1. Introducció a les Reaccions Químiques
Flashcards
- Què és un radical lliure?
- Una entitat molecular amb un electró no aparellat.
- Com es produeixen els radicals lliures?
- Per ruptura homolítica, per exemple, d'halògens amb llum UV.
- Què és un nucleòfil?
- Un reactant que forma un enllaç donant un parell d'electrons.
- Què és un electròfil?
- Un reactant que forma un enllaç acceptant un parell d'electrons.
Preguntes tipus test
- Què és un radical en el context de les reaccions químiques?
- a) Una molècula amb càrrega positiva.
- b) Una entitat molecular amb un electró no aparellat.
- c) Un ió amb excés d'electrons.
- d) Una molècula estable i poc reactiva.
Resposta: b) Una entitat molecular amb un electró no aparellat.. Un radical es defineix com una entitat molecular que posseeix un electró no aparellat, el que la fa altament reactiva.
- Què requereix la formació d'halogenalcans?
- a) Presència de nitrogen.
- b) Presència de llum ultraviolada.
- c) Absència total de llum.
- d) Alta pressió atmosfèrica.
Resposta: b) Presència de llum ultraviolada.. La formació d'halogenalcans necessita llum ultraviolada (reacció fotoquímica) per trencar la molècula d'halogen i generar radicals lliures.
- Quin tipus de reacció experimenten els alquens amb facilitat?
- a) Substitució nucleòfila.
- b) Addició electròfila.
- c) Reducció homogènia.
- d) Eliminació beta.
Resposta: b) Addició electròfila.. Els alquens són susceptibles a l'addició electròfila a causa de l'alta densitat electrònica del doble enllaç carboni-carboni.
2. Reaccions de Repartiment d'Electrons (Radicals Lliures)
Flashcards
- Què és un radical lliure?
- Una entitat molecular amb un electró no aparellat.
- Com es produeixen els radicals lliures?
- Per ruptura homolítica, per exemple, d'halògens.
- Què necessiten els alcans per reaccionar?
- Una font d'energia potent.
- Què és la fissió homolítica?
- La ruptura d'un enllaç on cada àtom rep un electró.
Preguntes tipus test
- Què és un radical lliure?
- a) Un àtom amb càrrega positiva.
- b) Una molècula amb un electró no aparellat.
- c) Un ió amb excés d'electrons.
- d) Una molècula estable i poc reactiva.
Resposta: b) Una molècula amb un electró no aparellat.. Un radical lliure és una entitat molecular que es caracteritza per tenir un electró no aparellat, el que la fa altament reactiva.
- Què es necessita per a la formació d'halogenalcans en reaccions amb halògens?
- a) Alta pressió i temperatura.
- b) Un catalitzador metàl·lic.
- c) Llum ultraviolada.
- d) Un dissolvent polar pròtic.
Resposta: c) Llum ultraviolada.. La formació d'halogenalcans requereix la presència de llum ultraviolada, ja que l'energia d'un fotó de llum és suficient per trencar la molècula d'halogen i donar radicals lliures.
- Quin tipus de fissió produeix radicals lliures?
- a) Fissió heterolítica.
- b) Fissió homolítica.
- c) Fissió iònica.
- d) Fissió per solvatació.
Resposta: b) Fissió homolítica.. La fissió homolítica és el procés on un enllaç es trenca de manera que cada àtom rep un electró, generant radicals lliures.
3. Reaccions de Repartiment de Parells d'Electrons: Nucleòfils i Electròfils
Flashcards
- Què és un nucleòfil?
- Un reactant que dona un parell d'electrons per formar un enllaç.
- Què és un electròfil?
- Un reactant que accepta un parell d'electrons per formar un enllaç.
- Què és una reacció de substitució nucleòfila?
- Una reacció on un nucleòfil substitueix un grup sortint en una molècula.
- Què és la inversió de Walden?
- La inversió de la configuració estereoquímica en una reacció SN2.
Preguntes tipus test
- Què és un nucleòfil?
- a) Un reactant que accepta electrons.
- b) Un reactant que comparteix electrons.
- c) Un reactant que dona electrons per formar un enllaç.
- d) Un catalitzador en reaccions químiques.
Resposta: c) Un reactant que dona electrons per formar un enllaç.. Un nucleòfil és una espècie que busca nuclis positius per donar-los electrons i formar un enllaç químic.
- En una reacció de substitució nucleòfila, què passa amb el nucleòfil?
- a) Dóna un parell d'electrons per formar un nou enllaç.
- b) Accepta un parell d'electrons per trencar un enllaç existent.
- c) Actua com a catalitzador per accelerar la reacció.
- d) No participa directament en la formació o ruptura d'enllaços.
Resposta: a) Dóna un parell d'electrons per formar un nou enllaç.. En una substitució nucleòfila, el nucleòfil ataca un àtom electròfil, donant electrons per crear un enllaç i expulsant un grup sortint.
- Quina característica fa que els alquens siguin susceptibles a l'atac electròfil?
- a) La presència d'enllaços simples.
- b) L'alta densitat electrònica del doble enllaç carboni-carboni.
- c) La presència de grups halògens.
- d) La seva estructura cíclica.
Resposta: b) L'alta densitat electrònica del doble enllaç carboni-carboni.. Els alquens tenen un doble enllaç amb alta densitat electrònica, atraient electròfils que busquen enllaçar-se a aquesta regió rica en electrons.
4. Reaccions SN1 i SN2: Mecanismes i Factors
Flashcards
- Què és un nucleòfil?
- Un reactant que dóna un parell d'electrons per formar un enllaç.
- Què és un electròfil?
- Un reactant que accepta un parell d'electrons per formar un enllaç.
- Què és la inversió de Walden?
- La inversió de la configuració d'un centre quiral en una reacció SN2.
- Què és un carbocatió?
- Un ió amb càrrega positiva en un àtom de carboni.
Preguntes tipus test
- Què és un nucleòfil en una reacció química?
- a) Un reactant que accepta un parell d'electrons.
- b) Un catalitzador que accelera la reacció.
- c) Un reactant que forma un enllaç donant un parell d'electrons.
- d) Un dissolvent polar pròtic.
Resposta: c) Un reactant que forma un enllaç donant un parell d'electrons.. Un nucleòfil és una espècie química que dóna un parell d'electrons per formar un enllaç amb un electròfil.
- Quina característica estructural dels alquens els fa susceptibles a l'addició electròfila?
- a) La presència d'enllaços simples C-C.
- b) La presència d'un doble enllaç C=C amb alta densitat electrònica.
- c) La presència d'un grup halògen electronegatiu.
- d) La presència d'un anell aromàtic estable.
Resposta: b) La presència d'un doble enllaç C=C amb alta densitat electrònica.. Els alquens tenen un doble enllaç carboni-carboni amb una alta densitat electrònica, fent-los susceptibles a l'atac per electròfils.
- Quina de les següents opcions descriu millor la inversió de Walden en una reacció SN2?
- a) La retenció de la configuració original del centre quiral.
- b) La formació d'un carbocatió intermediari.
- c) La inversió de la configuració del centre quiral a causa de l'atac pel cantó oposat.
- d) La formació d'un producte amb dos grups halògens.
Resposta: c) La inversió de la configuració del centre quiral a causa de l'atac pel cantó oposat.. La inversió de Walden és la inversió de la configuració d'un centre quiral durant una reacció SN2 degut a l'atac del nucleòfil pel cantó oposat al grup sortint.
5. Reaccions d'Addició Electròfila als Alquens
Flashcards
- Què és un electròfil?
- Un reactiu que accepta un parell d'electrons per formar un enllaç.
- Què és un nucleòfil?
- Un reactiu que dona un parell d'electrons per formar un enllaç.
- Què és una reacció d'addició electròfila?
- Una reacció on un electròfil s'afegeix a un alquè o alquí.
- Què és la regla de Markovnikov?
- En l'addició d'HX a un alquè, l'H s'uneix al carboni amb més hidrògens.
Preguntes tipus test
- Quin tipus de reacció experimenten amb facilitat els alquens?
- a) Substitució nucleòfila
- b) Addició electròfila
- c) Eliminació beta
- d) Rearranjament sigmatròpic
Resposta: b) Addició electròfila. Els alquens, a causa de la seva alta densitat electrònica en el doble enllaç carboni-carboni, són susceptibles a l'atac d'electròfils, donant lloc a reaccions d'addició electròfila.
- Quin és el producte principal de la reacció d'hidrogenació d'un alquè?
- a) Un alcohol
- b) Un alcà
- c) Un halur d'alquil
- d) Un èter
Resposta: b) Un alcà. La hidrogenació d'un alquè implica l'addició d'una molècula d'hidrogen (H₂) al doble enllaç, convertint-lo en un enllaç simple i formant un alcà saturat.
- Què s'utilitza en la indústria de la margarina per convertir olis insaturats en greixos saturats?
- a) Halogenació
- b) Hidrogenació catalítica
- c) Hidratació àcida
- d) Ozonòlisi
Resposta: b) Hidrogenació catalítica. La hidrogenació catalítica s'utilitza per saturar els enllaços dobles dels olis vegetals, augmentant el seu punt de fusió i convertint-los en greixos sòlids a temperatura ambient, com la margarina.
6. Reaccions de Substitució Electròfila al Benzè
Flashcards
- Què és un electròfil?
- Un electròfil és un reactant que accepta un parell d'electrons per formar un enllaç químic.
- Què és un nucleòfil?
- Un nucleòfil és un reactant que dóna un parell d'electrons per formar un enllaç químic.
- Què és la nitració del benzè?
- És una reacció de substitució on un àtom d'hidrogen del benzè és reemplaçat per un grup nitro.
- Quina mescla d'àcids s'utilitza en la nitració del benzè?
- Àcid sulfúric i àcid nítric concentrats.
Preguntes tipus test
- Quin tipus de reacció és la nitració del benzè?
- a) Reacció d'addició.
- b) Reacció de substitució.
- c) Reacció d'eliminació.
- d) Reacció de reordenació.
Resposta: b) Reacció de substitució.. La nitració del benzè és una reacció on un àtom d'hidrogen de l'anell de benzè és substituït per un grup nitro (-NO2).
- Què es necessita per dur a terme la nitració del benzè?
- a) Àcid clorhídric concentrat.
- b) Àcid sulfúric i àcid nítric concentrats.
- c) Hidròxid de sodi diluït.
- d) Aigua i un catalitzador de níquel.
Resposta: b) Àcid sulfúric i àcid nítric concentrats.. La nitració del benzè requereix una mescla de nitració, que consisteix en àcid sulfúric i àcid nítric concentrats.
- Quin àcid de Lewis s'utilitza com a catalitzador en la cloració del benzè?
- a) AlCl3.
- b) FeCl3.
- c) BF3.
- d) SnCl4.
Resposta: a) AlCl3.. El AlCl3 actua com un àcid de Lewis en la cloració del benzè, acceptant un parell d'electrons i facilitant la formació de l'electròfil.
I 36 flashcards i 24 preguntes més al document.
Text del document
TEMA 7 TEMA 7 R 3.3 REACCIONS DE REPARTIMENT D'ELECTRONS R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS E 3.1 La taula periòdica: classificació dels elements " Què passa quan un electró té un l t ó d ll t?" electró desaparellat?" R 3.3 REACCIONS DE REPARTIMENT D'ELECTRONS 3.3.1 Un radical és una entitat molecular que té un electró no q aparellat. Els radicals són molt reactius. 3.3.2 Els radicals es produeixen per ruptura homolítica, p.ex. d'halògens, en presència de llum ultraviolada (UV) o calor. 3 3 3 Els radicals participen en reaccions de substitució amb 3.3.3 Els radicals participen en reaccions de substitució amb alcans, generant una mescla de productes.
R 3.3 REACCIONS DE REPARTIMENT D'ELECTRONS Els alcans són poc reactius des del punt de vista químic. Només reaccionen quan s'utilitza una font d'energia potent Els alcans són poc reactius des del punt de vista químic. Només reaccionen quan s'utilitza una font d'energia potent Només reaccionen quan s utilitza una font d energia potent. Només reaccionen quan s utilitza una font d energia potent. Reaccions amb halògens (mecanisme dels radicals lliures) Reaccions amb halògens (mecanisme dels radicals lliures) La formació d'halogenalcans requereix la presència de llum ultraviolada (reacció fotoquímica).
L'energia d'un fotó de llum és suficientment potent com per trencar una La formació d'halogenalcans requereix la presència de llum ultraviolada (reacció fotoquímica). L'energia d'un fotó de llum és suficientment potent com per trencar una g p p molècula de clor per donar àtoms excitats (radicals lliures de clor). Etapa inicial, fissió homolítica. g p p molècula de clor per donar àtoms excitats (radicals lliures de clor). Etapa inicial, fissió homolítica.
En la segona etapa, aquest radical lliure reacciona amb l'alcà (reacció en cadena): En la segona etapa, aquest radical lliure reacciona amb l'alcà (reacció en cadena): cadena): cadena): R 3.3 REACCIONS DE REPARTIMENT D'ELECTRONS Reaccions amb halògens (mecanisme dels radicals lliures) Reaccions amb halògens (mecanisme dels radicals lliures) A mesura que la reacció avança, es produeix una acumulació de radicals lliures que porta a l'etapa final de la seqüència de reaccions, l'etapa de A mesura que la reacció avança, es produeix una acumulació de radicals lliures que porta a l'etapa final de la seqüència de reaccions, l'etapa de lliures que porta a l etapa final de la seqüència de reaccions, l etapa de finalització.
En aquesta última etapa es produeix la recombinació de dos radicals lliures que porta a l etapa final de la seqüència de reaccions, l etapa de finalització. En aquesta última etapa es produeix la recombinació de dos radicals En aquesta última etapa, es produeix la recombinació de dos radicals lliures. En aquesta última etapa, es produeix la recombinació de dos radicals lliures.
R 3.3 REACCIONS DE REPARTIMENT D'ELECTRONS Reaccions amb halògens (mecanisme dels radicals lliures) Reaccions amb halògens (mecanisme dels radicals lliures) R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS " Què passa quan els reactants t i l ll comparteixen els seus parells d'electrons amb d'altres?" d electrons amb d altres? R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS 3.4.1 Un nucleòfil és un reactant que forma un enllaç amb un company de reacció (l'electròfil) donant ambdós electrons de company de reacció (l electròfil) donant ambdós electrons de l'enllaç.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS 3.4.2 En una reacció de substitució nucleòfila, un nucleòfil dóna un parell d'electrons per formar un nou enllaç mentre un altre un parell d electrons per formar un nou enllaç, mentre un altre enllaç es trenca i produeix un grup sortint. 3.4.4 Un electròfil és un reactant que forma un enllaç amb el seu company de reacció (el nucleòfil) acceptant els dos electrons d'enllaç d'aquest company de reacció electrons d'enllaç d'aquest company de reacció. 3.4.5 Els alquens són susceptibles de patir un atac electròfil q p p degut a la seva elevada densitat electrònica del doble enllaç carboni carboni.
Aquestes reaccions condueixen a l'addició electròfila. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS 3.4.9 Les reaccions de substitució nucleòfila inclouen les reaccions entre halurs d'alquil i nucleòfils reaccions entre halurs d alquil i nucleòfils. 3.4.10 La velocitat de la reacció de substitució es veu afectada per la identitat del grup sortint. 3 4 11 El l i b f ili i d' ddi ió 3.4.11 Els alquens pateixen amb facilitat reaccions d'addició electròfila. 3.4.12 La relativa estabilitat dels carbocations en les reaccions d'addició entre halurs d'hidrogen i alquens asimètrics es pot utilitzar per explicar el mecanisme de reacció.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció S 2 (haloalcans) Reacció S 2 (haloalcans) Reacció SN2 (haloalcans) Reacció SN2 (haloalcans) Es tracta de molècules saturades, els àtoms d'halògens es poden substituir per altres àtoms o grups mitjançant reaccions de substitució Es tracta de molècules saturades, els àtoms d'halògens es poden substituir per altres àtoms o grups mitjançant reaccions de substitució substituir per altres àtoms o grups mitjançant reaccions de substitució. La major electronegativitat de l`àtom de l'halogen implica que l'enllaç es t b l it t b l l t di t ib ió d à substituir per altres àtoms o grups mitjançant reaccions de substitució.
La major electronegativitat de l`àtom de l'halogen implica que l'enllaç es t b l it t b l l t di t ib ió d à troba polaritzat, amb la qual cosa presenta una distribució de càrrega no uniforme. troba polaritzat, amb la qual cosa presenta una distribució de càrrega no uniforme.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN2 (haloalcans) Reacció SN2 (haloalcans) Es tracta d'una reacció coordinada (d'una sola etapa), on el nucleòfil s'uneix a l'àtom de carboni i a la vegada es trenca l'enllaç carboni halogen Es tracta d'una reacció coordinada (d'una sola etapa), on el nucleòfil s'uneix a l'àtom de carboni i a la vegada es trenca l'enllaç carboni halogen alliberant d'aquesta manera un anió halur. La ruptura de l'enllaç és heterolítica i l'ió que es desprèn es coneix com a grup sortint. alliberant d'aquesta manera un anió halur. La ruptura de l'enllaç és heterolítica i l'ió que es desprèn es coneix com a grup sortint. grup sortint. grup sortint.
L'expressió de la velocitat seria: L'expressió de la velocitat seria: R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN2 (haloalcans) Reacció SN2 (haloalcans) Si es duplica la concentració de bromoetà o la d'hidròxid, la velocitat de la reacció Si es duplica la concentració de bromoetà o la d'hidròxid, la velocitat de la reacció també es duplica. Es tracta d'una reacció de primer ordre respecte a cada reactiu, i per tant, ambdues també es duplica. Es tracta d'una reacció de primer ordre respecte a cada reactiu, i per tant, ambdues respecte a cada reactiu, i per tant, ambdues espècies participen a l'etapa limitant de la velocitat (etapa més lenta).
L'estructura química intermèdia no és un respecte a cada reactiu, i per tant, ambdues espècies participen a l'etapa limitant de la velocitat (etapa més lenta). L'estructura química intermèdia no és un Lestructura química intermèdia, no és un intermedi de reacció, sinó un estat de transició. Es tracta d'un estat que es forma mentre Lestructura química intermèdia, no és un intermedi de reacció, sinó un estat de transició. Es tracta d'un estat que es forma mentre Es tracta d'un estat que es forma mentre s'estan trencant i formant els nous enllaços. Es tracta d'un estat que es forma mentre s'estan trencant i formant els nous enllaços.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN2 (haloalcans) Reacció SN2 (haloalcans) El nucleòfil ataca l'àtom de carboni deficient en electrons des del cantó contrari al de l'halogen El nucleòfil ataca l'àtom de carboni deficient en electrons des del cantó contrari al de l'halogen contrari al de l halogen. Això provoca una inversió en la disposició de la resta d'àtoms. Aquesta inversió es coneix com inversió de Walden. contrari al de l halogen. Això provoca una inversió en la disposició de la resta d'àtoms. Aquesta inversió es coneix com inversió de Walden.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN2 (haloalcans) Reacció SN2 (haloalcans) Els haloalcans terciaris experimenten un mecanisme diferent. Els estudis cinètics indiquen que es tracta d'una reacció unimolecular i Els haloalcans terciaris experimenten un mecanisme diferent. Els estudis cinètics indiquen que es tracta d'una reacció unimolecular i Els estudis cinètics indiquen que es tracta d una reacció unimolecular, i que en l'etapa limitant només intervé l'haloalcà.
La presència de tres grups alquil entorn el carboni de l'enllaç C X provoca l ' i di t tè i El l d' t difi lt Els estudis cinètics indiquen que es tracta d una reacció unimolecular, i que en l'etapa limitant només intervé l'haloalcà. La presència de tres grups alquil entorn el carboni de l'enllaç C X provoca l ' i di t tè i El l d' t difi lt el que s'anomena impediment estèric. Els volum d'aquests grups dificulta que un grup entrant pugui atacar el carboni. el que s'anomena impediment estèric. Els volum d'aquests grups dificulta que un grup entrant pugui atacar el carboni.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN1 (haloalcans) Reacció SN1 (haloalcans) Quan es tracta d'un haloalcà terciari, en la primera etapa té lloc la seva ionització a través del trencament de l'enllaç C X. Quan es tracta d'un haloalcà terciari, en la primera etapa té lloc la seva ionització a través del trencament de l'enllaç C X. Es tracta d'una fissió heterolítica. Els dos electrons de l'enllaç acaben en l'halogen, de manera que forma l'anió halur corresponent. Es tracta d'una fissió heterolítica. Els dos electrons de l'enllaç acaben en l'halogen, de manera que forma l'anió halur corresponent.
Això comporta que l'àtom deficient en electrons (el C) quedi, momentàniament, carregat positivament. L'espècie que es forma s'anomena carbocatió. S'estabilitza per efectiu Això comporta que l'àtom deficient en electrons (el C) quedi, momentàniament, carregat positivament. L'espècie que es forma s'anomena carbocatió. S'estabilitza per efectiu p q p inductiu dels grups alquil. Es tracta de l'etapa limitant de la reacció (la més lenta). p q p inductiu dels grups alquil. Es tracta de l'etapa limitant de la reacció (la més lenta). R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN1 (haloalcans) Reacció SN1 (haloalcans) R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN.
Factors que afecten a la velocitat de reacció. Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció. (1) Naturalesa del nucleòfil. Com més densa és la càrrega negativa de l'ió o molècula, millor actua. (1) Naturalesa del nucleòfil. Com més densa és la càrrega negativa de l'ió o molècula, millor actua. Els ions negatius tendeixen a ser més reactius que les seves espècies neutres. Quan les espècies tenen la mateixa càrrega, el factor decisiu és Els ions negatius tendeixen a ser més reactius que les seves espècies neutres.
Quan les espècies tenen la mateixa càrrega, el factor decisiu és Quan les espècies tenen la mateixa càrrega, el factor decisiu és l'electronegativitat de l'àtom que transporta el parell no enllaçant. Com menys electronegatiu sigui, millor nucleòfil és. Això es deu a que té més facilitat per donar els electrons per formar l'enllaç Quan les espècies tenen la mateixa càrrega, el factor decisiu és l'electronegativitat de l'àtom que transporta el parell no enllaçant. Com menys electronegatiu sigui, millor nucleòfil és. Això es deu a que té més facilitat per donar els electrons per formar l'enllaç més facilitat per donar els electrons per formar l enllaç.
més facilitat per donar els electrons per formar l enllaç. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció. Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció. (2) Identitat de l'halogen. En aquest mecanisme la feblesa de l'enllaç C X determina quin halogen (2) Identitat de l'halogen. En aquest mecanisme la feblesa de l'enllaç C X determina quin halogen En aquest mecanisme la feblesa de l enllaç C X determina quin halogen seria el millor grup sortint. En aquest mecanisme la feblesa de l enllaç C X determina quin halogen seria el millor grup sortint. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN.
Factors que afecten a la velocitat de reacció. Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció.
(3) Tipus estructural de l'haloalcà Haloalcans primaris mecanisme SN2 Haloalcans terciaris mecanisme SN1 (3) Tipus estructural de l'haloalcà Haloalcans primaris mecanisme SN2 Haloalcans terciaris mecanisme SN1 Haloalcans terciaris mecanisme SN1 Haloalcans secundaris mescla SN1 + SN2 Haloalcans terciaris mecanisme SN1 Haloalcans secundaris mescla SN1 + SN2 Com més grups alquil estan units a l'àtom de C carregat positivament l d l b ió é bl é d d l d i Com més grups alquil estan units a l'àtom de C carregat positivament l d l b ió é bl é d d l d i en el centre del carbocatió, més estable és des del punt de vista energètic.
I a mesura que augmenta l'estabilitat del carbocatió, l'energia en el centre del carbocatió, més estable és des del punt de vista energètic. I a mesura que augmenta l'estabilitat del carbocatió, l'energia d'activació de la reacció que condueix a la seva formació disminueix. d'activació de la reacció que condueix a la seva formació disminueix. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció. Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció.
(4) Influència del dissolvent Les molècules i ions que participen en aquestes reaccions es poden (4) Influència del dissolvent Les molècules i ions que participen en aquestes reaccions es poden Les molècules i ions que participen en aquestes reaccions es poden solvatar. Les molècules i ions que participen en aquestes reaccions es poden solvatar. El nucleòfil es rodeja d'una capa de molècules de dissolvent. El nucleòfil es rodeja d'una capa de molècules de dissolvent. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció. Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció.
(4) Influència del dissolvent (4) Influència del dissolvent Els "dissolvents polars pròtics" tenen molècules que contenen un àtom d'hidrogen enllaçat amb un àtom de N o O (molt electronegatius). Això fa que puguin participar en la formació de ponts d'hidrogen. Ex: aigua, Els "dissolvents polars pròtics" tenen molècules que contenen un àtom d'hidrogen enllaçat amb un àtom de N o O (molt electronegatius). Això fa que puguin participar en la formació de ponts d'hidrogen. Ex: aigua, fa que puguin participar en la formació de ponts d hidrogen. Ex: aigua, etanol, àcids carboxílics i amoníac.
Els "dissolvents polars apròtics poden contenir àtoms d'hidrogen però fa que puguin participar en la formació de ponts d hidrogen. Ex: aigua, etanol, àcids carboxílics i amoníac. Els "dissolvents polars apròtics poden contenir àtoms d'hidrogen però Els dissolvents polars apròtics poden contenir àtoms d hidrogen però no estan enllaçats a àtoms de N o O i, per tant, no poden formar ponts d'hidrogen. Ex: propanona, etoxietà, etanonitril. Els dissolvents polars apròtics poden contenir àtoms d hidrogen però no estan enllaçats a àtoms de N o O i, per tant, no poden formar ponts d'hidrogen. Ex: propanona, etoxietà, etanonitril. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN.
Factors que afecten a la velocitat de reacció. Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció. (4) Influència del dissolvent (4) Influència del dissolvent La diferència entre ells és que els dissolvents polars pròtics poden formar una capa de solvatació al voltant dels ions positius i negatius. La diferència entre ells és que els dissolvents polars pròtics poden formar una capa de solvatació al voltant dels ions positius i negatius. p g La interacció amb l'ió positiu es fa a través de l'àtom de N o O, mentre que la interacció amb un ió negatiu es fa a través dels ponts d'hidrogen.
p g La interacció amb l'ió positiu es fa a través de l'àtom de N o O, mentre que la interacció amb un ió negatiu es fa a través dels ponts d'hidrogen. negatiu es fa a través dels ponts d hidrogen. Els dissolvents apròtics només interaccionen amb els ions positius (amb els negatius no ho poden fer per l'absència dels ponts d'hidrogen) negatiu es fa a través dels ponts d hidrogen. Els dissolvents apròtics només interaccionen amb els ions positius (amb els negatius no ho poden fer per l'absència dels ponts d'hidrogen) per l absència dels ponts d hidrogen). per l absència dels ponts d hidrogen). R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reacció SN.
Factors que afecten a la velocitat de reacció. Reacció SN. Factors que afecten a la velocitat de reacció. (4) Influència del dissolvent (4) Influència del dissolvent Quan un nucleòfil es dissol en un dissolvent apròtic, no és necessari treure prèviament la capa de solvatació abans de reaccionar. Quan un nucleòfil es dissol en un dissolvent apròtic, no és necessari treure prèviament la capa de solvatació abans de reaccionar. Les reaccions tipus SN2 es veuen afavorides quan s'utilitzen dissolvents polars apròtics. Les reaccions tipus SN2 es veuen afavorides quan s'utilitzen dissolvents polars apròtics. En les tipus SN1, l'etapa limitant és la formació de l'intermedi carbocatió i l'ió halur.
Per aquest motiu es veuen afavorides amb l'ús d'un dissolvent polar pròtic En les tipus SN1, l'etapa limitant és la formació de l'intermedi carbocatió i l'ió halur. Per aquest motiu es veuen afavorides amb l'ús d'un dissolvent polar pròtic dissolvent polar pròtic. dissolvent polar pròtic. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reaccions d'addició electròfila (als alquens) Reaccions d'addició electròfila (als alquens) La seva estructura fa que siguin susceptibles a aquest tipus d'addició. La seva estructura fa que siguin susceptibles a aquest tipus d'addició.
Cada àtom de carboni que participa al doble enllaç carboni carboni forma tres enllaços σ amb angles de 120º, per tant, la regió que es troba al voltant del doble enllaç és plana. Cada àtom de carboni que participa al doble enllaç carboni carboni forma tres enllaços σ amb angles de 120º, per tant, la regió que es troba al voltant del doble enllaç és plana. L'altre parell d'electrons forma l'enllaç π. L'altre parell d'electrons forma l'enllaç π. Els electròfils són atrets per aquest parell d'electrons.
El fet que els alquens siguin plans en aquesta regió, contribueix a que els electrons π polaritzables siguin ràpidament accessibles per a la interacció amb un Els electròfils són atrets per aquest parell d'electrons. El fet que els alquens siguin plans en aquesta regió, contribueix a que els electrons π polaritzables siguin ràpidament accessibles per a la interacció amb un polaritzables siguin ràpidament accessibles per a la interacció amb un electròfil que s'aproxima. polaritzables siguin ràpidament accessibles per a la interacció amb un electròfil que s'aproxima.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS Reaccions d'addició electròfila (als alquens) Reaccions d'addició electròfila (als alquens) Els alquens són més reactius i experimenten diverses reaccions d'addició. Tots els productes d'aquestes reaccions són compostos saturats. Els alquens són més reactius i experimenten diverses reaccions d'addició. Tots els productes d'aquestes reaccions són compostos saturats. (1) Reaccions d'hidrogenació (1) Reaccions d'hidrogenació S'addiciona una molècula d'hidrogen per d l à S'addiciona una molècula d'hidrogen per d l à Aquest procés Aquest procés produir un alcà. produir un alcà.
d'hidrogenació, s'utilitza en la indústria de la margarina per convertir olis que contenen d'hidrogenació, s'utilitza en la indústria de la margarina per convertir olis que contenen q cadenes hidrocarbonades insaturades en compostos saturats que tenen punts de q cadenes hidrocarbonades insaturades en compostos saturats que tenen punts de saturats que tenen punts de fusió més elevats L'objectiu és que la margarina saturats que tenen punts de fusió més elevats L'objectiu és que la margarina Lobjectiu és que la margarina sigui sòlida a temperatura ambient. Lobjectiu és que la margarina sigui sòlida a temperatura ambient.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (1) Reaccions d'hidrogenació (1) Reaccions d'hidrogenació Els halògens reaccionen amb els alquens per produir compostos di b i ï Els halògens reaccionen amb els alquens per produir compostos di b i ï disubstituïts. Aquestes reaccions tenen lloc fàcilment a temperatura ambient i van lligades a la pèrdua de color del reactiu halogen. disubstituïts. Aquestes reaccions tenen lloc fàcilment a temperatura ambient i van lligades a la pèrdua de color del reactiu halogen.
R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (2) Addició Br2 (2) Addició Br2 La repulsió entre els electrons de l'enllaç Br Br i el núvol electrònic π indueix un dipol temporal a la molècula Br2. Té lloc la fissió electrolítica de l'enllaç i es forma l'ió Br . Els electrons π es desplacen per formar un enllaç σ entre C i Br La repulsió entre els electrons de l'enllaç Br Br i el núvol electrònic π indueix un dipol temporal a la molècula Br2. Té lloc la fissió electrolítica de l'enllaç i es forma l'ió Br . Els electrons π es desplacen per formar un enllaç σ entre C i Br p p ç (formació carbocatió). Finalment l'ió bromur actua com a nucleòfil. p p ç (formació carbocatió).
Finalment l'ió bromur actua com a nucleòfil. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (3) Addició HBr (3) Addició HBr Es tracta d'una molècula amb un dipol permanent. Es tracta d'una molècula amb un dipol permanent. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (3) Addició HBr (3) Addició HBr En aquest cas es poden formar dos carbocations, que donen lloc a dos productes diferents. En aquest cas es poden formar dos carbocations, que donen lloc a dos productes diferents.
Regla Markovnikov: l'àtom d'hidrogen del HBr s'uneix a l'àtom de carboni que Regla Markovnikov: l'àtom d'hidrogen del HBr s'uneix a l'àtom de carboni que Regla Markovnikov: l àtom d hidrogen del HBr s uneix a l àtom de carboni que ja té més àtoms d'hidrogen units a ell. Regla Markovnikov: l àtom d hidrogen del HBr s uneix a l àtom de carboni que ja té més àtoms d'hidrogen units a ell. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (4) Hidratació (4) Hidratació L'alquè passa a ser una alcohol. Hi h i èdi i é à id L'alquè passa a ser una alcohol. Hi h i èdi i é à id Hi ha una etapa intermèdia on intervé un àcid. L'addició d'aigua ha de ser freda.
Hi ha una etapa intermèdia on intervé un àcid. L'addició d'aigua ha de ser freda. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS 3.4.13 Les reaccions de substitució electròfila inclouen les reaccions del benzè amb electròfils reaccions del benzè amb electròfils. El sistema π deslocalitzat, proporciona al benzè i als seus compostos El sistema π deslocalitzat, proporciona al benzè i als seus compostos relacionats, estabilitat. Això vol dir que les reaccions on intervé el benzè tendeixen a retindre o restaurar aquesta estructura sempre que sigui possible. relacionats, estabilitat.
Això vol dir que les reaccions on intervé el benzè tendeixen a retindre o restaurar aquesta estructura sempre que sigui possible. q p q g p q p q g p Dos electrons del núvol electrònic es desplacen per formar un enllaç amb l'electròfil i es crea un carbocatió que està estabilitzat per ressonància, el qual Dos electrons del núvol electrònic es desplacen per formar un enllaç amb l'electròfil i es crea un carbocatió que està estabilitzat per ressonància, el qual s'anomena complexe sigma. Aquest complex no és aromàtic s'anomena complexe sigma.
Aquest complex no és aromàtic R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS La pèrdua de l'estabilitat, fa que aquesta primera etapa sigui fortament La pèrdua de l'estabilitat, fa que aquesta primera etapa sigui fortament aquesta primera etapa sigui fortament endotèrmica. L'etapa final és la restauració de aquesta primera etapa sigui fortament endotèrmica. L'etapa final és la restauració de Letapa final és la restauració de l'estructura de l'anell de benzè mitjançant la pèrdua d'un protó del b tió Letapa final és la restauració de l'estructura de l'anell de benzè mitjançant la pèrdua d'un protó del b tió carbocatió. Aquesta segona etapa és exotèrmica carbocatió.
Aquesta segona etapa és exotèrmica perquè regenera el sistema aromàtic. perquè regenera el sistema aromàtic. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (1) Nitració del benzè (1) Nitració del benzè Es tracta d'una reacció de substitució d'un dels àtoms d'hidrogen de l'anell per un grup nitro ( NO2). Es tracta d'una reacció de substitució d'un dels àtoms d'hidrogen de l'anell per un grup nitro ( NO2). Aquesta reacció comporta l'ús d'una mescla de nitració d'àcids sulfúric i nítric concentrats. Els dos àcids reaccionen per produir l'electròfil, el qual Aquesta reacció comporta l'ús d'una mescla de nitració d'àcids sulfúric i nítric concentrats.
Els dos àcids reaccionen per produir l'electròfil, el qual accepta un parell d'electrons pi deslocalitzats i forma un enllaç sigma amb l'anell generant un carbocatió. accepta un parell d'electrons pi deslocalitzats i forma un enllaç sigma amb l'anell generant un carbocatió. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (2) Cloració del benzè (2) Cloració del benzè També comporta la formació d'un electròfil. El AlCl3, és deficient en electrons perquè només hi ha 6 electrons al voltant de l'àtom central. També comporta la formació d'un electròfil. El AlCl3, és deficient en electrons perquè només hi ha 6 electrons al voltant de l'àtom central.
Això vol dir que pot actuar com un àcid de Lewis i atraure un parell d'electrons antienllaçants d'una molècula com la del Cl2. L'àtom d'alumini forma un enllaç covalent datiu amb un dels àtoms de Això vol dir que pot actuar com un àcid de Lewis i atraure un parell d'electrons antienllaçants d'una molècula com la del Cl2. L'àtom d'alumini forma un enllaç covalent datiu amb un dels àtoms de Làtom d alumini forma un enllaç covalent datiu amb un dels àtoms de Cl, i això desencadena desplaçaments d'electrons per formar [AlCl4] i Cl+. Làtom d alumini forma un enllaç covalent datiu amb un dels àtoms de Cl, i això desencadena desplaçaments d'electrons per formar [AlCl4] i Cl+.
L'electròfil (Cl+) interactua amb els electrons pi de l'anell de benzè L'electròfil (Cl+) interactua amb els electrons pi de l'anell de benzè Lelectròfil (Cl ) interactua amb els electrons pi de l anell de benzè. Lelectròfil (Cl ) interactua amb els electrons pi de l anell de benzè. R 3.4 REACCIONS DE REPARTIMENT DE PARELLS D'ELECTRONS (3) Alquilació del benzè (3) Alquilació del benzè (4) Acilació del benzè (4) Acilació del benzè