Przeczytaj
Reakcja substytucjisubstytucji rodnikowej przebiega zgodnie z ogólnym schematem:
– reszta cząsteczki danego alkanu
– fluorowiec (w praktyce chlor albo brom)
Przyjrzyj się równaniu reakcji chlorowania i bromowania propanu. Jak myślisz, jakie produkty powstaną w obu przypadkach? Czy potrafisz zapisać wzory strukturalne powstających izomerów? Jakie rodnikirodniki tworzą się w trakcie reakcji? Narysuj proponowane wzory półstrukturalne produktów chlorowania i bromowania, a następnie sprawdź poprawną odpowiedź.
Zapoznaj się z opisem równania reakcji chlorowania i bromowania propanu. Jak myślisz, jakie produkty powstaną w obu przypadkach? Jakie rodniki tworzą się w trakcie reakcji? Sprawdź poprawną odpowiedź.
Jak przewidzieć ilość powstających produktów w reakcji substytucji wolnorodnikowej alkanów?
Podczas halogenowania alkanów o łańcuchach dłuższych niż w etanie powstają produkty izomeryczne. W jaki sposób można przewidzieć, który atom zostanie podstawiony atomem halogenu?
Czy w ten sam sposób przebiega chlorowanie i bromowanie alkanów?
1. Chlorowanie
Przeanalizuj poniższe kroki i sprawdź, jak obliczyć liczbę powstających izomerów w trakcie chlorowania propanu.
Indeks górny Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY‑SA 3.0. Indeks górny koniecŹródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY‑SA 3.0.
2. Bromowanie
Przeanalizuj poniższe kroki i sprawdź, jak obliczyć liczbę powstających izomerów w trakcie bromowania propanu.
Podsumowanie
Wyznaczona doświadczalnie względna reaktywność atomów wodoru połączonych z atomami węgla o różnej rzędowościrzędowości wskazuje jednoznacznie, że łatwiej ulega oderwaniu atom wodoru połączony z atomem węgla o wyższej rzędowości.
Rzędowość atomów wodoru | 1° | 2° | 3° | |
---|---|---|---|---|
Selektywność halogenowania | Chlorowanie | 1 | 3,8 | 5 |
Bromowanie | 1 | 82 | 1600 |
Co istotne, bromowanie jest bardziej selektywną reakcją. Podczas bromowania wyjątkowo produkt główny jest zwykle jeden i jego wydajność sięga ok. 99%.
Słownik
(łac. substitutio „podstawianie”) (inaczej reakcja podstawiania, podstawienie) reakcja chemiczna, w której następuje podstawienie atomu lub grupy atomów innym atomem lub grupą atomów
(łac. carbo „węgiel”) rodnik, w którym niesparowany elektron jest zlokalizowany na atomie węgla
indywiduum zbudowane z jednego lub powiązanych ze sobą atomów, z niesparowanym elektronem na powłoce walencyjnej jednego z atomów, w umownym zapisie oznacza się go kropką
rzędowość atomu węgla to w praktyce liczba atomów węgla bezpośrednio z nim połączonych; określanie rzędowości atomów wodoru lub atomów węgla o innej hybrydyzacji niż spIndeks górny 33 jest błędem
atomy są równocenne wówczas, gdy podstawienie jednego z nich innym atomem daje ten sam związek chemiczny
Bibliografia
Dudek‑Różycki K., Płotek M., Wichur T., Węglowodory. Repetytorium i zadania, Kraków 2020.
Dudek‑Różycki K., Płotek M., Wichur T., Kompendium terminologii oraz nazewnictwa związków organicznych. Poradnik dla nauczycieli i uczniów, Kraków 2020.
Encyklopedia PWN
Majewski W., Mechanizmy reakcji organicznych, Lublin 2012.
Morrison R. T., Boyd R. N., Chemia organiczna, tłum. W. Antkowiak i in., t. 1‑2, Warszawa 2010.
Vollhardt P., Schore N. E., Organic Chemistry structure and function, 6th Edition, New York 2007.