Utlenianie alkoholi:

- Alkohole I-rzędowe – utlenianie do aldehydów i kwasów


- alkohole II-rzędowe – utlenianie do ketonów
-alkohole III-rzędowe nie ulegają utlenianiu




HYBRYDYZACJA

Powstawanie nowych orbitali przez uśrednienie energii składowych orbitali różnego typu (najczęściej s i p)



sp3 - z połączenia i uśrednienia energii orbitalu s i trzech orbitali p otrzymujemy układ tetraedryczny, z jądrem węgla wewnątrz tetraedru i wiązaniami skierowanymi do jego czterech wierzchołków (teoretyczny kąt między wiązaniami 109,5°)

wystepuje w : alkanach, cyklalkanach, związkach o wiązaniu pojedynczym typu σ



sp2 - z połączenia i uśrednienia energii orbitalu s i dwóch orbitali p otrzymujemy układ trzech zhybrydyzowanych orbitali ułożonych na płaszczyźnie (trzy punkty zawsze wyznaczają płaszczyznę) pod kątem 120° pomiędzy nimi wiązanie typu σ. Pozostały, trzeci orbital p (nie biorący udziału w hybrydyzacji) jest prostopadły do płaszczyzny trzech zhybrydyzowanych.  Niezhybrydyzowane orbitale p tworzą wiązanie typu π wiązania podwójnego. Wystepują w : alkenach, cykloalkenach, zw. Aromatycznych, zw posiadających grupę karbonylową

sp - z połączenia i uśrednienia energii orbitalu s i orbitalu p otrzymujemy układ dwóch zhybrydyzowanych orbitali ułożonych liniowo (diagonalnie); pozostałe dwa orbitale p leżą w płaszczyźnie prostopadłej do linii orbitali sp i tworzą między sobą kąt prosty, wiązanie σ Niezhybrydyzowane dwa orbitale p tworzą 2 wiązania typu π wiązania potrójnego.
ZWIĄZKI ORGANICZNE O ZNACZENIU PRAKTYCZNYM
1. Biocząsteczki

- lipidy (np. tłuszcze)

- sacharydy

- aminokwasy, białka

- kwasy nukleinowe

2. Detergenty – środki czyszczące, powierzchniowo czynne

3. Dodatki do żywności

4. Środki ochrony roślin

5. Barwniki – zawierają grupy chromoforowi odpowiadające za występowanie barw

6. Polimery




RODZAJE REAKCJI ORGANICZNYCH I REAGENTY BIORĄCE W NICH UDZIAŁ
1.Reakcje podstawienia ( substytucji)
–C – Y + Z –> –C – Z + Y
2. Reakcje przyłączania (addycji)
C=C + XZ –> –C–C–
3. Reakcje eliminacji
–C–C– –>–C=C– + ZY
4. Reakcje przegrupowania

Reorganizacja wiązań i atomów w cząsteczce prowadzącego do powstania cząsteczki związku izomerycznego względem substratu



REAGENTY:

1. Wolne rodniki

A : B –> A + B

Cząsteczki elektrycznie obojętne, zawierające nieparzystą liczbę elektronów walencyjnych

2. Cząsteczki elektrofilowe

A : B –> A + B:

nukleofil – cząsteczka z nadmiarem elektronów, może być jonem lub cząs. obojętną

eElektrofil – cząsteczka z niedoborem elektronów, może być jonem lub cząs. obojętną






: img -> sciagi -> zalaczniki
zalaczniki -> Dominare-dominować- ktoś kto ma dominacje np nad niewolnikami – władza, zarządzanie. Imperiale
zalaczniki -> 1. Pojęcie, cel i funkcję marketingu a. Ujęcie klasyczne
zalaczniki -> P. osobowości zajmuje się badaniami i opisywaniem człowieka w kategoriach najistotniejszych cech integrujących i organizujących jego funkcjonowanie społeczna
zalaczniki -> Nowa fala to była formacja intelektualna, która zaproponowała inną formułę poezji
zalaczniki -> Europa warunki naturalne, położenie, półwyspy, cieśniny, wyspy, wulkany, jeziora, lodowce, rzeki, łańcuchy górskie
zalaczniki -> Mekka odległa od morza, leżąca wśród nagich i jałowych pagórków, otoczona nie kończącą się pustynią, serce Arabii
zalaczniki -> Działy filozofii
zalaczniki -> W dziejach starożytnych Greków dwa największe miasta-państwa zapisały się szcze­gólnie. Była to Sparta, położona w południowej części Peloponezu, oraz Ateny, leżące w środkowej Grecji na półwyspie Attyka
zalaczniki -> Propedeutyka historii filozofii – Ćwiczenia
zalaczniki -> Zasady techniki prawodawczej




©absta.pl 2019
wyślij wiadomość

    Strona główna