Organiskās ķīmijas mehānismi. Organisko reakciju galveno veidu mehānismi

Parametra nosaukums	Nozīme
Raksta tēma:	Organisko reakciju mehānismi
Rubrika (tematiskā kategorija)	Izglītība

Reakciju klasifikācija

Ir četri galvenie reakciju veidi, kuros piedalās organiskie savienojumi: aizstāšana (pārvietošana), pievienošana, eliminācija (eliminācija), pārkārtošanās.

3.1. Aizvietošanas reakcijas

Pirmajā reakcijā aizvietošana parasti notiek pie oglekļa atoma, bet aizvietotajam atomam jābūt ūdeņraža atomam vai kādam citam atomam vai atomu grupai. Elektrofīlās aizvietošanas laikā ūdeņraža atoms visbiežāk tiek aizstāts; Piemērs ir klasiskā aromātiskā aizstāšana:

Ar nukleofīlo aizvietošanu visbiežāk tiek aizstāts nevis ūdeņraža atoms, bet gan citi atomi, piemēram:

NC - + R-Br → NC-R + BR -

3.2. Pievienošanas reakcijas

Papildināšanas reakcijas var būt arī elektrofīlas, nukleofīlas vai radikālas atkarībā no sugas veida, kas ierosina procesu. Piestiprināšanos parastajām oglekļa-oglekļa dubultsaitēm parasti izraisa elektrofils vai radikālis. Piemēram, pievienojot HBr

var sākties ar H+ protona vai Br· radikāļa dubultsaites uzbrukumu.

3.3 Eliminācijas reakcijas

Eliminācijas reakcijas būtībā ir pretējas pievienošanās reakcijām; Visizplatītākais šādas reakcijas veids ir ūdeņraža atoma un cita atoma vai grupas izvadīšana no blakus esošajiem oglekļa atomiem, veidojot alkēnus:

3.4. Pārkārtošanās reakcijas

Pārkārtošanās var notikt arī caur starpproduktu savienojumiem, kas ir katjoni, anjoni vai radikāļi; Visbiežāk šīs reakcijas notiek, veidojoties karbokationiem vai citām daļiņām ar elektronu deficītu. Pārkārtošana var ietvert būtisku oglekļa skeleta pārstrukturēšanu. Pašam pārkārtošanās posmam šādās reakcijās bieži seko aizstāšanas, pievienošanas vai eliminācijas posmi, kā rezultātā veidojas stabils galaprodukts.

Detalizētu ķīmiskās reakcijas aprakstu pa posmiem parasti sauc par mehānismu. No elektroniskā viedokļa ķīmiskās reakcijas mehānisms tiek saprasts kā metode kovalento saišu pārraušanai molekulās un stāvokļu secība, caur kuru reaģējošās vielas iziet, pirms kļūst par reakcijas produktiem.

4.1. Brīvo radikāļu reakcijas

Brīvo radikāļu reakcijas ir ķīmiski procesi, kuros piedalās molekulas ar nepāra elektroniem. Daži brīvo radikāļu reakciju aspekti ir unikāli salīdzinājumā ar citiem reakciju veidiem. Galvenā atšķirība ir tā, ka daudzas brīvo radikāļu reakcijas ir ķēdes reakcijas. Tas nozīmē, ka pastāv mehānisms, ar kuru daudzas molekulas tiek pārveidotas par produktu, izmantojot atkārtotu procesu, ko ierosina vienas reaktīvas sugas izveidošana. Tipisks piemērs ir ilustrēts, izmantojot šādu hipotētisku mehānismu:

Posmi, kurā rodas reakcijas starpprodukts, šajā gadījumā A·, parasti sauc par ierosināšanu. Šis posms notiek augstā temperatūrā, UV vai peroksīdu ietekmē, nepolāros šķīdinātājos. Nākamie četri vienādojumi šajā piemērā atkārto divu reakciju secību; tie atspoguļo ķēdes attīstības fāzi. Ķēdes reakcijas raksturo ķēdes garums, kas atbilst attīstības posmu skaitam vienā iniciācijas stadijā. Otrais posms notiek ar vienlaicīgu savienojuma sintēzi un jauna radikāļa veidošanos, kas turpina transformāciju ķēdi. Pēdējais solis ir ķēdes pārtraukšanas posms, kas ietver jebkuru reakciju, kurā tiek iznīcināts viens no ķēdes progresēšanai nepieciešamajiem reakcijas starpproduktiem. Jo vairāk ķēdes pārtraukšanas posmu, jo īsāks kļūst ķēdes garums.

Brīvo radikāļu reakcijas notiek: 1) gaismā, augstā temperatūrā vai radikāļu klātbūtnē, kas veidojas, sadaloties citām vielām; 2) inhibē vielas, kas viegli reaģē ar brīvajiem radikāļiem; 3) rodas nepolāros šķīdinātājos vai tvaika fāzē; 4) bieži pirms reakcijas sākuma ir autokatalītiskais un indukcijas periods; 5) kinētiski tie ir ķēdes.

Radikālās aizvietošanas reakcijas ir raksturīgas alkāniem, un radikāļu pievienošanas reakcijas ir raksturīgas alkēniem un alkīniem.

CH 4 + Cl 2 → CH 3 Cl + HCl

CH3-CH=CH2 + HBr → CH3-CH2-CH2Br

CH3-C≡CH+HCl → CH3-CH=CHCl

Brīvo radikāļu savienojums viens ar otru un ķēdes pārtraukšana notiek galvenokārt uz reaktora sienām.

4.2. Jonu reakcijas

Reakcijas, kurās tas notiek heterolītisks saišu pārraušanu un jonu tipa starpdaļiņu veidošanos sauc par jonu reakcijām.

Jonu reakcijas notiek: 1) katalizatoru (skābju vai bāzu) klātbūtnē, un tās neietekmē gaismas vai brīvie radikāļi, jo īpaši tie, kas rodas, sadaloties peroksīdiem; 2) neietekmē brīvo radikāļu iznīcinātāji; 3) reakcijas gaitu ietekmē šķīdinātāja raksturs; 4) reti sastopamas tvaika fāzē; 5) kinētiski tās galvenokārt ir pirmās vai otrās kārtas reakcijas.

Pamatojoties uz reaģenta raksturu, kas iedarbojas uz molekulu, jonu reakcijas tiek sadalītas elektrofīls Un nukleofīls. Nukleofīlās aizvietošanas reakcijas ir raksturīgas alkil- un arilhalogenīdiem,

CH 3 Cl + H 2 O → CH 3 OH + HCl

C6H5-Cl + H2O → C6H5-OH + HCl

C 2 H 5 OH + HCl → C 2 H 5 Cl + H 2 O

C 2H 5 NH 2 + CH 3 Cl → CH 3 -NH-C 2 H 5 + HCl

elektrofīlā aizvietošana – alkāniem katalizatoru klātbūtnē

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH(CH3)-CH2-CH3

un arēnas.

C 6 H 6 + HNO 3 + H 2 SO 4 → C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O

Elektrofīlās pievienošanās reakcijas ir raksturīgas alkēniem

CH3-CH=CH2 + Br2 → CH3-CHBr-CH2Br

un alkīni,

CH≡CH + Cl2 → CHCl=CHCl

nukleofīlā pievienošana – alkīniem.

CH 3 -C≡CH + C 2 H 5 OH + NaOH → CH 3 -C(OC 2 H 5) = CH 2

Organisko reakciju mehānismi - jēdziens un veidi. Kategorijas "Organisko reakciju mehānismi" klasifikācija un pazīmes 2017, 2018.

CH 3 -CH 3 + Cl 2 – (hv) ---- CH 3 -CH 2 Cl + HCl

C 6 H 5 CH 3 + Cl 2 --- 500 C --- C 6 H 5 CH 2 Cl + HCl

Papildinājuma reakcijas

Šādas reakcijas ir raksturīgas organiskiem savienojumiem, kas satur vairākas (dubultās vai trīskāršās) saites. Šāda veida reakcijas ietver halogēnu, ūdeņraža halogenīdu un ūdens pievienošanas reakcijas alkēniem un alkīniem

CH 3 -CH=CH 2 + HCl ---- CH 3 -CH(Cl)-CH 3

Eliminācijas reakcijas

Tās ir reakcijas, kas izraisa vairāku saišu veidošanos. Likvidējot ūdeņraža halogenīdus un ūdeni, tiek novērota noteikta reakcijas selektivitāte, ko apraksta Zaiceva noteikums, saskaņā ar kuru ūdeņraža atoms tiek izvadīts no oglekļa atoma, kurā ir mazāk ūdeņraža atomu. Reakcijas piemērs

CH3-CH(Cl)-CH2-CH3 + KOH → CH3-CH=CH-CH3 + HCl

Polimerizācija un polikondensācija

n(CH2 =CHCl)  (-CH2-CHCl)n

Redokss

Visintensīvākā no oksidatīvajām reakcijām ir sadegšana, reakcija, kas raksturīga visām organisko savienojumu klasēm. Šajā gadījumā, atkarībā no degšanas apstākļiem, ogleklis tiek oksidēts līdz C (kvēpi), CO vai CO 2, un ūdeņradis tiek pārvērsts ūdenī. Tomēr organiskajiem ķīmiķiem lielu interesi rada oksidācijas reakcijas, kas tiek veiktas daudz maigākos apstākļos nekā sadegšana. Izmantotie oksidētāji: Br2 šķīdumi ūdenī vai Cl2 šķīdumi CCl 4 ; KMnO 4 ūdenī vai atšķaidītā skābē; vara oksīds; svaigi nogulsnēti sudraba (I) vai vara (II) hidroksīdi.

3C 2H 2 + 8KMnO 4 + 4H 2 O → 3HOOC-COOH + 8MnO 2 + 8KOH

Esterifikācija (un tās reversās hidrolīzes reakcija)

R 1 COOH + HOR 2 H+  R 1 COOR 2 + H 2 O

Cycloaddition

Y R Y-R

‖ + ‖ → ǀ ǀ

R Y R-Y

‖ + →

11. Organisko reakciju klasifikācija pēc mehānisma. Piemēri.

Reakcijas mehānisms ietver detalizētu ķīmisko reakciju soli pa solim aprakstu. Tajā pašā laikā tiek noteikts, kuras kovalentās saites tiek sarautas, kādā secībā un kādā veidā. Jaunu saišu veidošanās reakcijas laikā ir tikpat rūpīgi aprakstīta. Apsverot reakcijas mehānismu, vispirms pievērsiet uzmanību kovalentās saites pārraušanas metodei reaģējošā molekulā. Ir divi šādi veidi - homolītisks un heterolītisks.

Radikālas reakcijas turpināt, homolītiski (radikāli) sadalot kovalento saiti:

Nepolāras vai zemas polāras kovalentās saites (C–C, N–N, C–H) augstā temperatūrā vai gaismas ietekmē radikāli sadalās. Ogleklim CH 3 radikālā ir 7 ārējie elektroni (nevis stabils okteta apvalks CH 4). Radikāļi ir nestabili, tiem ir tendence uztvert trūkstošo elektronu (līdz pārim vai līdz oktetam). Viens no stabilu produktu veidošanas veidiem ir dimerizācija (divu radikāļu kombinācija):

CH3 + CH3CH3 : CH 3,

N + N N : N.

Radikālas reakcijas - tās ir, piemēram, alkānu hlorēšanas, bromēšanas un nitrēšanas reakcijas:

Jonu reakcijas rodas ar heterolītiskās saites šķelšanos. Šajā gadījumā starpposmā veidojas īslaicīgi organiskie joni - karbokationi un karbanjoni - ar lādiņu uz oglekļa atoma. Jonu reakcijās saistošais elektronu pāris netiek atdalīts, bet pilnībā pāriet uz vienu no atomiem, pārvēršot to anjonā:

Spēcīgi polāras (H-O, C-O) un viegli polarizējamas (C-Br, C-I) saites ir pakļautas heterolītiskai šķelšanai.

Atšķirt nukleofīlās reakcijas (nukleofils– meklē kodolu, vietu, kur trūkst elektronu) un elektrofīlās reakcijas (elektrofils– meklē elektronus). Apgalvojums, ka konkrēta reakcija ir nukleofīla vai elektrofīla, vienmēr attiecas uz reaģentu. Reaģents– viela, kas piedalās reakcijā ar vienkāršāku struktūru. Substrāts– izejviela ar sarežģītāku struktūru. Izejošā grupa ir nomaināms jons, kas ir saistīts ar oglekli. Reakcijas produkts– jauna oglekli saturoša viela (rakstīta reakcijas vienādojuma labajā pusē).

UZ nukleofīlie reaģenti(nukleofīli) ietver negatīvi lādētus jonus, savienojumus ar vientuļiem elektronu pāriem, savienojumus ar dubultām oglekļa-oglekļa saitēm. UZ elektrofīli reaģenti(elektrofīli) ietver pozitīvi lādētus jonus, savienojumus ar neaizpildītiem elektronu apvalkiem (AlCl 3, BF 3, FeCl 3), savienojumus ar karbonilgrupām, halogēnus. Elektrofīli ir jebkurš atoms, molekula vai jons, kas jaunas saites veidošanas procesā spēj pievienot elektronu pāri. Jonu reakciju virzītājspēks ir pretēji lādētu jonu vai dažādu molekulu fragmentu mijiedarbība ar daļēju lādiņu (+ un –).

Dažādu jonu reakciju veidu piemēri.

Nukleofīlā aizstāšana :

Elektrofīlā aizstāšana :

Nukleofīlā pievienošana (Vispirms tiek pievienots CN , pēc tam — H +):

Elektrofīlais savienojums (Vispirms tiek pievienots H +, pēc tam X –):

Eliminācija ar nukleofilu (bāzu) darbību :

Likvidēšana pēc darbības elektrofili (skābes) :

1.kursa studentu patstāvīgā darba vadlīnijas bioloģiskajā un bioorganiskajā ķīmijā

(1. modulis)

Apstiprināts

Universitātes Akadēmiskā padome

Harkovas KhNMU

Organiskās ķīmijas reakciju pamatveidi un mehānismi: Metode. dekrēts. 1. kursa studentiem / sast. A.O. Syrovaja, L.G. Šapovals, V.N. Petjuņina, E.R. Grabovetskaja, V.A. Makarovs, S.V. Andreeva, S.A. Nakoņečnaja, L.V. Lukjanova, R.O. Bačinskis, S.N. Kozubs, T.S. Tišakova, O.L. Levašova, N.V. Kopoteva, N.N. Čalenko. – Harkova: KhNMU, 2014. – 32. lpp.

Sastādītājs: A.O. Syrovaja, L.G. Šapovals, V.N. Petjuņina, E.R. Grabovetskaja, V.A. Makarovs, S.V. Andrejeva, L.V. Lukjanova, S.A. Nakoņečnaja, R.O. Bačinskis, S.N. Kozubs, T.S. Tišakova, O.L. Levašova, N.V. Kopoteva, N.N. Čalenko

I tēma: ķīmisko reakciju klasifikācija.

ALKĀNU, ALKĒNU, ARĒNU, spirtu, fenolu, amīnu, ALDEHĪDU, KETONU UN KARBOKSĀBJU REAĢĒTSPĒJA

Tēmas motivācijas raksturojums

Šīs tēmas izpēte ir pamats, lai izprastu dažas no bioķīmiskajām reakcijām, kas notiek vielmaiņas procesā organismā (lipīdu peroksidācija, hidroksi skābju veidošanās no nepiesātinātajām Krebsa ciklā u.c.), kā arī par to. izprast šādu reakciju mehānismu medicīnisko zāļu un analogu dabisko savienojumu sintēzē.

Mācību mērķis

Prast paredzēt galveno organisko savienojumu klašu spēju iestāties homolītiskās un heterolītiskās reakcijās pēc to elektroniskās struktūras un aizvietotāju elektroniskajiem efektiem.

1. BRĪVRAdikĀLĀS UN ELEKTROFILĀS REAKCIJAS (ogļūdeņražu REAKTIVITĀTE)

Izglītības mērķa jautājumi

1. Prast aprakstīt šādu reakciju mehānismus:

Radikāla aizstāšana — R S

Elektrofilais savienojums — A E

Elektrofīlā aizstāšana — S E

2. Spēs izskaidrot aizvietotāju ietekmi uz reaktivitāti elektrofīlās mijiedarbības laikā, balstoties uz elektroniskiem efektiem.

Pamatlīnija

1. Oglekļa atoma uzbūve. Tās elektronisko orbitāļu hibridizācijas veidi.

2. - un - saišu struktūra, garums un enerģija.

3. Cikloheksāna konformācijas.

4. Savienošana pārī. Atvērtas un slēgtas (aromātiskas) konjugētas sistēmas.

5. Aizvietotāju elektroniskie efekti.

6. Pārejas stāvoklis. Karbokācijas elektroniskā struktūra. Starpnieki - un -komplekss.

Praktisks Navski

1. Iemācīties noteikt kovalentās saites pārraušanas iespēju, reakcijas veidu un mehānismu.

2. Prast eksperimentāli veikt savienojumu ar dubultsaitēm un aromātisko savienojumu bromēšanas reakcijas.

Kontroles jautājumi

1. Norādiet etilēna hidrogenēšanas reakcijas mehānismu.

2. Aprakstiet propēnskābes hidratācijas reakcijas mehānismu. Izskaidrojiet skābes katalīzes lomu.

3. Uzrakstiet toluola (metilbenzola) nitrēšanas reakcijas vienādojumu. Ar kādu mehānismu šī reakcija notiek?

4. Izskaidrojiet nitrogrupas dezaktivējošo un orientējošo iedarbību nitrobenzola molekulā, izmantojot bromēšanas reakcijas piemēru.

Izglītības uzdevumi un to risināšanas algoritmi

Uzdevums Nr.1. Aprakstiet izobutāna un ciklopentāna bromēšanas reakcijas mehānismu, apstarojot ar gaismu.

Risinājuma algoritms . Izobutāna un ciklopentāna molekulas sastāv no sp 3 hibridizētiem oglekļa atomiem. C-C saites to molekulās ir nepolāras, un C-H saites ir zemas polāras. Šīs saites ir diezgan viegli pakļautas homolītiskajai šķelšanai, veidojot brīvos radikāļus - daļiņas, kurām ir nepāra elektroni. Tātad šo vielu molekulās ir jānotiek radikālas aizvietošanas reakcijai - R S reakcijai vai ķēdes reakcijai.

Jebkuras RS reakcijas posmi ir: iniciācija, augšana un ķēdes pārtraukšana.

Iniciācija ir brīvo radikāļu veidošanās process augstā temperatūrā vai ultravioletā starojuma ietekmē:

Ķēdes augšana notiek ļoti reaktīva brīvā radikāļa mijiedarbības dēļ  Br ar zemu polāro C-H saiti ciklopentāna molekulā, veidojot jaunu ciklopentila radikāli:

Ciklopentila radikālis mijiedarbojas ar jaunu broma molekulu, izraisot tajā esošās saites homolītisko šķelšanos un veidojot bromciklopentānu un jaunu broma radikāli:

Broma brīvais radikālis uzbrūk jaunajai ciklopentāna molekulai. Tādējādi ķēdes augšanas stadija tiek atkārtota daudzas reizes, t.i., notiek ķēdes reakcija. Ķēdes pārtraukšana pabeidz ķēdes reakciju, apvienojot dažādus radikāļus:

Tā kā ciklopentāna molekulā visi oglekļa atomi ir vienādi, veidojas tikai monociklobromopentāns.

Izobutānā C-H saites nav līdzvērtīgas. Tie atšķiras ar homolītiskās disociācijas enerģiju un izveidoto brīvo radikāļu stabilitāti. Ir zināms, ka CH saites šķelšanās enerģija palielinās no terciārā līdz primārajam oglekļa atomam. Brīvo radikāļu stabilitāte samazinās tādā pašā secībā. Tāpēc izobutāna molekulā bromēšanas reakcija notiek regioselektīvi - pie terciārā oglekļa atoma:

Jānorāda, ka aktīvākam hlora radikālim regioselektivitāte netiek pilnībā ievērota. Hlorēšanas laikā ūdeņraža atomi pie jebkura oglekļa atoma var tikt aizvietoti, bet aizvietošanas produkta saturs pie terciārā oglekļa būs vislielākais.

Uzdevums Nr.2. Izmantojot oleīnskābi kā piemēru, aprakstiet lipīdu peroksidācijas reakcijas mehānismu, kas rodas staru slimības laikā šūnu membrānu bojājumu rezultātā. Kādas vielas mūsu organismā darbojas kā antioksidanti?

Risinājuma algoritms. Radikālas reakcijas piemērs ir lipīdu peroksidācija, kurā nepiesātinātās taukskābes, kas ir daļa no šūnu membrānām, tiek pakļautas radikāļu iedarbībai. Radioaktīvās apstarošanas laikā ūdens molekulas var sadalīties radikāļos. Hidroksilgrupas radikāļi uzbrūk nepiesātinātās skābes molekulai metilēngrupā, kas atrodas blakus dubultai saitei. Šajā gadījumā veidojas radikālis, kas stabilizējas nepāra elektrona līdzdalības dēļ konjugācijā ar  saišu elektroniem. Tālāk organiskais radikālis mijiedarbojas ar diradikālas skābekļa molekulu, veidojot nestabilus hidroperoksīdus, kas sadalās, veidojot aldehīdus, kas oksidējas līdz skābēm – reakcijas galaproduktiem. Peroksīda oksidācijas sekas ir šūnu membrānu iznīcināšana:

E vitamīna (tokoferola) inhibējošā iedarbība organismā ir saistīta ar tā spēju saistīt brīvos radikāļus, kas veidojas šūnās:

Izveidotajā fenoksīda radikālā nepāra elektrons ir konjugēts ar aromātiskā gredzena -elektronu mākoni, kas noved pie tā relatīvās stabilitātes.

Uzdevums Nr.3. Norādiet etilēna bromēšanas reakcijas mehānismu.

Risinājuma algoritms. Savienojumiem, kas sastāv no oglekļa atomiem sp 2 - vai sp-hibridizācijas stāvoklī, tipiskas reakcijas ir tās, kas notiek ar  saišu pārrāvumu, t.i., pievienošanās reakcijas. Šīs reakcijas var notikt ar radikālu vai jonu mehānismu atkarībā no reaģenta veida, šķīdinātāja polaritātes, temperatūras utt. Jonu reakcijas notiek vai nu elektrofīlo reaģentu, kuriem ir afinitāte pret elektronu, vai nukleofīlo reaģentu iedarbībā. , kas ziedo savus elektronus. Elektrofīlie reaģenti var būt katjoni un savienojumi, kuriem ir atomi ar neaizpildītiem elektronu apvalkiem. Vienkāršākais elektrofīlais reaģents ir protons. Nukleofīlie reaģenti ir anjoni vai savienojumi ar atomiem, kuriem ir nedalīti elektronu pāri.

Alkāniem - savienojumiem, kuriem ir sp 2 - vai sp-hibridizēts oglekļa atoms, raksturīgas elektrofīlās pievienošanās reakcijas - A E reakcijas. Polārajos šķīdinātājos bez saules gaismas halogenēšanas reakcija notiek ar jonu mehānismu, veidojot karbokātus:

Etilēnā esošās π saites ietekmē broma molekula tiek polarizēta, veidojot nestabilu π kompleksu, kas pārvēršas par karbokāciju. Tajā broms ir saistīts ar oglekli ar π saiti. Procesu pabeidz broma anjona mijiedarbība ar šo karbokāciju, veidojot galareakcijas produktu dibrometānu.

Uzdevums Nr.4 . Izmantojot propēna hidratācijas reakcijas piemēru, pamatojiet Markovņikova likumu.

Risinājuma algoritms. Tā kā ūdens molekula ir nukleofīls reaģents, tās pievienošana dubultai saitei bez katalizatora nav iespējama. Skābes darbojas kā katalizators šādās reakcijās. Karbokationi veidojas, pievienojot skābes protonu, kad tiek pārtraukta π saite:

Ūdens molekula ir pievienota karbokācijai, kas veidojas skābekļa atoma pāru elektronu dēļ. Veidojas stabils oksonija alkilatvasinājums, kas stabilizējas, atbrīvojoties protonam. Reakcijas produkts ir sec-propanols (propan-2-ols).

Hidratācijas reakcijā protonu pievieno saskaņā ar Markovņikova likumu vairāk hidrogenētam oglekļa atomam, jo CH 3 grupas pozitīvās induktīvās iedarbības dēļ elektronu blīvums tiek novirzīts uz šo atomu. Turklāt terciārais karbokācija, kas veidojas protona pievienošanas rezultātā, ir stabilāks nekā primārais (divu alkilgrupu ietekme).

Uzdevums Nr.5. Pamato iespēju, ka ciklopropāna bromēšanas laikā var veidoties 1,3-dibrompropāns.

Risinājuma algoritms. Molekulām, kas ir trīs vai četru locekļu gredzeni (ciklopropāns un ciklobutāns), piemīt nepiesātināto savienojumu īpašības, jo to "banānu" saišu elektroniskais stāvoklis atgādina π saiti. Tāpēc, tāpat kā nepiesātinātie savienojumi, tie tiek pakļauti pievienošanās reakcijai ar gredzena plīsumu:

Uzdevums Nr.6. Aprakstiet bromūdeņraža reakciju ar 1,3 butadiēnu. Kas šajā reakcijā ir īpašs?

Risinājuma algoritms. Ūdeņraža bromīdam reaģējot ar 1,3 butadiēnu, veidojas produkti 1,2 pievienošana (1) un 1,4 pievienošana (2):

Produkta (2) veidošanās ir saistīta ar π-elektronu mākoņa klātbūtni konjugētajā sistēmā, kas ir kopīgs visai molekulai, kā rezultātā tas nonāk elektrofīlā pievienošanās reakcijā (A E - reakcija) viss bloks:

Uzdevums Nr.7. Aprakstiet benzola bromēšanas reakcijas mehānismu.

Risinājuma algoritms. Aromātiskajiem savienojumiem, kas satur slēgtu konjugētu elektronisku sistēmu un kuriem tādēļ ir ievērojama stiprība, raksturīgas elektrofīlās aizvietošanas reakcijas. Palielināts elektronu blīvums abās gredzena pusēs pasargā to no nukleofīlo reaģentu uzbrukuma un, otrādi, atvieglo katjonu un citu elektrofīlo reaģentu uzbrukuma iespēju.

Benzola mijiedarbība ar halogēniem notiek katalizatoru - AlCl 3, FeCl 3 (tā saukto Lūisa skābju) klātbūtnē. Tie izraisa halogēna molekulas polarizāciju, pēc kuras tā uzbrūk benzola gredzena π elektroniem:

π-komplekss σ-komplekss

Sākotnēji veidojas π-komplekss, kas lēnām pārvēršas par σ-kompleksu, kurā broms veido kovalento saiti ar vienu no oglekļa atomiem uz divu no sešiem aromātiskā gredzena elektroniem rēķina. Četri atlikušie π elektroni ir vienmērīgi sadalīti starp pieciem oglekļa gredzena atomiem; σ-komplekss ir mazāk labvēlīga struktūra aromātiskuma zuduma dēļ, kas tiek atjaunots, atbrīvojoties protonam.

Elektrofilās aizvietošanas reakcijas aromātiskajos savienojumos ietver arī sulfonēšanu un nitrēšanu. Nitrētāja lomu pilda nitroilkatjons - NO 2+, kas veidojas koncentrētas sērskābes un slāpekļskābes mijiedarbībā (nitrēšanas maisījums); un sulfonētāja loma ir SO 3 H + katjons vai sēra oksīds (IV), ja sulfonēšanu veic ar oleumu.

Risinājuma algoritms. Savienojumu aktivitāte SE reakcijās ir atkarīga no elektronu blīvuma aromātiskajā kodolā (tieša saistība). Šajā sakarā vielu reaktivitāte būtu jāapsver saistībā ar aizvietotāju un heteroatomu elektronisko iedarbību.

Aminogrupa anilīnā uzrāda +M efektu, kā rezultātā palielinās elektronu blīvums benzola gredzenā un tā lielākā koncentrācija tiek novērota orto un para pozīcijās. Reakcija progresē vieglāk.

Nitrogrupai nitrobenzolā ir -I un -M efekti, tāpēc tā deaktivizē benzola gredzenu orto un para pozīcijās. Tā kā elektrofila mijiedarbība notiek vietā, kur ir vislielākais elektronu blīvums, šajā gadījumā veidojas meta-izomēri. Tādējādi elektronus nododošie aizvietotāji ir orto- un para-orientanti (pirmā veida orientanti un SE reakciju aktivatori; elektronus izvelkošie aizvietotāji ir meta-orientanti (otrā veida orientanti) SE reakciju dezaktivatori).

Piecu locekļu heterociklos (pirols, furāns, tiofēns), kas pieder pie π-pārmērības sistēmām, S E reakcijas notiek vieglāk nekā benzolā; šajā gadījumā α-pozīcija ir reaktīvāka.

Heterocikliskajās sistēmās ar piridīna slāpekļa atomu ir π-deficīts, tāpēc tajās ir grūtāk iziet elektrofīlās aizvietošanas reakcijas; šajā gadījumā elektrofils ieņem β pozīciju attiecībā pret slāpekļa atomu.

Ir dažādas organisko reakciju klasifikācijas sistēmas, kuru pamatā ir dažādas īpašības. Starp tiem ir šādas klasifikācijas:

Autors reakcijas gala rezultāts, tas ir, substrāta struktūras izmaiņas;
Autors reakcijas mehānisms, tas ir, pēc saites pārraušanas veida un reaģentu veida.

Vielas, kas mijiedarbojas organiskā reakcijā, tiek sadalītas reaģents Un substrāts. Šajā gadījumā tiek uzskatīts, ka reaģents uzbrūk substrātam.

DEFINĪCIJA

Reaģents- viela, kas iedarbojas uz objektu - substrātu - un izraisa ķīmiskās saites izmaiņas tajā. Reaģentus iedala radikālos, elektrofīlos un nukleofīlos.

DEFINĪCIJA

Substrāts, parasti tiek uzskatīta par molekulu, kas nodrošina oglekļa atomu jaunai saitei.

REAKCIJU KLASIFIKĀCIJA PĒC GALA REZULTĀTA (PAMATNES STRUKTŪRAS IZMAIŅAS)

Organiskajā ķīmijā atkarībā no gala rezultāta un substrāta struktūras izmaiņām izšķir četrus reakciju veidus: pievienošana, aizstāšana, atdalīšana, vai likvidēšana(no angļu valodas lai novērstu- noņemt, atdalīt) un pārkārtojumi (izomerizācijas)). Šī klasifikācija ir līdzīga reakciju klasifikācijai neorganiskajā ķīmijā pēc sākotnējo reaģentu un iegūto vielu skaita ar sastāva izmaiņām vai bez tās. Klasifikācija pēc gala rezultāta balstās uz formāliem kritērijiem, jo stehiometriskais vienādojums, kā likums, neatspoguļo reakcijas mehānismu. Salīdzināsim reakciju veidus neorganiskajā un organiskajā ķīmijā.

Reakcijas veids neorganiskajā ķīmijā	Piemērs	Reakcijas veids organiskajā ķīmijā	Daudzveidība un piemērs Reakcijas
1. Savienojums	C l2 + H2 = 2 H C l	Pievienošanās, izmantojot vairākus savienojumus	Hidrogenēšana
			Hidrohalogenēšana
			Halogenēšana
			Hidratācija
2. Sadalīšanās	2 H2 O=2 H2 + O2	Likvidēšana	Dehidrogenēšana
			Dehidrohalogenēšana
			Dehalogenēšana
			Dehidratācija
3. Aizstāšana	Z n + 2 H C l =ZnCl2+H2	Aizstāšana
4. Apmaiņa (īpašs gadījums - neitralizācija)	H2 S O4 + 2 N a O H=N a 2S O 4 + 2 H 2 O	īpašs gadījums - esterifikācija
5. Allotropizācija	grafīts ⇔ dimants Psarkans⇔ Pbalts P sarkans ⇔ P balts Srombs.⇔ Splast. Srombs.⇔Splastisks.	Izomerizācija	Izomerizācija alkāni

n) neaizstājot tos ar citiem.

Atkarībā no tā, kuri atomi tiek atdalīti - blakus esošie C–C vai izolēts ar diviem vai trim vai vairākiem oglekļa atomiem, C–C–C– C–, –C–C–C–C– C–, savienojumi var veidoties ar vairākas obligācijas un vai cikliskie savienojumi. Ūdeņraža halogenīdu izvadīšana no alkilhalogenīdiem vai ūdens no spirtiem notiek saskaņā ar Zaiceva likumu.

DEFINĪCIJA

Zaiceva valdīšana: ūdeņraža atoms H tiek noņemts no vismazāk hidrogenētā oglekļa atoma.

Piemēram, ūdeņraža bromīda molekula tiek izvadīta no blakus esošajiem atomiem sārma klātbūtnē, kā rezultātā veidojas nātrija bromīds un ūdens.

DEFINĪCIJA

Pārgrupēšana- ķīmiska reakcija, kuras rezultātā mainās atomu relatīvais izvietojums molekulā, vairāku saišu kustība vai mainās to daudzveidība.

Pārkārtošanu var veikt, saglabājot molekulas atomu sastāvu (izomerizāciju) vai mainot to.

DEFINĪCIJA

Izomerizācija- īpašs pārkārtošanās reakcijas gadījums, kas izraisa ķīmiska savienojuma pārvēršanos par izomēru oglekļa skeleta struktūras izmaiņu rezultātā.

Pārkārtošanās var notikt arī ar homolītisku vai heterolītisku mehānismu. Molekulārus pārkārtojumus var klasificēt pēc dažādiem kritērijiem, piemēram, pēc sistēmu piesātinājuma, pēc migrējošās grupas rakstura, pēc stereospecifiskuma u.c.. Daudzām pārkārtošanās reakcijām ir specifiski nosaukumi - Claisen pārkārtošanās, Bekmana pārkārtošanās u.c.

Izomerizācijas reakcijas tiek plaši izmantotas rūpnieciskos procesos, piemēram, naftas pārstrādē, lai palielinātu benzīna oktānskaitli. Izomerizācijas piemērs ir transformācija n-oktānskaitlis līdz izooktānam:

ORGĀNISKO REAKCIJU KLASIFIKĀCIJA PĒC REAĢENTA VEIDA

ATVIENOŠANA

Saites šķelšanās organiskajos savienojumos var būt homolītiska vai heterolītiska.

DEFINĪCIJA

Homolītiskās saites šķelšanās- šī ir sprauga, kuras rezultātā katrs atoms saņem nepāra elektronu un veidojas divas daļiņas, kurām ir līdzīga elektroniskā struktūra - brīvs radikāļi.

Homolītisks pārtraukums ir raksturīgs nepolāram vai vāji polāram saites, piemēram, C–C, Cl–Cl, C–H, un prasa lielu enerģijas daudzumu.

Iegūtie radikāļi, kuriem ir nepāra elektrons, ir ļoti reaktīvi, tāpēc ķīmiskajiem procesiem, kas notiek ar šādu daļiņu piedalīšanos, bieži vien ir “ķēdes” raksturs, tos ir grūti kontrolēt, un reakcijas rezultātā veidojas aizvietošanas produktu kopums. . Tādējādi, hlorējot metānu, aizvietošanas produkti ir hlormetāns C H3 C l CH3Cl, dihlormetāns C H2 C l2 CH2Cl2, hloroforms C H C l3 CHCl3 un oglekļa tetrahlorīds C C l4 CCl4. Reakcijas, kurās iesaistīti brīvie radikāļi, notiek caur ķīmisko saišu veidošanās apmaiņas mehānismu.

Radikāļi, kas veidojas šādas saites šķelšanās laikā, izraisa radikāls mehānisms reakcijas gaita. Radikālas reakcijas parasti notiek pie paaugstinātas temperatūras vai starojuma (piemēram, gaismas).

Pateicoties to augstajai reaktivitātei, brīvie radikāļi var negatīvi ietekmēt cilvēka ķermeni, iznīcinot šūnu membrānas, ietekmējot DNS un izraisot priekšlaicīgu novecošanos. Šie procesi galvenokārt ir saistīti ar lipīdu peroksidāciju, tas ir, polinepiesātināto skābju struktūras iznīcināšanu, kas šūnas membrānā veido taukus.

DEFINĪCIJA

Heterolītiskās saites šķelšanās- šī ir sprauga, kurā paliek elektronu pāris ar elektronnegatīvāku atomu un veidojas divas lādētas daļiņas - joni: katjons (pozitīvs) un anjons (negatīvs).

Ķīmiskajās reakcijās šīs daļiņas pilda funkcijas " nukleofīli"("phil" - no gr. būt iemīlejušamies) Un " elektrofili", veidojot ķīmisku saiti ar reakcijas partneri saskaņā ar donora-akceptora mehānismu. Nukleofīlās daļiņas nodrošina elektronu pāri, lai izveidotu jaunu saiti. Citiem vārdiem sakot,

DEFINĪCIJA

Nukleofils- ar elektroniem bagāts ķīmiskais reaģents, kas spēj mijiedarboties ar savienojumiem, kuros trūkst elektronu.

Nukleofilu piemēri ir jebkuri anjoni ( C l− , es− , N O− 3 Cl−,I−,NO3− utt.), kā arī savienojumi ar vientuļo elektronu pāri ( N H3 , H2 O NH3, H2O).

Tādējādi, kad saite tiek pārtraukta, var veidoties radikāļi vai nukleofīli un elektrofili. Pamatojoties uz to, notiek trīs organisko reakciju mehānismi.

ORGĀNISKO REAKCIJU MEHĀNISMI

Brīvo radikāļu mehānisms: reakciju sāk brīvie radikāļi, kas veidojas, kad homolītisks plīsums saites molekulā.

Tipiskākā iespēja ir hlora vai broma radikāļu veidošanās UV starojuma laikā.

1. Brīvo radikāļu aizstāšana

metāns bromometāns

Ķēdes uzsākšana

Ķēdes augšana

Atvērta ķēde

2. Brīvo radikāļu papildinājums

etēna polietilēns

Elektrofīlais mehānisms: reakciju ierosina elektrofīlās daļiņas, kuras rezultātā saņem pozitīvu lādiņu heterolītisks plīsums komunikācijas. Visi elektrofīli ir Lūisa skābes.

Šādas daļiņas aktīvi veidojas reibumā Lūisa skābes, kas uzlabo daļiņas pozitīvo lādiņu. Visbiežāk izmanto A l C l3 , F e C l3 , F e B r3 ,ZnC l2 AlCl3, FeCl3, FeBr3, ZnCl2, kas veic katalizatora funkcijas.

Elektrofilās daļiņas uzbrukuma vieta ir tās molekulas daļas, kurām ir palielināts elektronu blīvums, t.i., daudzkārtējā saite un benzola gredzens.

Elektrofīlās aizvietošanas reakciju vispārējo formu var izteikt ar vienādojumu:

1. Elektrofīlā aizstāšana

benzols brombenzols

2. Elektrofīlais savienojums

propēns 2-brompropāns

propīns 1,2-dihlorpropēns

Nesimetriskiem nepiesātinātiem ogļūdeņražiem pievienošana notiek saskaņā ar Markovņikova likumu.

DEFINĪCIJA

Markovņikova likums: pievienošana nesimetriskiem alkēniem kompleksu vielu molekulām ar nosacīto formulu HX (kur X ir halogēna atoms vai hidroksilgrupa OH–), ūdeņraža atoms tiek pievienots visvairāk hidrogenētajam (satur visvairāk ūdeņraža atomu) oglekļa atomam pie dubultsaites. , un X līdz vismazāk hidrogenētai.

Piemēram, hlorūdeņraža HCl pievienošana propēna molekulai C H3 – CH = C H2 CH3–CH=CH2.

Reakcija notiek ar elektrofilās pievienošanas mehānismu. Pateicoties elektronu ziedošanas ietekmei C H3 CH3-grupa, elektronu blīvums substrāta molekulā tiek novirzīts uz centrālo oglekļa atomu (induktīvs efekts), un pēc tam pa dubultsaišu sistēmu - uz gala oglekļa atomu C H2 CH2-grupas (mezomeriskais efekts). Tādējādi pārmērīgais negatīvais lādiņš ir lokalizēts tieši uz šī atoma. Tāpēc uzbrukums sākas ar ūdeņraža protonu H+ H+, kas ir elektrofīla daļiņa. Veidojas pozitīvi lādēts karbēna jons [C H3 – CH – C H3 ] + + , kam pievienots hlora anjons C l− Cl−.

DEFINĪCIJA

Izņēmumi no Markovņikova noteikuma: Pievienošanās reakcija notiek pretēji Markovņikova likumam, ja reakcijā ir iesaistīti savienojumi, kuros oglekļa atoms, kas atrodas blakus dubultās saites oglekļa atomam, daļēji absorbē elektronu blīvumu, tas ir, aizvietotāju klātbūtnē, kuriem ir ievērojama elektronu izņemšanas iedarbība. (–C C l3 , – C N , – C O O H(–CCl3,–CN,–COOH un utt.).

Nukleofīlais mehānisms: reakcija sākas ar nukleofīlām daļiņām ar negatīvu lādiņu, kas veidojas rezultātā heterolītisks plīsums komunikācijas. Visi nukleofili - Lūisa pamati.

Nukleofīlās reakcijās reaģentam (nukleofilam) uz viena no atomiem ir brīvs elektronu pāris un tas ir neitrāla molekula vai anjons ( H a l– , O H– , R O− , R S– , RC O O– , R– , C N – , H2 O, R O H, N H3 , RN H2 Hal–,OH–,RO–,RS–,RCOO–,R–,CN–,H2O,ROH,NH3,RNH2 un utt.).

Nukleofils uzbrūk substrāta atomam ar zemāko elektronu blīvumu (t.i., ar daļēju vai pilnīgu pozitīvu lādiņu). Pirmais solis nukleofīlās aizvietošanas reakcijā ir substrāta jonizācija, veidojot karbokāciju. Šajā gadījumā nukleofila elektronu pāra dēļ veidojas jauna saite, un vecā tiek pakļauta heterolītiskajai šķelšanai, kam seko katjona eliminācija. Nukleofīlas reakcijas piemērs ir nukleofīlā aizstāšana (simbols SN S.N.) pie piesātināta oglekļa atoma, piemēram, broma atvasinājumu sārmaina hidrolīze.

1. Nukleofīlā aizstāšana

2. Nukleofīlā pievienošana

etanāls ciānhidrīns

avots http://foxford.ru/wiki/himiya

Organisko vielu reakcijas formāli var iedalīt četros galvenajos veidos: aizstāšana, pievienošana, likvidēšana (eliminācija) un pārkārtošana (izomerizācija). Ir skaidrs, ka visu organisko savienojumu reakciju daudzveidību nevar reducēt līdz piedāvātajai klasifikācijai (piemēram, sadegšanas reakcijas). Tomēr šāda klasifikācija palīdzēs izveidot analoģijas ar reakcijām, kas notiek starp jums jau pazīstamām neorganiskām vielām.

Parasti galveno organisko savienojumu, kas iesaistīts reakcijā, sauc substrāts, un otru reakcijas komponentu parasti uzskata par reaģents.

Aizvietošanas reakcijas

Aizvietošanas reakcijas- tās ir reakcijas, kuru rezultātā viens atoms vai atomu grupa sākotnējā molekulā (substrātā) tiek aizstāti ar citiem atomiem vai atomu grupām.

Aizvietošanas reakcijas ietver piesātinātus un aromātiskus savienojumus, piemēram, alkānus, cikloalkānus vai arēnus. Sniegsim šādu reakciju piemērus.

Gaismas ietekmē ūdeņraža atomus metāna molekulā var aizstāt ar halogēna atomiem, piemēram, ar hlora atomiem:

Vēl viens piemērs ūdeņraža aizstāšanai ar halogēnu ir benzola pārvēršana brombenzolā:

Šīs reakcijas vienādojumu var uzrakstīt dažādi:

Izmantojot šo rakstīšanas veidu, virs bultiņas ir uzrakstīti reaģenti, katalizators un reakcijas apstākļi, un zem tās ir uzrakstīti neorganiskie reakcijas produkti.

Reakciju rezultātā aizvietojumi organiskajās vielās veidojas nevis vienkārši un sarežģīti vielas, tāpat kā neorganiskajā ķīmijā, un divas sarežģītas vielas.

Papildinājuma reakcijas

Papildinājuma reakcijas- tās ir reakcijas, kuru rezultātā divas vai vairākas reaģējošu vielu molekulas apvienojas vienā.

Nepiesātinātie savienojumi, piemēram, alkēni vai alkīni, tiek pakļauti pievienošanas reakcijai. Atkarībā no tā, kura molekula darbojas kā reaģents, izšķir hidrogenēšanu (vai reducēšanu), halogenēšanu, hidrohalogenēšanu, hidratāciju un citas pievienošanas reakcijas. Katrs no tiem prasa noteiktus nosacījumus.

1.Hidrogenēšana- ūdeņraža molekulas pievienošanas reakcija caur daudzkārtēju saiti:

2. Hidrohalogenēšana- ūdeņraža halogenīda pievienošanas reakcija (hidrohlorēšana):

3. Halogenēšana- halogēna pievienošanas reakcija:

4.Polimerizācija- īpašs pievienošanas reakcijas veids, kurā vielas molekulas ar mazu molekulmasu savienojas viena ar otru, veidojot vielas ar ļoti lielu molekulmasu molekulas - makromolekulas.

Polimerizācijas reakcijas ir process, kurā daudzas zemas molekulmasas vielas (monomēra) molekulas tiek apvienotas lielās polimēra molekulās (makromolekulās).

Polimerizācijas reakcijas piemērs ir polietilēna ražošana no etilēna (etēna) ultravioletā starojuma un radikālas polimerizācijas iniciatora R iedarbībā.

Organiskajiem savienojumiem raksturīgākā kovalentā saite veidojas, kad atomu orbitāles pārklājas un veidojas kopīgi elektronu pāri. Tā rezultātā veidojas abiem atomiem kopīga orbitāle, kurā atrodas kopīgs elektronu pāris. Kad saite tiek pārrauta, šo kopīgo elektronu liktenis var atšķirties.

Reaktīvo daļiņu veidi

Orbitāle ar nepāra elektronu, kas pieder vienam atomam, var pārklāties ar cita atoma orbitāli, kas satur arī nepāra elektronu. Šajā gadījumā kovalentā saite veidojas saskaņā ar apmaiņas mehānismu:

Kovalentās saites veidošanās apmaiņas mehānisms tiek realizēts, ja tiek izveidots kopīgs elektronu pāris no nepāra elektroniem, kas pieder pie dažādiem atomiem.

Process, kas ir pretējs kovalentās saites veidošanai ar apmaiņas mehānismu, ir saites šķelšanās, kurā katram atomam tiek zaudēts viens elektrons (). Tā rezultātā veidojas divas neuzlādētas daļiņas, kurām ir nepāra elektroni:

Šādas daļiņas sauc par brīvajiem radikāļiem.

Brīvie radikāļi- atomi vai atomu grupas, kurām ir nepāra elektroni.

Brīvo radikāļu reakcijas- tās ir reakcijas, kas notiek brīvo radikāļu ietekmē un piedaloties tiem.

Neorganiskās ķīmijas gaitā tās ir ūdeņraža reakcijas ar skābekli, halogēniem un degšanas reakcijas. Šāda veida reakcijas raksturo liels ātrums un liela siltuma daudzuma izdalīšanās.

Kovalento saiti var veidot arī donora-akceptora mehānisms. Viena no atoma (vai anjona) orbitālēm, kurā ir vientuļš elektronu pāris, pārklājas ar cita atoma (vai katjona) neaizņemto orbitāli, kam ir neaizņemta orbitāle, un veidojas kovalentā saite, piemēram:

Kovalentās saites pārrāvums noved pie pozitīvi un negatīvi lādētu daļiņu veidošanās (); tā kā šajā gadījumā abi elektroni no kopējā elektronu pāra paliek vienā no atomiem, otram atomam ir neaizpildīta orbitāle:

Apskatīsim skābju elektrolītisko disociāciju:

Var viegli uzminēt, ka daļiņa, kurā ir vientuļš elektronu pāris R: -, t.i., negatīvi lādēts jons, tiks piesaistīts pozitīvi lādētiem atomiem vai atomiem, uz kuriem ir vismaz daļējs vai efektīvs pozitīvais lādiņš.
Daļiņas ar vientuļiem elektronu pāriem sauc nukleofīli aģenti (kodols- “kodols”, pozitīvi lādēta atoma daļa), t.i., kodola “draugi”, pozitīvs lādiņš.

Nukleofili(Nu) - anjoni vai molekulas, kurām ir vientuļš elektronu pāris, kas mijiedarbojas ar molekulu daļām, kurām ir efektīvs pozitīvs lādiņš.

Nukleofilu piemēri: Cl - (hlorīda jons), OH - (hidroksīda anjons), CH 3 O - (metoksīda anjons), CH 3 COO - (acetāta anjons).

Daļiņām, kurām ir nepiepildīta orbitāle, gluži pretēji, ir tendence to aizpildīt, un tāpēc tās tiks piesaistītas molekulu daļām, kurām ir palielināts elektronu blīvums, negatīvs lādiņš un vientuļš elektronu pāris. Tie ir elektrofili, elektronu “draugi”, negatīvs lādiņš vai daļiņas ar paaugstinātu elektronu blīvumu.

Elektrofili- katjoni vai molekulas, kurām ir neaizpildīta elektronu orbitāle, kas tiecas to piepildīt ar elektroniem, jo tas noved pie labvēlīgākas atoma elektroniskās konfigurācijas.

Neviena daļiņa nav elektrofils ar neaizpildītu orbitāli. Piemēram, sārmu metālu katjoniem ir inertu gāzu konfigurācija un tiem nav tendence iegūt elektronus, jo tiem ir zems elektronu afinitāte.
No tā mēs varam secināt, ka, neskatoties uz nepiepildītas orbitāles klātbūtni, šādas daļiņas nebūs elektrofīlas.

Pamatreakcijas mehānismi

Ir identificēti trīs galvenie reaģējošo daļiņu veidi - brīvie radikāļi, elektrofili, nukleofili - un trīs atbilstošie reakcijas mehānismu veidi:

brīvais radikālis;
elektrofīls;
zerophilic.

Papildus reakciju klasificēšanai pēc reaģējošo daļiņu veida, organiskajā ķīmijā pēc molekulu sastāva maiņas principa izšķir četrus reakciju veidus: pievienošana, aizstāšana, atdalīšana vai eliminācija (no angļu valodas. uz likvidēt- noņemt, atdalīt) un pārkārtojumus. Tā kā pievienošana un aizstāšana var notikt visu trīs veidu reaktīvo sugu ietekmē, var izdalīt vairākas galvenaisreakciju mehānismi.

Turklāt mēs apsvērsim eliminācijas reakcijas, kas notiek nukleofīlo daļiņu - bāzu ietekmē.
6. Izslēgšana:

Alkēnu (nepiesātināto ogļūdeņražu) īpatnība ir to spēja iziet pievienošanās reakcijas. Lielākā daļa šo reakciju notiek, izmantojot elektrofīlo pievienošanas mehānismu.

Hidrohalogenēšana (halogēna pievienošana ūdeņradis):

Kad alkēnam pievieno ūdeņraža halogenīdu ūdeņradis pievieno vairāk hidrogenētajam oglekļa atoms, t.i., atoms, pie kura ir vairāk atomu ūdeņradis un halogēns - līdz mazāk hidrogenētam.