Введение в теорию органической химии. Особенности органических реакций «Химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением. Каждый химический атом, входящий в состав тела, принимает участие в образовании этого последнего и действует здесь определенным количеством принадлежащей ему химической силы" А. М. Бутлеров, 1861 г. , из доклада «О химическом строении вещества»
Классификация органических реакций по типу разрыва ковалентной связи Гетеролитические Гомолитические Катионы и анионы Радикалы Интермедиаты Карбокатион Радикал Карбанион Метильный катион трет-Бутильный радикал Бензильный анион
2. Классификация органических реакций по характеру взаимодействия Типы реагентов Реакционный центр • Электрофильные агенты (Е) ( «любят» электроны) Атакующий агент (реагент) Электрофил – катион или нейтральная молекула, имеющая в своем составе атом с незанятой орбиталью Реакционный центр - группа атомов, претерпевающая изменения в данной реакции
Классификация органических реакций по характеру взаимодействия Типы реагентов Реакционный центр • Нуклеофильные агенты (Nu) ( «любят» ядра) Атакующий агент (реагент) Нуклеофил – анион или нейтральная молекула, имеющая в своем составе атом с неподеленной электронной парой (занятая орбиталь)
Классификация органических реакций по характеру взаимодействия Тип реакции Реагент, Z Типичные условия Обозначение E Кислая среда, Полярный растворитель SE N Основная среда, Полярный растворитель SN R∙ Повышенная температура; облучение; H 2 O 2 , Нейтральная среда SR Замещение E N Присоединение AE AN Повышенная температура; облучение; H 2 O 2 , Нейтральная среда AR Кислая среда, Основная среда, Элиминирование R∙ E
Классифицируйте реакции!
Движущей силой химической реакции является стремление реагирующих молекул занять наиболее устойчивое состояние, т. е. состояние с наименьшей свободной энергией Джозайя-Уиллард Гиббс (11. 02 I. 1839 - 28. 04. 1903) ∆ G= ∆ H - T ∆ S Изменение энергии системы ln. Кр=-∆G/RT ∆ G>0, Кр<1; ∆ G<0, Кр>1; ∆ G=0, Кр=1. ∆ G<0
1, 2, 3 – элементарные стадии химической реакции Лимитирующая стадия
![A + B [1 ] [интермедиат] [2 ] X в квадратных скобках помещают неустойчивые](https://present5.com/presentation/-32919367_59705963/image-9.jpg "A + B [1 ] [интермедиат] [2 ] X в квадратных скобках помещают неустойчивые")
A + B [1 ] [интермедиат] [2 ] X в квадратных скобках помещают неустойчивые переходные состояния или интермедиаты молекулярность стадии - число взаимодействующих частиц, принимающих участие в стадии переходное состояние (#) – промежуточное состояние, когда старые связи еще не разорвались, а новые еще не образовались. k=A∙e - Еакт / RT Уравнение Аррениуса интермедиат – промежуточное соединение, образующееся на одной элементарной стадии Принцип Хэммонда: если реакция проходит как через переходное состояние, так и интермедиат, энергия которых почти равна, то взаимное превращение обоих сопровождается лишь малым изменением структуры. При экзотермических реакциях переходное состояние похоже на исходные субстраты; при эндотермических реакциях – на продукты.
ПРИМЕР: электрофильного присоединения HBr к этилену
Суммируем: 1. Любая химическая реакция должна рассматриваться с позиций термодинамики и кинетики. 2. Термодинамика указывает на возможность протекания процесса в данных условиях, выражаемую, например, через ∆G или константу равновесия. Термодинамическое описание ничего не говорит о скорости протекания реакции, времени достижения равновесия. 3. Скорость же реакции определяется энергией ее переходного состояния, которая описывается в терминах кинетики. 4. Механизм реакции - совокупность и последовательность элементарных стадий. Механизм реакции определяет: • последовательность стадий; • тип интермедиатов; • лимитирующую стадию. 6. Строение и энергия интермедиатов близки к строению и энергии переходных состояний. 7. Факторы, стабилизирующие/дестабилизирующие интермедиат, будут стабилизировать/дестабилизировать переходное состояние. Факторы, влияющие на стабильность интермедиатов ?
Скачать презентацию Введение в теорию органической химии Особенности органических реакций
L3.pptx