Μηχανισμοί οργανικών αντιδράσεων
| Όνομα παραμέτρου | Εννοια |
| Θέμα άρθρου: | Μηχανισμοί οργανικών αντιδράσεων |
| Ρουμπρίκα (θεματική κατηγορία) | Εκπαίδευση |
Ταξινόμηση αντιδράσεων
Υπάρχουν τέσσερις κύριοι τύποι αντιδράσεων στις οποίες συμμετέχουν οργανικές ενώσεις: υποκατάσταση (μετατόπιση), προσθήκη, εξάλειψη (εξάλειψη), αναδιατάξεις.
3.1 Αντιδράσεις υποκατάστασης
Στον πρώτο τύπο αντίδρασης, η υποκατάσταση συμβαίνει συνήθως σε ένα άτομο άνθρακα, αλλά το υποκατεστημένο άτομο πρέπει να είναι ένα άτομο υδρογόνου ή κάποιο άλλο άτομο ή ομάδα ατόμων. Κατά την ηλεκτροφιλική υποκατάσταση, το άτομο υδρογόνου αντικαθίσταται συχνότερα. Ένα παράδειγμα είναι η κλασική αρωματική υποκατάσταση:
Με την πυρηνόφιλη υποκατάσταση, δεν αντικαθίσταται συχνότερα το άτομο υδρογόνου, αλλά άλλα άτομα, για παράδειγμα:
NC - + R−Br → NC−R +BR -
3.2 Αντιδράσεις προσθήκης
Οι αντιδράσεις προσθήκης μπορεί επίσης να είναι ηλεκτρόφιλες, πυρηνόφιλες ή ριζικές με βάση τον τύπο του είδους που ξεκινά τη διαδικασία. Η προσκόλληση σε συνηθισμένους διπλούς δεσμούς άνθρακα-άνθρακα προκαλείται συνήθως από ένα ηλεκτρόφιλο ή ρίζα. Για παράδειγμα, η προσθήκη HBr
μπορεί να ξεκινήσει με επίθεση του διπλού δεσμού από το πρωτόνιο H+ ή τη ρίζα Br·.
3.3 Αντιδράσεις αποβολής
Οι αντιδράσεις απομάκρυνσης είναι ουσιαστικά το αντίστροφο από τις αντιδράσεις προσθήκης. Ο πιο συνηθισμένος τύπος τέτοιας αντίδρασης είναι η εξάλειψη ενός ατόμου υδρογόνου και ενός άλλου ατόμου ή ομάδας από γειτονικά άτομα άνθρακα για να σχηματιστούν αλκένια:
3.4 Αντιδράσεις αναδιάταξης
Αναδιατάξεις μπορούν επίσης να συμβούν μέσω ενδιάμεσων ενώσεων που είναι κατιόντα, ανιόντα ή ρίζες. Τις περισσότερες φορές, αυτές οι αντιδράσεις συμβαίνουν με το σχηματισμό καρβοκατιόντων ή άλλων σωματιδίων με έλλειψη ηλεκτρονίων. Οι ανακατατάξεις ενδέχεται να περιλαμβάνουν σημαντική αναδιάρθρωση του σκελετού άνθρακα. Το ίδιο το βήμα αναδιάταξης σε τέτοιες αντιδράσεις συχνά ακολουθείται από στάδια υποκατάστασης, προσθήκης ή εξάλειψης, οδηγώντας στον σχηματισμό ενός σταθερού τελικού προϊόντος.
Μια λεπτομερής περιγραφή μιας χημικής αντίδρασης κατά στάδια συνήθως ονομάζεται μηχανισμός. Από ηλεκτρονική άποψη, ο μηχανισμός μιας χημικής αντίδρασης νοείται ως η μέθοδος διάσπασης των ομοιοπολικών δεσμών σε μόρια και η αλληλουχία καταστάσεων από τις οποίες διέρχονται οι αντιδρώντες ουσίες πριν γίνουν προϊόντα αντίδρασης.
4.1 Αντιδράσεις ελεύθερων ριζών
Αντιδράσεις ελεύθερων ριζών - ϶ᴛᴏ χημικές διεργασίες, στην οποία συμμετέχουν μόρια με ασύζευκτα ηλεκτρόνια. Ορισμένες πτυχές των αντιδράσεων ελεύθερων ριζών είναι μοναδικές σε σύγκριση με άλλους τύπους αντιδράσεων. Η κύρια διαφορά είναι ότι πολλές αντιδράσεις ελεύθερων ριζών είναι αλυσιδωτές αντιδράσεις. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει ένας μηχανισμός με τον οποίο πολλά μόρια μετατρέπονται σε προϊόν μέσω μιας επαναλαμβανόμενης διαδικασίας που ξεκινά από τη δημιουργία ενός μόνο αντιδρώντος είδους. Ένα τυπικό παράδειγμα επεξηγείται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο υποθετικό μηχανισμό:
Το στάδιο στο οποίο παράγεται το ενδιάμεσο της αντίδρασης, σε σε αυτήν την περίπτωσηΤο Α· συνήθως ονομάζεται μύηση. Αυτό το στάδιο εμφανίζεται όταν υψηλή θερμοκρασία, υπό την επίδραση UV ή υπεροξειδίων, σε μη πολικούς διαλύτες. Οι επόμενες τέσσερις εξισώσεις σε αυτό το παράδειγμα επαναλαμβάνουν την ακολουθία δύο αντιδράσεων. αντιπροσωπεύουν τη φάση ανάπτυξης της αλυσίδας. Αλυσιδωτικές αντιδράσειςχαρακτηρίζεται από το μήκος της αλυσίδας, το οποίο αντιστοιχεί στον αριθμό των σταδίων ανάπτυξης ανά στάδιο έναρξης. Το δεύτερο στάδιο συμβαίνει με την ταυτόχρονη σύνθεση της ένωσης και το σχηματισμό μιας νέας ρίζας, η οποία συνεχίζει την αλυσίδα των μετασχηματισμών. Το τελευταίο στάδιοείναι ένα στάδιο τερματισμού της αλυσίδας που περιλαμβάνει οποιαδήποτε αντίδραση στην οποία ένα από τα ενδιάμεσα της αντίδρασης που είναι απαραίτητα για την εξέλιξη της αλυσίδας καταστρέφεται. Όσο περισσότερα στάδια τερματισμού της αλυσίδας, τόσο μικρότερο γίνεται το μήκος της αλυσίδας.
Οι αντιδράσεις ελεύθερων ριζών συμβαίνουν: 1) στο φως, σε υψηλές θερμοκρασίες ή παρουσία ριζών που σχηματίζονται κατά την αποσύνθεση άλλων ουσιών. 2) αναστέλλεται από ουσίες που αντιδρούν εύκολα με τις ελεύθερες ρίζες. 3) εμφανίζονται σε μη πολικούς διαλύτες ή στη φάση ατμού. 4) έχουν συχνά μια αυτοκαταλυτική και επαγωγική περίοδο πριν από την έναρξη της αντίδρασης. 5) κινητικά είναι αλυσιδωτές.
Οι αντιδράσεις ριζικής υποκατάστασης είναι χαρακτηριστικές των αλκανίων και οι αντιδράσεις προσθήκης ριζών είναι χαρακτηριστικές των αλκενίων και των αλκινίων.
CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl
CH 3 -CH=CH 2 + HBr → CH 3 -CH 2 -CH 2 Br
CH 3 -C≡CH + HCl → CH 3 -CH=CHCl
Η σύνδεση των ελεύθερων ριζών μεταξύ τους και ο τερματισμός της αλυσίδας συμβαίνει κυρίως στα τοιχώματα του αντιδραστήρα.
Αντιδράσεις στις οποίες εμφανίζεται ετερολυτικότο σπάσιμο των δεσμών και ο σχηματισμός ενδιάμεσων σωματιδίων ιοντικού τύπου ονομάζονται ιοντικές αντιδράσεις.
Οι ιοντικές αντιδράσεις συμβαίνουν: 1) παρουσία καταλυτών (οξέων ή βάσεων και δεν επηρεάζονται από το φως ή τις ελεύθερες ρίζες, ιδιαίτερα αυτές που προκύπτουν από την αποσύνθεση υπεροξειδίων). 2) δεν επηρεάζονται από σαρωτές ελεύθερων ριζών. 3) η φύση του διαλύτη επηρεάζει την πορεία της αντίδρασης. 4) σπάνια εμφανίζονται στη φάση ατμού. 5) κινητικά είναι κυρίως αντιδράσεις πρώτης ή δεύτερης τάξης.
Με βάση τη φύση του αντιδραστηρίου που δρα στο μόριο, οι ιοντικές αντιδράσεις χωρίζονται σε ηλεκτροφιλικόΚαι πυρηνόφιλος. Οι αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης είναι χαρακτηριστικές των αλκυλο και αρυλο αλογονιδίων,
CH 3 Cl + H 2 O → CH 3 OH + HCl
C 6 H 5 -Cl + H 2 O → C 6 H 5 -OH + HCl
C 2 H 5 OH + HCl → C 2 H 5 Cl + H 2 O
C 2 H 5 NH 2 + CH 3 Cl → CH 3 -NH-C 2 H 5 + HCl
ηλεκτρόφιλη υποκατάσταση – για αλκάνια παρουσία καταλυτών
CH 3 - CH 2 - CH 2 - CH 2 - CH 3 → CH 3 - CH (CH 3) - CH 2 - CH 3
και αρένες.
C 6 H 6 + HNO 3 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O
Οι ηλεκτρόφιλες αντιδράσεις προσθήκης είναι χαρακτηριστικές των αλκενίων
CH 3 -CH=CH 2 + Br 2 → CH 3 -CHBr-CH 2 Br
και αλκίνια,
CH≡CH + Cl 2 → CHCl=CHCl
πυρηνόφιλη προσθήκη – για αλκίνια.
CH 3 -C≡CH + C 2 H 5 OH + NaOH → CH 3 -C(OC 2 H 5) = CH 2
Μηχανισμοί οργανικών αντιδράσεων - έννοια και τύποι. Ταξινόμηση και χαρακτηριστικά της κατηγορίας «Μηχανισμοί οργανικών αντιδράσεων» 2017, 2018.
Όταν υπάρχει διαρροή χημικές αντιδράσειςκάποιες συνδέσεις σπάνε και άλλες συνδέσεις προκύπτουν. Οι χημικές αντιδράσεις διακρίνονται συμβατικά σε οργανικές και ανόργανες. Οργανικές αντιδράσεις θεωρούνται οι αντιδράσεις στις οποίες τουλάχιστον ένα από τα αντιδρώντα είναι οργανική ένωση που αλλάζει μοριακή δομήκατά τη διαδικασία της αντίδρασης. Η διαφορά μεταξύ των οργανικών αντιδράσεων και των ανόργανων είναι ότι, κατά κανόνα, εμπλέκονται μόρια σε αυτές. Ο ρυθμός τέτοιων αντιδράσεων είναι χαμηλός και η απόδοση του προϊόντος είναι συνήθως μόνο 50-80%. Για να αυξηθεί ο ρυθμός αντίδρασης, χρησιμοποιούνται καταλύτες και αυξάνεται η θερμοκρασία ή η πίεση. Στη συνέχεια, εξετάζουμε τους τύπους χημικών αντιδράσεων σε οργανική χημεία.
Ταξινόμηση βάσει της φύσης των χημικών μετασχηματισμών
- Αντιδράσεις υποκατάστασης
- Αντιδράσεις προσθήκης
- Αντίδραση ισομερισμού και αναδιάταξη
- Αντιδράσεις οξείδωσης
- Αντιδράσεις αποσύνθεσης
Αντιδράσεις υποκατάστασης
Κατά τις αντιδράσεις υποκατάστασης, ένα άτομο ή ομάδα ατόμων στο αρχικό μόριο αντικαθίσταται από άλλα άτομα ή ομάδες ατόμων, σχηματίζοντας ένα νέο μόριο. Κατά κανόνα, τέτοιες αντιδράσεις είναι χαρακτηριστικές κορεσμένων και αρωματικών υδρογονανθράκων, για παράδειγμα:
Αντιδράσεις προσθήκης
Όταν συμβαίνουν αντιδράσεις προσθήκης, ένα μόριο μιας νέας ένωσης σχηματίζεται από δύο ή περισσότερα μόρια ουσιών. Τέτοιες αντιδράσεις είναι τυπικές για ακόρεστες ενώσεις. Υπάρχουν αντιδράσεις υδρογόνωσης (αναγωγής), αλογόνωσης, υδροαλογόνωσης, ενυδάτωσης, πολυμερισμού κ.λπ.:
- Υδρογόνωση– προσθήκη μορίου υδρογόνου:
Αντίδραση εξάλειψης
Ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων απομάκρυνσης, τα οργανικά μόρια χάνουν άτομα ή ομάδες ατόμων και σχηματίζεται μια νέα ουσία που περιέχει έναν ή περισσότερους πολλαπλούς δεσμούς. Οι αντιδράσεις αποβολής περιλαμβάνουν αντιδράσεις αφυδρογόνωση, αφυδάτωση, αφυδροαλογόνωσηκαι ούτω καθεξής.:
Αντιδράσεις ισομερισμού και αναδιάταξη
Κατά τη διάρκεια τέτοιων αντιδράσεων, συμβαίνει ενδομοριακή αναδιάταξη, δηλ. η μετάβαση ατόμων ή ομάδων ατόμων από ένα μέρος του μορίου σε άλλο χωρίς αλλαγή του μοριακού τύπου της ουσίας που συμμετέχει στην αντίδραση, για παράδειγμα:
Αντιδράσεις οξείδωσης
Ως αποτέλεσμα της έκθεσης σε ένα οξειδωτικό αντιδραστήριο, η κατάσταση οξείδωσης του άνθρακα σε ένα οργανικό άτομο, μόριο ή ιόν αυξάνεται λόγω της απώλειας ηλεκτρονίων, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μιας νέας ένωσης: 
Αντιδράσεις συμπύκνωσης και πολυσυμπύκνωσης
Συνίσταται στην αλληλεπίδραση πολλών (δύο ή περισσότερων) οργανικών ενώσεων με το σχηματισμό νέων Συνδέσεις C-Cκαι ενώσεις χαμηλού μοριακού βάρους:
Η πολυσυμπύκνωση είναι ο σχηματισμός ενός μορίου πολυμερούς από μονομερή που περιέχουν λειτουργικές ομάδες με την απελευθέρωση μιας ένωσης χαμηλού μοριακού βάρους. Σε αντίθεση με τις αντιδράσεις πολυμερισμού, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός πολυμερούς με σύνθεση παρόμοια με το μονομερές, ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων πολυσυμπύκνωσης, η σύνθεση του πολυμερούς που προκύπτει διαφέρει από το μονομερές του:
Αντιδράσεις αποσύνθεσης
Αυτή είναι η διαδικασία διάσπασης μιας πολύπλοκης οργανικής ένωσης σε λιγότερο πολύπλοκες ή απλές ουσίες:
C 18 H 38 → C 9 H 18 + C 9 H 20
Ταξινόμηση χημικών αντιδράσεων με μηχανισμούς
Οι αντιδράσεις που περιλαμβάνουν τη ρήξη ομοιοπολικών δεσμών σε οργανικές ενώσεις μπορούν να συμβούν με δύο μηχανισμούς (δηλαδή, μια διαδρομή που οδηγεί στη ρήξη ενός παλιού δεσμού και στο σχηματισμό ενός νέου) – ετερολυτική (ιονική) και ομολυτική (ριζική).
Ετερολυτικός (ιονικός) μηχανισμός
Σε αντιδράσεις που προχωρούν σύμφωνα με τον ετερολυτικό μηχανισμό, σχηματίζονται ενδιάμεσα σωματίδια ιοντικού τύπου με φορτισμένο άτομο άνθρακα. Τα σωματίδια που φέρουν θετικό φορτίο ονομάζονται καρβοκατιόντα και τα αρνητικά ονομάζονται καρβανιόντα. Σε αυτή την περίπτωση, δεν συμβαίνει το σπάσιμο του κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων, αλλά η μετάβασή του σε ένα από τα άτομα, με το σχηματισμό ενός ιόντος: 
Ισχυρά πολικοί, για παράδειγμα H–O, C–O, και εύκολα πολωτικοί, για παράδειγμα C–Br, C–I δεσμοί παρουσιάζουν μια τάση για ετερολυτική διάσπαση.
Οι αντιδράσεις που προχωρούν σύμφωνα με τον ετερολυτικό μηχανισμό χωρίζονται σε πυρηνόφιλο και ηλεκτροφιλικό αντιδράσεις.Ένα αντιδραστήριο που έχει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων για να σχηματίσει έναν δεσμό ονομάζεται πυρηνόφιλο ή δότη ηλεκτρονίων. Για παράδειγμα, HO-, RO-, Cl-, RCOO-, CN-, R-, NH2, H2O, NH3, C2H5OH, αλκένια, αρένες.
Ένα αντιδραστήριο που έχει ένα μη γεμισμένο κέλυφος ηλεκτρονίων και είναι ικανό να προσκολλήσει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων κατά τη διαδικασία σχηματισμού ενός νέου δεσμού Τα ακόλουθα κατιόντα ονομάζονται ηλεκτρόφιλα αντιδραστήρια: H +, R 3 C +, AlCl 3, ZnCl 2, SO 3. , BF 3, R-Cl, R2C=O
Αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης
Χαρακτηριστικό για τα αλκυλαλογονίδια και τα αρυλ αλογονίδια: 
Πυρηνόφιλες αντιδράσεις προσθήκης 
Αντιδράσεις ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης
Ηλεκτρόφιλες αντιδράσεις προσθήκης 
Ομολυτικό (ριζικός μηχανισμός)
Σε αντιδράσεις που προχωρούν σύμφωνα με τον ομολυτικό (ριζικό) μηχανισμό, στο πρώτο στάδιο ο ομοιοπολικός δεσμός σπάει με το σχηματισμό ριζών. Η προκύπτουσα ελεύθερη ρίζα δρα στη συνέχεια ως επιθετικό αντιδραστήριο. Η διάσπαση του δεσμού με ριζικό μηχανισμό είναι τυπική για μη πολικούς ή χαμηλοπολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς (C–C, N–N, C–H).
Διάκριση μεταξύ αντιδράσεων ριζικής υποκατάστασης και ριζικής προσθήκης
Αντιδράσεις ριζικής μετατόπισης
Χαρακτηριστικό των αλκανίων 
Αντιδράσεις ριζικής προσθήκης
Χαρακτηριστικό αλκενίων και αλκυνίων 
Έτσι, εξετάσαμε τους κύριους τύπους χημικών αντιδράσεων στην οργανική χημεία
Κατηγορίες,Όλες οι χημικές αντιδράσεις συνοδεύονται από το σπάσιμο κάποιων δεσμών και το σχηματισμό άλλων. Κατ' αρχήν, οι οργανικές αντιδράσεις υπακούουν στους ίδιους νόμους με τις ανόργανες, αλλά έχουν ποιοτική πρωτοτυπία.
Έτσι, ενώ οι ανόργανες αντιδράσεις συνήθως περιλαμβάνουν ιόντα, οι οργανικές αντιδράσεις περιλαμβάνουν μόρια.
Οι αντιδράσεις προχωρούν πολύ πιο αργά, σε πολλές περιπτώσεις απαιτούν καταλύτη ή επιλογή εξωτερικών συνθηκών (θερμοκρασία, πίεση).
Σε αντίθεση με τις ανόργανες αντιδράσεις, οι οποίες προχωρούν αρκετά ξεκάθαρα, οι περισσότερες οργανικές αντιδράσεις συνοδεύονται από τη μία ή την άλλη ποσότητα ανεπιθύμητες ενέργειες. Σε αυτή την περίπτωση, η απόδοση του κύριου προϊόντος συχνά δεν υπερβαίνει το 50%, αλλά συμβαίνει ότι η απόδοση είναι ακόμη μικρότερη. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει ποσοτικά, δηλ. με απόδοση 100%. Λόγω του γεγονότος ότι η σύνθεση των προϊόντων είναι διφορούμενη, οι εξισώσεις χημικών αντιδράσεων χρησιμοποιούνται σπάνια στην οργανική χημεία. Τις περισσότερες φορές, γράφεται ένα σχήμα αντίδρασης που αντικατοπτρίζει τις πρώτες ύλες και το κύριο προϊόν της αντίδρασης και αντί για το σύμβολο "=" μεταξύ του δεξιού και του αριστερού τμήματος του σχήματος, χρησιμοποιείται "" ή το σύμβολο αναστρεψιμότητας.
Υπάρχουν δύο προσεγγίσεις για την ταξινόμηση των οργανικών αντιδράσεων: από τη φύση χημικούς μετασχηματισμούςκαι τους μηχανισμούς εμφάνισής τους.
Με βάση τη φύση των χημικών μετασχηματισμών, διακρίνονται:
|
Αντιδράσεις αντικατάστασης (S - από το αγγλικό Substitution - substitution) |
Ένα άτομο ή ομάδα ατόμων αντικαθίσταται από ένα άλλο άτομο ή ομάδα ατόμων: |
|
Αντιδράσεις προσθήκης (Διαφήμιση - από την αγγλική προσθήκη - προσχώρηση) |
Από δύο ή περισσότερα μόρια σχηματίζεται μια νέα ουσία. Η προσθήκη γίνεται, κατά κανόνα, μέσω πολλαπλών δεσμών (διπλοί, τριπλοί): |
|
Αντιδράσεις εξάλειψης (Ε - από τα αγγλικά Εξάλειψη - εξάλειψη, αφαίρεση) |
Αντιδράσεις παραγώγων υδρογονανθράκων στις οποίες μια λειτουργική ομάδα εξαλείφεται μαζί με άτομα υδρογόνου για να σχηματίσει έναν δεσμό (διπλός, τριπλός): |
|
Ανασυγκροτήσεις (Rg - από τα αγγλικά Re-grouping - regrouping) |
Ενδομοριακές αντιδράσεις ανακατανομής της πυκνότητας ηλεκτρονίων και των ατόμων: (Ανασυγκρότηση του Favorsky). |
Ταξινόμηση των οργανικών αντιδράσεων ανάλογα με τον μηχανισμό εμφάνισής τους.
Ο μηχανισμός μιας χημικής αντίδρασης είναι η διαδρομή που οδηγεί στο σπάσιμο ενός παλιού δεσμού και στο σχηματισμό ενός νέου.
Υπάρχουν δύο μηχανισμοί για τη διάσπαση ενός ομοιοπολικού δεσμού:
1. Ετερολυτικό (ιονικό). Σε αυτή την περίπτωση, το ζεύγος ηλεκτρονίων σύνδεσης μεταφέρεται πλήρως σε ένα από τα συνδεδεμένα άτομα:
2. Ομολυτικό (ριζικό). Το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων σπάει στη μέση για να σχηματίσει δύο σωματίδια με ελεύθερα σθένη - ρίζες:
Η φύση του μηχανισμού διάσπασης καθορίζεται από τον τύπο του σωματιδίου που επιτίθεται (αντιδραστήριο). Υπάρχουν τρεις τύποι αντιδραστηρίων στην οργανική χημεία.
1. Πυρηνόφιλα αντιδραστήρια (Ν - από το λατινικό Nucleophilic - που έχουν συγγένεια με τον πυρήνα).
Σωματίδια (άτομα, ομάδες, ουδέτερα μόρια) που περιέχουν περίσσεια πυκνότητας ηλεκτρονίων. Διακρίνονται σε ισχυρά, μεσαίας ισχύος και αδύναμα. Η ισχύς ενός πυρηνόφιλου είναι μια σχετική έννοια, ανάλογα με τις συνθήκες αντίδρασης (πολικότητα διαλύτη). Σε πολικούς διαλύτες ισχυρά πυρηνόφιλα: , καθώς και ουδέτερα μόρια με μεμονωμένα ζεύγη ηλεκτρονίων (σε μη δεσμευτικά τροχιακά). Πυρηνόφιλα μεσαίας ισχύος: . Αδύναμα πυρηνόφιλα: ανιόντα ισχυρών οξέων - καθώς και φαινόλες και αρωματικές αμίνες.
2. Ηλεκτρόφιλα αντιδραστήρια (Ε - από το λατινικό Electrophilic - που έχουν συγγένεια με τα ηλεκτρόνια).
Σωματίδια (άτομα, ομάδες, ουδέτερα μόρια) που φέρουν θετικό φορτίο ή κενό τροχιακό, με αποτέλεσμα να έχουν συγγένεια με αρνητικά φορτισμένα σωματίδια ή ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Στον αριθμό ισχυρά ηλεκτρόφιλαπεριλαμβάνουν το πρωτόνιο, τα μεταλλικά κατιόντα (ειδικά τα πολλαπλά φορτισμένα), τα μόρια με ένα κενό τροχιακό σε ένα από τα άτομα (οξέα Lewis), τα μόρια των οξέων που περιέχουν οξυγόνο με υψηλά φορτία στο οξειδωμένο άτομο ().
Συμβαίνει συχνά ένα μόριο να περιέχει πολλά κέντρα αντίδρασης και διαφορετικής φύσης, - τόσο πυρηνόφιλο όσο και ηλεκτρόφιλο.
3. Ριζοσπάστες (R).
Ανάλογα με τον τύπο του αντιδραστηρίου και την οδό διάσπασης του ετερολυτικού δεσμού στο μόριο του υποστρώματος, σχηματίζονται διάφορα προϊόντα. Αυτό μπορεί να αναπαρασταθεί σε γενική μορφή:
Οι αντιδράσεις που συμβαίνουν σύμφωνα με τέτοια σχήματα ονομάζονται αντιδράσεις ηλεκτροφιλικής υποκατάστασης (SE), επειδή η αντίδραση είναι ουσιαστικά μια μετατόπιση και ο παράγοντας επίθεσης είναι ένα ηλεκτρόφιλο είδος.
Οι αντιδράσεις που προχωρούν σύμφωνα με τέτοια σχήματα ονομάζονται αντιδράσεις πυρηνόφιλης υποκατάστασης (S N), επειδή η αντίδραση είναι ουσιαστικά μια μετατόπιση και ο παράγοντας επίθεσης είναι ένα πυρηνόφιλο είδος.
Εάν ο παράγοντας επίθεσης είναι μια ρίζα, τότε η αντίδραση προχωρά με έναν ριζικό μηχανισμό.
Ταξινόμηση των αντιδράσεων Ανάλογα με τον αριθμό των αρχικών και τελικών ουσιών: 1. Προσθήκη 2. Αποβολή (απάλειψη) 3. Υποκατάσταση
Ταξινόμηση των αντιδράσεων Σύμφωνα με τον μηχανισμό διάσπασης των δεσμών: 1. Ομολυτικές (ριζικές) ρίζες 2. Ετερολυτικά (ιοντικά) ιόντα
Μηχανισμός αντίδρασης Ο μηχανισμός είναι μια λεπτομερής περιγραφή μιας χημικής αντίδρασης σε στάδια, που υποδεικνύει ενδιάμεσα προϊόντα και σωματίδια. Σχήμα αντίδρασης: Μηχανισμός αντίδρασης:
Ταξινόμηση των αντιδράσεων ανά τύπο αντιδραστηρίων 1. Ρίζα Ρίζα είναι ένα χημικά ενεργό σωματίδιο με ασύζευκτο ηλεκτρόνιο. 2. Ηλεκτρόφιλο Ηλεκτρόφιλο είναι ένα σωματίδιο ή μόριο με έλλειψη ηλεκτρονίων με άτομο έλλειψης ηλεκτρονίων. 3. Πυρηνόφιλο πυρηνόφιλο είναι ένα ανιόν ή ουδέτερο μόριο που έχει ένα άτομο με ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων.
Τύποι χημικών δεσμών σε οργανική ύλη ah Ο κύριος τύπος δεσμού είναι ομοιοπολικός (λιγότερο κοινός ιοντικός) Δεσμός Sigma (σ-): Δεσμός Pi (-)
ΑΛΚΑΝΙΑ - αλειφατικοί (λιπαροί) υδρογονάνθρακες «Αλίφατος» - λάδι, λίπος (Ελληνικά). Cn. H 2 n+2 Κορεσμένοι υδρογονάνθρακες
Ομόλογη σειρά: CH 4 - μεθάνιο C 2 H 6 - αιθάνιο C 3 H 8 - προπάνιο C 4 H 10 - βουτάνιο C 5 H 12 - πεντάνιο, κλπ. C 6 H 14 - εξάνιο C 7 H 16 - επτάνιο C 8 H 18 - οκτάνιο C 9 H 20 - εννεάνιο C 10 H 22 - δεκάνιο και C 390 H 782 - noncontatrictan (1985)
Ατομικό-τροχιακό μοντέλο του μορίου μεθανίου Στο μόριο μεθανίου, το άτομο άνθρακα δεν έχει πλέον τροχιακά S και P! Τα 4 υβριδικά SP 3 τροχιακά του, ίσα σε ενέργεια και σχήμα, σχηματίζουν 4 δεσμούς με τα τροχιακά S του ατόμου υδρογόνου. H H 4 δεσμοί
Αντίδραση νίτρωσης Konovalov Dmitry Petrovich (1856 -1928) 1880. Η πρώτη επιτυχημένη προσπάθεια αναβίωσης των «χημικών νεκρών», που θεωρούνταν αλκάνια. Βρήκα τις συνθήκες για τη νίτρωση των αλκανίων. Ρύζι. Πηγή: http://images. yandex. ru.
Χημικές ιδιότητες I. Αντιδράσεις με τη ρήξη δεσμών C-H (αντιδράσεις υποκατάστασης): 1. αλογόνωση 2. νίτρωση 3. σουλφοχλωρίωση II. Αντιδράσεις με θραύση δεσμών C-C: 1. καύση 2. ρωγμάτωση 3. ισομερισμός
Πώς να βρείτε έναν χημικό; Αν θες να βρεις χημικό, ρώτα τι είναι ο σκόρος και το μη ιονισμένο. Κι αν αρχίσει να μιλάει για γουνοφόρα ζώα και την οργάνωση της εργασίας, φύγε ήρεμα. Συγγραφέας επιστημονικής φαντασίας, εκλαϊκευτής της επιστήμης Isaac Asimov (1920–1992) Εικ. Πηγή: http://images. yandex. ru.
1. Αντίδραση αλογόνωσης Χλωρίωση: RH + Cl 2 hv RCl + HCl Βρωμίωση: RH + Br 2 hv RBr + HBr Για παράδειγμα, χλωρίωση μεθανίου: CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl
Στάδια του μηχανισμού ελεύθερων ριζών Σχήμα αντίδρασης: CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl Μηχανισμός αντίδρασης: I. Έναρξη αλυσίδας - το στάδιο δημιουργίας ελεύθερων ριζών. Η ρίζα Cl Cl 2 Cl είναι ένα ενεργό σωματίδιο, ο εκκινητής μιας αντίδρασης. – – Η σκηνή απαιτεί ενέργεια με τη μορφή θέρμανσης ή φωτισμού. Τα επόμενα στάδια μπορούν να πραγματοποιηθούν στο σκοτάδι, χωρίς θέρμανση.
Στάδια του μηχανισμού ελεύθερων ριζών II. Η ανάπτυξη της αλυσίδας είναι το κύριο στάδιο. CH 4 + Cl HCl + CH 3 + Cl 2 CH 3 Cl + Cl Το στάδιο μπορεί να περιλαμβάνει πολλά υποστάδια, σε καθένα από τα οποία σχηματίζεται μια νέα ρίζα, αλλά όχι Η!!! Στο στάδιο II, το κύριο στάδιο, διαμορφώνεται απαραίτητα το κύριο προϊόν!
Στάδια του μηχανισμού ελεύθερων ριζών III. Τερματισμός αλυσίδας – ανασυνδυασμός ριζών. Cl + Cl Cl 2 Cl + CH 3 CH 3 Cl CH 3 + CH 3 CH 3 - CH 3 Οποιεσδήποτε δύο ρίζες συνδυάζονται.
Επιλεκτικότητα αντικατάστασης Επιλεκτικότητα – επιλεκτικότητα. Τοποεπιλεκτικότητα είναι η επιλεκτικότητα σε μια συγκεκριμένη περιοχή αντιδράσεων. Για παράδειγμα, επιλεκτικότητα αλογόνωσης: 45% 3% Συμπέρασμα; 55% 97%
Η επιλεκτικότητα της αλογόνωσης εξαρτάται από τους ακόλουθους παράγοντες: Συνθήκες αντίδρασης. Στο χαμηλές θερμοκρασίεςείναι πιο επιλεκτική. Φύση του αλογόνου. Όσο πιο ενεργό είναι το αλογόνο, τόσο λιγότερο επιλεκτική είναι η αντίδραση. Το F 2 αντιδρά πολύ έντονα, με την καταστροφή των δεσμών C-C. Το I 2 δεν αντιδρά με αλκάνια υπό αυτές τις συνθήκες. Δομή αλκανίων.
Επίδραση της δομής των αλκανίων στην εκλεκτικότητα υποκατάστασης. Εάν τα άτομα άνθρακα σε ένα αλκάνιο είναι άνισα, τότε η υποκατάσταση για καθένα από αυτά γίνεται με σε διαφορετικές ταχύτητες. Συγγενής ταχύτητα αντίδρασης υποκατάστασης Πρωτεύον. Άτομο Η Δευτερεύον άτομο Η Τερτ. Χλωρίωση ατόμου H 1 3, 9 5, 1 βρωμίωση 1 82 1600 Συμπέρασμα;
Η αφαίρεση ενός τριτογενούς ατόμου υδρογόνου απαιτεί λιγότερη ενέργεια από την αφαίρεση ενός δευτερεύοντος και πρωτογενούς! Τύπος αλκανίων Αποτέλεσμα ομόλυσης ED, kJ/mol CH 4 CH 3 + H 435 CH 3 - CH 3 C 2 H 5 + H 410 CH 3 CH 2 CH 3 (CH 3)2 CH + H 395 (CH 3)3 CH (CH 3)3 C + H 377
Κατεύθυνση αντιδράσεων Κάθε αντίδραση προχωρά κυρίως προς την κατεύθυνση του σχηματισμού ενός πιο σταθερού ενδιάμεσου σωματιδίου!
Το ενδιάμεσο σωματίδιο στις αντιδράσεις ριζών είναι μια ελεύθερη ρίζα. Η πιο σταθερή ρίζα σχηματίζεται πιο εύκολα! Σειρά σταθερότητας ριζών: R 3 C > R 2 CH > RCH 2 > CH 3 Οι αλκυλομάδες εμφανίζουν ένα φαινόμενο δωρεάς ηλεκτρονίων, λόγω του οποίου σταθεροποιούν τη ρίζα
Αντίδραση σουλφοχλωρίωσης Σχήμα αντίδρασης: RH + Cl 2 + SO 2 RSO 2 Cl + HCl Μηχανισμός αντίδρασης: 1. Cl Cl 2 Cl 2. RH + Cl R + HCl R + SO 2 RSO 2 + Cl 2 RSO 2 Cl + Cl, κ.λπ. .d 3. 2 Cl 2 κ.λπ.
Η αντίδραση του Konovalov D.P. Η νίτρωση σύμφωνα με τον Konovalov πραγματοποιείται με τη δράση ενός αραιωμένου νιτρικό οξύσε θερμοκρασία 140 o. Γ. Σχήμα αντίδρασης: RH + HNO 3 RNO 2 + H 2 O
Μηχανισμός αντίδρασης Konovalov HNO 3 N 2 O 4 1. N 2 O 4 2 NO 2 2. RH + NO 2 R + HNO 2 R + HNO 3 RNO 2 + OH RH + OH R + H 2 O, κ.λπ. 3 .Κύκλωμα Διακοπή.
Τα αλκένια είναι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες με έναν δεσμό C=C, Cn. H 2 n С=С – λειτουργική ομάδααλκένια
Χημικές ιδιότητες αλκενίων γενικά χαρακτηριστικάΤα αλκένια είναι μια αντιδραστική κατηγορία ενώσεων. Υποβάλλονται σε πολυάριθμες αντιδράσεις, οι περισσότερες από τις οποίες συμβαίνουν με το σπάσιμο του ασθενέστερου δεσμού pi. E C-C (σ-) ~ 350 KJ/mol E C=C (-) ~ 260 KJ/mol
Χαρακτηριστικές αντιδράσεις Η προσθήκη είναι η μεγαλύτερη χαρακτηριστικό τύποαντιδράσεις. Ο διπλός δεσμός είναι δότης ηλεκτρονίων, επομένως τείνει να προσθέτει: E - ηλεκτρόφιλα, κατιόντα ή ρίζες
Παραδείγματα αντιδράσεων ηλεκτρόφιλης προσθήκης 1. Προσθήκη αλογόνων – Δεν προσθέτουν όλα τα αλογόνα, αλλά μόνο χλώριο και βρώμιο! – Η πόλωση ενός ουδέτερου μορίου αλογόνου μπορεί να συμβεί υπό τη δράση ενός πολικού διαλύτη ή υπό τη δράση του διπλού δεσμού ενός αλκενίου. Το κόκκινο-καφέ διάλυμα βρωμίου γίνεται άχρωμο
Ηλεκτρόφιλη προσθήκη Οι αντιδράσεις συμβαίνουν σε θερμοκρασία δωματίου και δεν απαιτούν φωτισμό. Ο μηχανισμός είναι ιοντικός. Σχήμα αντιδράσεων: XY = Cl 2, Br 2, HCl, HBr, HI, H 2 O
Το σύμπλεγμα σίγμα είναι ένα καρβοκατιόν - ένα σωματίδιο με θετικό φορτίοστο άτομο άνθρακα. Εάν υπάρχουν άλλα ανιόντα στο μέσο αντίδρασης, μπορούν επίσης να ενωθούν με το καρβοκατιόν.
Για παράδειγμα, η προσθήκη βρωμίου διαλυμένου σε νερό. Αυτή η ποιοτική αντίδραση στον διπλό δεσμό C=C συμβαίνει με τον αποχρωματισμό του διαλύματος βρωμίου και το σχηματισμό δύο προϊόντων:
Προσθήκη σε ασύμμετρα αλκένια Τοποεπιλεκτικότητα προσθήκης! Κανόνας Markovnikov (1869): οξέα και νερό προστίθενται στα ασύμμετρα αλκένια με τέτοιο τρόπο ώστε το υδρογόνο να προσκολλάται στο πιο υδρογονωμένο άτομο άνθρακα.
Markovnikov Vladimir Vasilievich (1837 - 1904) Απόφοιτος του Πανεπιστημίου του Καζάν. Από το 1869 - καθηγητής του τμήματος χημείας. Ιδρυτής επιστημονικής σχολής. Ρύζι. Πηγή: http://images. yandex. ru.
Επεξήγηση του κανόνα του Markovnikov Η αντίδραση προχωρά μέσω του σχηματισμού του πιο σταθερού ενδιάμεσου σωματιδίου - ενός καρβοκατιόντος. πρωτογενής δευτερεύουσα, πιο σταθερή
Σειρά σταθερότητας καρβοκατιόντων: ο κανόνας του τριτογενούς δευτερογενούς πρωτογενούς μεθυλίου Markovnikov σύγχρονη σύνθεση: Η προσθήκη ενός πρωτονίου σε ένα αλκένιο έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός πιο σταθερού καρβοκατιόντος.
Προσθήκη Anti-Markovnikov CF 3 -CH=CH 2 + HBr CF 3 -CH 2 Br Τυπικά, η αντίδραση έρχεται σε αντίθεση με τον κανόνα Markovnikov. CF 3 – υποκαταστάτης έλξης ηλεκτρονίων Άλλοι παράγοντες έλξης ηλεκτρονίων: NO 2, SO 3 H, COOH, αλογόνα κ.λπ.
Η προσθήκη Anti-Markovnikov είναι πιο σταθερή ασταθής CF 3 – δέκτης ηλεκτρονίων, αποσταθεροποιεί το καρβοκατιόν. Μάλιστα το υπακούει, αφού περνά από ένα πιο σταθερό καρβοκατιόν.
Επίδραση υπεροξειδίου Kharash X CH 3 -CH=CH 2 + HBr CH 3 -CH 2 Br X = O 2, H 2 O 2, ROOR Μηχανισμός ελεύθερων ριζών: 1. H 2 O 2 2 OH + HBr H 2 O + Br 2 CH 3 -CH=CH 2 + Br CH 3 -CH -CH 2 Br πιο σταθερή ρίζα CH 3 -CH -CH 2 Br + HBr CH 3 -CH 2 Br + Br, κ.λπ. 3. Οποιεσδήποτε δύο ρίζες συνδυάζονται μεταξύ σας. .
Ηλεκτρόφιλη προσθήκη 3. Ενυδάτωση - προσθήκη νερού - Η αντίδραση συμβαίνει παρουσία όξινων καταλυτών, οι πιο συχνά αυτοί είναι - θειικό οξύ. – Η αντίδραση υπακούει στον κανόνα του Markovnikov. Φτηνός τρόπος απόκτησης αλκοολών
Κατά τη διάρκεια της εξέτασης, ο ακαδημαϊκός Ivan Alekseevich Kablukov ζητά από τον μαθητή να πει πώς παράγεται το υδρογόνο στο εργαστήριο. «Από υδράργυρο», απαντά. «Πώς εννοείτε «φτιαγμένο από υδράργυρο»; ! Συνήθως λένε «από ψευδάργυρο», αλλά από υδράργυρο είναι κάτι πρωτότυπο. Γράψε μια αντίδραση». Ο μαθητής γράφει: Hg = H + g Και λέει: «Ο υδράργυρος θερμαίνεται. διασπάται σε H και g. Το H είναι υδρογόνο, είναι ελαφρύ και επομένως πετάει μακριά, αλλά το g είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας, βαριά, παραμένει». «Για μια τέτοια απάντηση θα πρέπει να δώσετε ένα Α», λέει ο Kablukov. - Ας πάρουμε ένα βιβλίο δίσκων. Απλώς θα ζεστάνω πρώτα το "πέντε". Το «τρεις» πετά μακριά, αλλά το «δύο» παραμένει».
Δύο χημικοί στο εργαστήριο: - Βάσια, βάλε το χέρι σου σε αυτό το ποτήρι. - Το πέταξα. - Νιώθεις τίποτα; - Οχι. - Άρα υπάρχει θειικό οξύ σε άλλο ποτήρι.
Αρωματικοί υδρογονάνθρακες Αρωματικοί – αρωματικοί; ? Αρωματικές ενώσεις– αυτό είναι το βενζόλιο και ουσίες που του μοιάζουν σε χημική συμπεριφορά!
Τύποι χημικών αντιδράσεων στην ανόργανη και οργανική χημεία.
1. Μια χημική αντίδραση είναι μια διαδικασία κατά την οποία άλλες ουσίες σχηματίζονται από μια ουσία. Ανάλογα με τη φύση της διαδικασίας, διακρίνονται τύποι χημικών αντιδράσεων.
1) Από το τελικό αποτέλεσμα
2) Με βάση την απελευθέρωση ή την απορρόφηση θερμότητας
3) Με βάση την αναστρεψιμότητα της αντίδρασης
4) Με βάση τις αλλαγές στην κατάσταση οξείδωσης των ατόμων που αποτελούν τις αντιδρώντες ουσίες
Σύμφωνα με το τελικό αποτέλεσμα, οι αντιδράσεις είναι των εξής τύπων:
Α) Αντικατάσταση: RH+Cl 2 →RCl+HCl
Β) Προσχώρηση: CH 2 =CH 2 +Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl
Β) Αποβολή: CH 3 -CH 2 OH → CH 2 =CH 2 + H 2 O
Δ) Αποσύνθεση: CH 4 →C+2H 2
Δ) Ισομερισμός
Ε) Ανταλλαγή
Ζ) Συνδέσεις
Αντίδραση αποσύνθεσηςείναι μια διαδικασία κατά την οποία δύο ή περισσότερες άλλες σχηματίζονται από μια ουσία.
Ανταλλαγή ανταλλαγήςείναι μια διαδικασία κατά την οποία οι αντιδρώντες ουσίες ανταλλάσσουν τα συστατικά τους μέρη.
Αντιδράσεις υποκατάστασηςπροχωρούν με τη συμμετοχή απλών και σύνθετη ουσία, με αποτέλεσμα να σχηματίζονται νέες απλές και σύνθετες ουσίες.
Σαν άποτέλεσμα σύνθετες αντιδράσειςαπό δύο ή περισσότερες ουσίες σχηματίζεται μια νέα.
Με βάση την απελευθέρωση ή την απορρόφηση θερμότητας, οι αντιδράσεις είναι των ακόλουθων τύπων:
Α) Εξώθερμο
Β) Ενδόθερμος
εξώθερμο -Αυτές είναι αντιδράσεις που συμβαίνουν με την απελευθέρωση θερμότητας.
Ενδόθερμος- Πρόκειται για αντιδράσεις που συμβαίνουν με την απορρόφηση θερμότητας από το περιβάλλον.
Με βάση την αναστρεψιμότητα, οι αντιδράσεις είναι των ακόλουθων τύπων:
Α) Αναστρέψιμη
Β) Μη αναστρέψιμη
Οι αντιδράσεις που προχωρούν προς μία μόνο κατεύθυνση και τελειώνουν με την πλήρη μετατροπή των αρχικών αντιδρώντων σε τελικές ουσίες ονομάζονται μη αναστρεψιμο.
ΑναστρεπτόςΟι αντιδράσεις που συμβαίνουν ταυτόχρονα σε δύο αμοιβαία αντίθετες κατευθύνσεις ονομάζονται.
Με βάση τις αλλαγές στην κατάσταση οξείδωσης των ατόμων που αποτελούν τις αντιδρώντες ουσίες, οι αντιδράσεις είναι των ακόλουθων τύπων:
Α) Οξειδοαναγωγή
Οι αντιδράσεις που συμβαίνουν με μια αλλαγή στην κατάσταση οξείδωσης των ατόμων (στην οποία τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται από ένα άτομο, μόριο ή ιόν σε άλλο) ονομάζονται οξειδοαναγωγής.
2. Σύμφωνα με τον μηχανισμό της αντίδρασης, οι αντιδράσεις χωρίζονται σε ιοντικές και ριζικές.
Ιονικές αντιδράσεις– αλληλεπίδραση μεταξύ ιόντων λόγω ετερολυτικής ρήξης χημικός δεσμός(ένα ζεύγος ηλεκτρονίων πηγαίνει εξ ολοκλήρου σε ένα από τα «θραύσματα»).
Οι ιοντικές αντιδράσεις είναι δύο τύπων (με βάση τον τύπο του αντιδραστηρίου):
Α) ηλεκτρόφιλο - κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης με ένα ηλεκτρόφιλο.
Ηλεκτρόφιλος– μια ομάδα που έχει ελεύθερα τροχιακά ή κέντρα με μειωμένη πυκνότητα ηλεκτρονίων σε ορισμένα άτομα (για παράδειγμα: H +, Cl - ή AlCl 3)
Β) Πυρηνόφιλο - κατά την αλληλεπίδραση με ένα πυρηνόφιλο
Πυρηνόφιλος -ένα αρνητικά φορτισμένο ιόν ή μόριο με ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων (δεν εμπλέκονται σε επί του παρόντοςστο σχηματισμό χημικών δεσμών).
(Παραδείγματα: F - , Cl - , RO - , I -).
Πραγματικές χημικές διεργασίες, μόνο σε σε σπάνιες περιπτώσειςμπορεί να περιγραφεί με απλούς μηχανισμούς. Μια λεπτομερής εξέταση των χημικών διεργασιών από μοριακή κινητική άποψη δείχνει ότι οι περισσότερες από αυτές προχωρούν κατά μήκος ενός μηχανισμού ριζικής αλυσίδας η ιδιαιτερότητα των αλυσιδωτών αντιδράσεων είναι ο σχηματισμός ελεύθερων ριζών σε ενδιάμεσα στάδια (ασταθή θραύσματα μορίων ή ατόμων με μικρή διάρκεια ζωής). , όλα έχουν δωρεάν επικοινωνία.
Οι διαδικασίες της καύσης, της έκρηξης, της οξείδωσης, των φωτοχημικών αντιδράσεων και των βιοχημικών αντιδράσεων στους ζωντανούς οργανισμούς προχωρούν μέσω ενός μηχανισμού αλυσίδας.
Τα συστήματα αλυσίδας έχουν διάφορα στάδια:
1) πυρηνοποίηση αλυσίδας - το στάδιο των αλυσιδωτών αντιδράσεων, ως αποτέλεσμα των οποίων οι ελεύθερες ρίζες προκύπτουν από μόρια κορεσμένα με σθένος.
2) συνέχιση της αλυσίδας - στάδιο της αλυσίδας διανομής, προχωρώντας σε συντήρηση συνολικός αριθμόςελεύθερα στάδια
3) σπάσιμο της αλυσίδας - το στοιχειώδες στάδιο μιας αλυσίδας διαδικασιών που οδηγεί στην εξαφάνιση των ελεύθερων δεσμών.
Υπάρχουν διακλαδισμένες και μη διακλαδισμένες αλυσιδωτές αντιδράσεις.
Μία από τις πιο σημαντικές έννοιες της αλυσίδας είναι μήκος αλυσίδας- ο μέσος αριθμός των στοιχειωδών σταδίων της συνέχισης της αλυσίδας μετά την εμφάνιση μιας ελεύθερης ρίζας μέχρι την εξαφάνισή της.
Παράδειγμα: Σύνθεση χλωριούχου υδρογόνου
1) Το CL 2 απορροφά ένα κβάντο ενέργειας και την εικόνα της ρίζας 2: CL 2 +hv=CL * +CL *
2) το ενεργό σωματίδιο συνδυάζεται με το m-μόριο H 2 για να σχηματίσει υδροχλώριο και το ενεργό σωματίδιο H 2: CL 1 + H 2 = HCL + H *
3)CL 1 +H 2 =HCL+CL * κ.λπ.
6)H * +CL * =HCL - ανοιχτό κύκλωμα.
Διακλαδισμένος μηχανισμός:
F * +H 2 =HF+H * κ.λπ.
F * +H 2 =HF+H * κ.λπ.
Στο νερό είναι πιο περίπλοκο - σχηματίζονται οι ρίζες OH*, O* και η ρίζα H*.
Αντιδράσεις που συμβαίνουν υπό την επίδραση ιονίζουσας ακτινοβολίας: ακτινογραφίες, καθοδικές ακτίνες και ούτω καθεξής - ονομάζονται ραδιοχημικά.
Ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης των μορίων με την ακτινοβολία, παρατηρείται η αποσύνθεση των μορίων με το σχηματισμό των πιο δραστικών σωματιδίων.
Τέτοιες αντιδράσεις προάγουν τον ανασυνδυασμό σωματιδίων και το σχηματισμό ουσιών με διαφορετικούς συνδυασμούς τους.
Παράδειγμα - συστατικό υδραζίνης N 2 H 4 Καύσιμο πυραύλου. ΣΕ ΠρόσφαταΓίνονται προσπάθειες να ληφθεί υδραζίνη από αμμωνία ως αποτέλεσμα έκθεσης σε ακτίνες γ:
NH 3 → NH 2 * + H*
2NH 2 *→ N 2 H 4
Οι ραδιοχημικές αντιδράσεις, για παράδειγμα η ραδιόλυση του νερού, έχουν σπουδαίοςγια τη ζωή των οργανισμών.
Βιβλιογραφία:
1. Αχμέτοφ, Ν.Σ. Γενικός και ανόργανη χημεία/ N.S.Akhmetov. – 3η έκδ. – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 2000. – 743 σελ.
- Korovin N.V. Γενική χημεία / N.V. Korovin. – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 2006. – 557 σελ.
- Kuzmenko N.E. Σύντομο μάθημαχημείας / Ν.Ε. Kuzmenko, V.V. Eremin, V.A. Ποπκόφ. – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 2002. – 415 σελ.
- Zaitsev, O.S. Γενική χημεία. Δομή ουσιών και χημικές αντιδράσεις / O.S. – Μ.: Χημεία, 1990.
- Karapetyants, M.Kh. Δομή της ύλης / M.Kh. Karapetyants, S.I. Drakin. – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 1981.
- Cotton F. Fundamentals of inorganic chemistry / F. Cotton, J. Wilkinson. – Μ.: Μιρ, 1981.
- Ugay, Ya.A. Γενική και ανόργανη χημεία / Ya.A.Ugai. – Μ.: Ανώτατο Σχολείο, 1997.