Урвалын механизм. Органик химийн урвалын механизм гэж юу вэ? Механизмаар химийн урвалын ангилал

Органик бус ба органик химийн химийн урвалын төрлүүд.

1. Химийн урвал гэдэг нь нэг бодисоос бусад бодис үүсэх процесс юм. Үйл явцын шинж чанараас хамааран химийн урвалын төрлүүд ялгагдана.

1) Эцсийн үр дүнгийн дагуу

2) Дулаан ялгаруулах буюу шингээхэд үндэслэсэн

3) Урвалын урвуу чанарт үндэслэсэн

4) Урвалж буй бодисыг бүрдүүлдэг атомуудын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтөд үндэслэсэн

Эцсийн үр дүнгээс харахад дараах төрлийн урвалууд байна.

A) Орлуулах: RH+Cl 2 →RCl+HCl

B) Нэвтрэх: CH 2 =CH 2 +Cl 2 →CH 2 Cl-CH 2 Cl

B) Устгах: CH 3 -CH 2 OH → CH 2 =CH 2 +H 2 O

D) Задаргаа: CH 4 →C+2H 2

D) Изомержилт

E) Солилцоо

G) Холболт

Задрах урвалнэг бодисоос хоёр буюу түүнээс дээш бусад бодис үүсэх үйл явц юм.

Солилцооны урвалурвалд орж буй бодисууд бүрэлдэхүүн хэсгүүдээ солилцох үйл явц юм.

Орлуулах урвалуудэнгийн бөгөөд нарийн төвөгтэй бодисуудын оролцоотойгоор үүсдэг бөгөөд үүний үр дүнд шинэ энгийн, нарийн төвөгтэй бодисууд үүсдэг.

Үр дүнд нь нийлмэл урвалуудхоёр ба түүнээс дээш бодисоос нэг шинэ бодис үүсдэг.

Дулаан ялгаруулалт эсвэл шингээлтээс хамааран дараахь төрлийн урвалууд байдаг.

A) Экзотермик

B) Эндотермик

Экзотермик -Эдгээр нь дулаан ялгарах үед үүсдэг урвалууд юм.

Эндотермик- эдгээр нь хүрээлэн буй орчноос дулаан шингээх үед үүсдэг урвал юм.

Урвалтаас хамааран урвалууд нь дараахь төрлүүдтэй байна.

A) Буцах боломжтой

B) эргэлт буцалтгүй

Зөвхөн нэг чиглэлд явж, анхны урвалжууд эцсийн бодис болж бүрэн хувирч дуусдаг урвалыг гэнэ. эргэлт буцалтгүй.

Буцах боломжтойХоёр эсрэг чиглэлд нэгэн зэрэг явагдах урвалыг нэрлэдэг.

Урвалж буй бодисыг бүрдүүлдэг атомуудын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтийг үндэслэн дараах төрлийн урвалууд байдаг.

A) Redox

Атомуудын исэлдэлтийн төлөв өөрчлөгдөхөд үүсдэг (электронууд нэг атом, молекул эсвэл ионоос нөгөөд шилжих) урвалыг гэнэ. redox.

2. Урвалын механизмын дагуу урвалыг ион ба радикал гэж хуваадаг.

Ионы урвалууд- химийн бондын гетеролитик задралын үр дүнд ионуудын харилцан үйлчлэл (хос электронууд бүхэлдээ "фрагментуудын" аль нэгэнд очдог).

Ионы урвалууд нь хоёр төрлийн (урвалжийн төрлөөс хамааран):

A) электрофил - электрофилтэй урвалын үед.

Электрофиль– зарим атом дахь электроны нягтрал багассан чөлөөт тойрог буюу төвтэй бүлэг (жишээ нь: H +, Cl - эсвэл AlCl 3)

B) Нуклеофиль - нуклеофильтэй харилцан үйлчлэх үед

нуклеофил -дан электрон хостой сөрөг цэнэгтэй ион буюу молекул (одоогоор химийн холбоо үүсэхэд оролцоогүй).

(Жишээ нь: F - , Cl - , RO - , I -).

Бодит химийн процессыг энгийн механизмаар тайлбарлах нь ховор байдаг. Химийн үйл явцыг молекулын кинетик талаас нь нарийвчлан судлах нь тэдгээрийн ихэнх нь радикал гинжин механизмын дагуу явагддаг болохыг харуулж байна гинжин урвалын онцлог нь завсрын үе шатанд чөлөөт радикалууд үүсдэг (богино хугацааны амьдралтай молекулуудын тогтворгүй хэсгүүд); , бүгд үнэ төлбөргүй харилцах боломжтой.

Амьд организм дахь шаталт, дэлбэрэлт, исэлдэлт, фотохимийн урвал, биохимийн урвалууд нь гинжин механизмаар дамждаг.

Гинжин систем нь хэд хэдэн үе шаттай:

1) гинжин бөөмжилт - гинжин урвалын үе шат, үүний үр дүнд чөлөөт радикалууд валентаар ханасан молекулуудаас үүсдэг.

2) гинжин хэлхээний үргэлжлэл - хэлхээний гинжин хэлхээний үе шат, чөлөөт үе шатуудын нийт тоог хадгалах замаар үргэлжлүүлнэ.

3) гинжин хэлхээний тасалдал - чөлөөт холбоог арилгахад хүргэдэг гинжин хэлхээний анхан шатны үе шат.

Салбарласан ба салаалаагүй гинжин урвалууд байдаг.

Гинжин хэлхээний хамгийн чухал ойлголтуудын нэг юм гинжний урт- чөлөөт радикал үүссэний дараа түүнийг алга болох хүртэл гинжин хэлхээний үргэлжилсэн үндсэн үе шатуудын дундаж тоо.

Жишээ нь: Устөрөгчийн хлоридын нийлэгжилт

1) CL 2 нь квант энерги болон радикал 2-ын дүрсийг шингээдэг: CL 2 +hv=CL * +CL *

2) идэвхтэй бөөмс нь m-молекул H 2-тэй нэгдэж устөрөгчийн хлорид ба идэвхтэй бөөмс H 2: CL 1 + H 2 = HCL + H *

3)CL 1 +H 2 =HCL+CL * гэх мэт.

6)H * +CL * =HCL - нээлттэй хэлхээ.

Салбар механизм:

F * +H 2 =HF+H * гэх мэт.

Усанд энэ нь илүү төвөгтэй байдаг - OH *, O * радикалууд ба H * радикалууд үүсдэг.

Ионжуулагч цацрагийн нөлөөн дор үүсэх урвалууд: рентген туяа, катодын туяа гэх мэт. радиохимийн гэж нэрлэдэг.

Молекулуудын цацраг туяатай харилцан үйлчлэлийн үр дүнд хамгийн идэвхтэй тоосонцор үүсэх үед молекулуудын задрал ажиглагдаж байна.

Ийм урвал нь бөөмсийг дахин нэгтгэх, тэдгээрийн өөр өөр хослол бүхий бодис үүсэхийг дэмждэг.

Үүний жишээ бол пуужингийн түлшний бүрэлдэхүүн хэсэг болох гидразин N 2 H 4 юм. Сүүлийн үед γ-туяанд өртсөний үр дүнд аммиакаас гидразин авах оролдлого хийж байна.

NH 3 → NH 2 * + H*

2NH 2 *→ N 2 H 4

Усны радиолиз гэх мэт радиохимийн урвалууд нь организмын амьдралд чухал үүрэгтэй.

Уран зохиол:

1. Ахметов, Н.С. Ерөнхий ба органик бус хими / N.S. - 3 дахь хэвлэл. – М.: Дээд сургууль, 2000. – 743 х.

Коровин Н.В. Ерөнхий хими / N.V. Коровин. – М.: Дээд сургууль, 2006. – 557 х.
Кузьменко Н.Е. Химийн богино курс / N.E. Кузьменко, В.В.Эремин, В.А. Попков. – М.: Дээд сургууль, 2002. – 415 х.
Зайцев, О.С. Ерөнхий хими. Бодисын бүтэц, химийн урвал / O.S. - М.: Хими, 1990.
Карапетянц, М.Х. Бодисын бүтэц / М.Х. Карапетянц, С.И.Дракин. - М.: Дээд сургууль, 1981 он.
Cotton F. Органик бус химийн үндэс / F. Cotton, J. Wilkinson. - М.: Мир, 1981.
Угай, Я.А. Ерөнхий ба органик бус хими / Я.А.Угай. – М.: Дээд сургууль, 1997 он.

Органик урвалын механизмууд

Параметрийн нэр	Утга
Нийтлэлийн сэдэв:	Органик урвалын механизмууд
Рубрик (сэдэвчилсэн ангилал)	Боловсрол

Урвалын ангилал

Органик нэгдлүүд оролцдог дөрвөн үндсэн урвал байдаг: орлуулах (шилжүүлэх), нэмэх, арилгах (арилгах), дахин зохион байгуулалт.

3.1 Орлуулах урвалууд

Эхний төрлийн урвалын хувьд орлуулалт нь ихэвчлэн нүүрстөрөгчийн атом дээр явагддаг боловч орлуулсан атом нь устөрөгчийн атом эсвэл бусад атом эсвэл атомын бүлэг байх ёстой. Электрофилийн орлуулалтын үед устөрөгчийн атомыг ихэвчлэн сольдог; Жишээ нь сонгодог үнэрт орлуулалт юм:

Нуклеофилийн орлуулалтын үед устөрөгчийн атом биш, харин бусад атомууд, жишээлбэл:

NC - + R−Br → NC−R +BR -

3.2 Нэмэх урвалууд

Нэмэлт урвал нь процессыг эхлүүлж буй зүйлийн төрлөөс хамааран электрофил, нуклеофиль эсвэл радикал байж болно. Энгийн нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар бондыг ихэвчлэн электрофил эсвэл радикалаар өдөөдөг. Жишээлбэл, HBr-ийн нэмэлт

Н+ протон эсвэл Br· радикалаар давхар бондын довтолгооноос эхэлж болно.

3.3 Устгах урвал

Устгах урвал нь үндсэндээ нэмэлт урвалын эсрэг байдаг; Ийм урвалын хамгийн түгээмэл төрөл бол хөрш нүүрстөрөгчийн атомуудаас устөрөгчийн атом болон өөр атом эсвэл бүлгийг устгах замаар алкен үүсгэдэг.

3.4 Зохицуулах урвалууд

Завсрын нэгдлүүд болох катион, анион эсвэл радикалуудаар дамжин өөрчлөгддөг; Ихэнх тохиолдолд эдгээр урвалууд нь карбокатууд эсвэл бусад электрон дутагдалтай бөөмс үүсэх үед тохиолддог. Дахин зохион байгуулалт нь нүүрстөрөгчийн араг ясны бүтцийн томоохон өөрчлөлттэй холбоотой байж болно. Ийм урвал дахь дахин зохион байгуулалтын үе шат нь ихэвчлэн орлуулах, нэмэх эсвэл арилгах алхмуудыг дагаж, тогтвортой эцсийн бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг.

Химийн урвалыг үе шатаар нь нарийвчлан тайлбарлахыг ихэвчлэн механизм гэж нэрлэдэг. Цахим үүднээс авч үзвэл химийн урвалын механизмыг молекул дахь ковалент холбоог таслах арга, урвалд орж буй бодисууд урвалын бүтээгдэхүүн болохоос өмнө дамждаг төлөв байдлын дараалал гэж ойлгодог.

4.1 Чөлөөт радикалуудын урвал

Чөлөөт радикал урвал гэдэг нь хосгүй электронтой молекулууд оролцдог химийн процесс юм. Чөлөөт радикалуудын урвалын зарим шинж чанарууд нь бусад төрлийн урвалуудтай харьцуулахад өвөрмөц байдаг. Гол ялгаа нь чөлөөт радикалуудын олон урвал нь гинжин урвал юм. Энэ нь нэг реактив зүйлийг бий болгосноор олон молекулыг дахин давтагдах процессоор бүтээгдэхүүн болгон хувиргах механизм байдаг гэсэн үг юм. Ердийн жишээг дараах таамаглалын механизмыг ашиглан дүрсэлсэн болно.

Энэ тохиолдолд A· урвалын завсрын урвал үүсэх үе шатыг ихэвчлэн эхлэл гэж нэрлэдэг. Энэ үе шат нь хэт ягаан туяа эсвэл хэт ислийн нөлөөн дор, туйлшралгүй уусгагчд өндөр температурт явагддаг. Энэ жишээний дараагийн дөрвөн тэгшитгэл нь хоёр урвалын дарааллыг давтана; тэдгээр нь гинжин хэлхээний хөгжлийн үе шатыг төлөөлдөг. Гинжин урвалууд нь гинжин хэлхээний уртаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь эхлэлийн үе шат бүрийн хөгжлийн үе шатуудын тоотой тохирч байна. Хоёрдахь үе шат нь нэгдлийн нийлэгжилт, өөрчлөлтийн гинжин хэлхээг үргэлжлүүлэх шинэ радикал үүсэх үед тохиолддог. Сүүлчийн алхам бол гинжин хэлхээг таслах үе шат бөгөөд үүнд гинжин хэлхээний урагшлахад шаардлагатай урвалын завсрын аль нэгийг устгах аливаа урвал орно. Гинжийг таслах үе шат олон байх тусам гинжний урт богиносдог.

Чөлөөт радикал урвалууд: 1) гэрэлд, өндөр температурт эсвэл бусад бодис задрах явцад үүссэн радикалуудын дэргэд; 2) чөлөөт радикалуудтай амархан урвалд ордог бодисоор дарангуйлагдсан; 3) туйлшралгүй уусгагч эсвэл уурын үе шатанд тохиолддог; 4) урвал эхлэхээс өмнө ихэвчлэн автокаталитик ба индукцийн хугацаатай байх; 5) кинетикийн хувьд тэдгээр нь гинж юм.

Радикал орлуулах урвал нь алканд, харин радикал нэмэх урвал нь алкен ба алкинд хамаарна.

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

Чөлөөт радикалуудыг хооронд нь холбож, гинжин хэлхээг таслах нь голчлон реакторын хананд тохиолддог.

4.2 Ионы урвалууд

Энэ нь тохиолддог урвалууд гетеролитикхолбоо тасрах, ионы төрлийн завсрын хэсгүүд үүсэхийг ионы урвал гэж нэрлэдэг.

Ионы урвал явагдана: 1) катализатор (хүчил эсвэл суурь ба гэрлийн болон чөлөөт радикалууд, ялангуяа хэт исэл задралаас үүсэх нөлөөнд автдаггүй); 2) чөлөөт радикал устгагчид өртөөгүй; 3) уусгагчийн шинж чанар нь урвалын явцад нөлөөлдөг; 4) уурын үе шатанд ховор тохиолддог; 5) кинетикийн хувьд тэдгээр нь голчлон нэгдүгээр буюу хоёрдугаар эрэмбийн урвалууд юм.

Молекулд үйлчилж буй урвалжийн шинж чанараас хамааран ионы урвалыг дараахь байдлаар хуваана. электрофилТэгээд нуклеофиль. Нуклеофилийн орлуулах урвал нь алкил ба арилгал галидын шинж чанар юм.

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

электрофил орлуулах – катализаторын дэргэд алкануудын хувьд

CH 3 -CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 → CH 3 -CH(CH 3)-CH 2 -CH 3

болон аренууд.

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

Электрофилийн нэмэлт урвал нь алкенуудын онцлог шинж юм

CH 3 -CH=CH 2 + Br 2 → CH 3 -CHBr-CH 2 Br

ба алкинууд,

CH≡CH + Cl 2 → CHCl=CHCl

нуклеофилийн нэмэлт - алкины хувьд.

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

Органик урвалын механизм - ойлголт, төрлүүд. "Органик урвалын механизм" ангиллын ангилал, онцлог 2017, 2018 он.

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

Нэмэлт урвалууд

Ийм урвал нь олон (давхар эсвэл гурвалсан) холбоо агуулсан органик нэгдлүүдийн хувьд ердийн зүйл юм. Энэ төрлийн урвалд галоген, галоген устөрөгч, усыг алкен, алкинд нэмэх урвал орно.

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

Устгах урвал

Эдгээр нь олон тооны холбоо үүсэхэд хүргэдэг урвал юм. Устөрөгчийн галид ба усыг устгах үед Зайцевын дүрмээр тодорхойлсон урвалын тодорхой сонгомол байдал ажиглагддаг бөгөөд үүний дагуу устөрөгчийн атом цөөхөн байдаг нүүрстөрөгчийн атомаас устөрөгчийн атомыг арилгадаг. Жишээ урвал

CH3-CH(Cl)-CH 2 -CH 3 + KOH →CH 3 -CH=CH-CH 3 + HCl

Полимержилт ба поликонденсаци

n(CH 2 =CHCl)  (-CH 2 -CHCl)n

Redox

Исэлдэлтийн урвалын хамгийн хүчтэй нь шаталт бөгөөд бүх төрлийн органик нэгдлүүдийн урвалын шинж чанар юм. Энэ тохиолдолд шаталтын нөхцлөөс хамааран нүүрстөрөгчийг исэлдүүлэн С (төө тортог), CO эсвэл CO 2, устөрөгчийг ус болгон хувиргадаг. Гэсэн хэдий ч органик химичүүдийн хувьд шаталтаас хамаагүй зөөлөн нөхцөлд явагддаг исэлдэлтийн урвалууд ихээхэн сонирхол татдаг. Ашигласан исэлдүүлэгч бодисууд: Br2-ийн усан дахь уусмал эсвэл CCl 4 дахь Cl2; Ус эсвэл шингэрүүлсэн хүчил дэх KMnO 4; зэсийн исэл; мөнгө (I) эсвэл зэсийн (II) шинэхэн тунасан гидроксид.

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

Эфиржилт (ба түүний урвуу гидролизийн урвал)

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

Цикл ачаалал

Ө Р Ү Р

‖ + ‖ → ǀ ǀ

R Y R-Y

‖ + →

11. Органик урвалыг механизмаар нь ангилах. Жишээ.

Урвалын механизм нь химийн урвалын нарийвчилсан алхам алхмаар тайлбарыг агуулдаг. Үүний зэрэгцээ ямар ковалент холбоо ямар дарааллаар, ямар аргаар тасарсан нь тогтоогддог. Урвалын явцад шинэ холбоо үүсэхийг яг адилхан нарийн тодорхойлсон байдаг. Урвалын механизмыг авч үзэхдээ юуны өмнө урвалд орж буй молекул дахь ковалент холбоог таслах аргад анхаарлаа хандуулаарай. Ийм хоёр арга байдаг - гомолитик ба гетеролитик.

Радикал урвалковалент холбоог гомолитик (радикал) задлах замаар үргэлжлүүлнэ:

Туйл бус эсвэл бага туйлттай ковалент холбоо (C–C, N–N, C–H) нь өндөр температурт эсвэл гэрлийн нөлөөн дор радикал задралд ордог. CH 3 радикал дахь нүүрстөрөгч нь 7 гадаад электронтой (CH 4 дахь тогтвортой октет бүрхүүлийн оронд). Радикалууд нь тогтворгүй байдаг, тэд алга болсон электроныг (хос хүртэл эсвэл октет хүртэл) авах хандлагатай байдаг. Тогтвортой бүтээгдэхүүн бий болгох нэг арга бол димеризаци (хоёр радикалын хослол) юм.

CH 3 + CH 3 CH 3 : CH 3,

Н + Н Н : Н.

Радикал урвалууд - Эдгээр нь жишээлбэл, алканыг хлоржуулах, бромжуулах, нитржүүлэх урвалууд юм.

Ионы урвалууд гетеролитик бондын задралын үед үүсдэг. Энэ тохиолдолд нүүрстөрөгчийн атомын цэнэгтэй богино хугацааны органик ионууд - карбокатион ба карбанионууд завсрын байдлаар үүсдэг. Ионы урвалын үед холболтын электрон хос нь салдаггүй, харин атомуудын аль нэгэнд бүрэн шилжиж, түүнийг анион болгон хувиргадаг.

Хүчтэй туйлширсан (H–O, C–O) ба амархан туйлширдаг (C–Br, C–I) холбоо нь гетеролитик задралд өртөмтгий байдаг.

Ялгах нуклеофилийн урвалууд (нуклеофиль– цөмийг хайж, электрон дутагдалтай газар) ба электрофил урвалууд (электрофилэлектрон хайж байна). Тодорхой урвал нь нуклеофиль эсвэл электрофил гэсэн мэдэгдэл нь урвалжийг үргэлж хэлдэг. Урвалж– илүү энгийн бүтэцтэй урвалд оролцдог бодис. Субстрат– илүү нарийн бүтэцтэй эхлэлийн бодис. Гарч буй бүлэгнь нүүрстөрөгчтэй холбогдсон сольж болох ион юм. Урвалын бүтээгдэхүүн– шинэ нүүрстөрөгч агуулсан бодис (урвалын тэгшитгэлийн баруун талд бичигдсэн).

TO нуклеофилийн урвалжууд(нуклеофиль) нь сөрөг цэнэгтэй ионууд, ганц хос электронтой нэгдлүүд, нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн давхар холбоо бүхий нэгдлүүд орно. TO электрофил урвалжууд(электрофиль) нь эерэг цэнэгтэй ионууд, дүүргэгдээгүй электрон бүрхүүлтэй нэгдлүүд (AlCl 3, BF 3, FeCl 3), карбонилийн бүлэгтэй нэгдлүүд, галогенууд орно. Электрофиль гэдэг нь шинэ холбоо үүсгэх явцад хос электрон авч чаддаг аливаа атом, молекул, ион юм. Ионы урвалын хөдөлгөгч хүч нь эсрэг цэнэгтэй ионууд эсвэл өөр өөр молекулуудын хэсгүүдийн хэсэгчилсэн цэнэгтэй (+ ба –) харилцан үйлчлэл юм.

Органик бодисын урвалыг албан ёсоор дөрвөн үндсэн төрөлд хувааж болно. орлуулах, нэмэх, арилгах (арилгах), дахин зохион байгуулах (изомержих). Мэдээжийн хэрэг, органик нэгдлүүдийн бүх төрлийн урвалыг санал болгож буй ангилалд (жишээлбэл, шаталтын урвал) бууруулах боломжгүй юм. Гэсэн хэдий ч ийм ангилал нь танд аль хэдийн танил болсон органик бус бодисуудын хооронд үүсэх урвалын аналогийг бий болгоход тусална.

Ихэвчлэн урвалд оролцдог үндсэн органик нэгдлүүдийг нэрлэдэг субстрат, болон бусад урвалын бүрэлдэхүүнийг уламжлалт байдлаар авч үздэг урвалж.

Орлуулах урвалууд

Орлуулах урвалууд- эдгээр нь анхны молекул (субстрат) дахь нэг атом эсвэл бүлэг атомыг бусад атом эсвэл атомын бүлгээр солиход хүргэдэг урвалууд юм.

Орлуулах урвал нь алкан, циклоалкан эсвэл арен зэрэг ханасан, үнэрт нэгдлүүдийг агуулдаг. Ийм хариу үйлдэл үзүүлэх жишээг өгье.

Гэрлийн нөлөөн дор метан молекул дахь устөрөгчийн атомыг галоген атомаар, жишээлбэл, хлорын атомаар сольж болно.

Устөрөгчийг галогенээр солих өөр нэг жишээ бол бензолыг бромбензол болгон хувиргах явдал юм.

Энэ урвалын тэгшитгэлийг өөрөөр бичиж болно.

Энэ бичгийн хэлбэрээр урвалж, катализатор, урвалын нөхцлийг сумны дээр, органик бус урвалын бүтээгдэхүүнийг доор бичнэ.

Урвалын үр дүнд Органик бодис дахь орлуулалт нь энгийн бөгөөд төвөгтэй биш үүсдэг бодис, органик бус химийн нэгэн адил ба хоёр нарийн төвөгтэй бодисууд.

Нэмэлт урвалууд

Нэмэлт урвалууд- эдгээр нь урвалд орж буй бодисын хоёр ба түүнээс дээш молекулууд нэг болж нийлдэг урвалууд юм.

Алкен эсвэл алкин зэрэг ханаагүй нэгдлүүд нэмэлт урвалд ордог. Аль молекул нь урвалж болж байгаагаас хамааран устөрөгчжүүлэх (эсвэл багасгах), галогенжүүлэх, гидрогалогенжүүлэх, усжуулах болон бусад нэмэлт урвалуудыг ялгадаг. Тэд тус бүр нь тодорхой нөхцлийг шаарддаг.

1.Устөрөгчжүүлэлт- олон тооны холбоогоор устөрөгчийн молекул нэмэх урвал:

2. Гидрогалогенжилт- галоген устөрөгч нэмэх урвал (гидрохлоржуулах):

3. Галогенжилт- галоген нэмэх урвал:

4.Полимержилт- жижиг молекул жинтэй бодисын молекулууд хоорондоо нийлж маш өндөр молекул жинтэй бодисын молекулуудыг үүсгэдэг нэмэлт урвалын тусгай төрөл - макромолекулууд.

Полимержих урвал нь бага молекул жинтэй бодисын олон молекулыг (мономер) полимерийн том молекул (макромолекул) болгон нэгтгэх үйл явц юм.

Полимержих урвалын жишээ бол хэт ягаан туяаны нөлөөн дор этилен (этен) -ээс полиэтилен гаргаж авах ба радикал полимержилтийг санаачлагч Р.

Органик нэгдлүүдийн хамгийн онцлог шинж чанартай ковалент холбоо нь атомын орбиталууд давхцаж, электрон хосууд үүсэх үед үүсдэг. Үүний үр дүнд хоёр атомын нийтлэг тойрог зам үүсдэг бөгөөд үүнд нийтлэг электрон хос байрладаг. Бонд тасрах үед эдгээр хуваалцсан электронуудын хувь заяа өөр байж болно.

Реактив хэсгүүдийн төрлүүд

Нэг атомд хамаарах хосгүй электронтой тойрог зам нь хосгүй электрон агуулсан өөр атомын орбитальтай давхцаж болно. Энэ тохиолдолд солилцооны механизмын дагуу ковалент холбоо үүсдэг.

Ковалентын холбоо үүсэх солилцооны механизм нь өөр өөр атомуудад хамаарах хосгүй электронуудаас нийтлэг электрон хос үүссэн тохиолдолд хэрэгждэг.

Солилцооны механизмаар ковалент холбоо үүсэхийн эсрэг үйл явц нь атом бүрт нэг электрон алдагдах бондын задрал юм (). Үүний үр дүнд хосгүй электронтой хоёр цэнэггүй бөөмс үүсдэг.

Ийм бөөмсийг чөлөөт радикалууд гэж нэрлэдэг.

Чөлөөт радикалууд- хосгүй электронтой атомууд эсвэл бүлэг атомууд.

Чөлөөт радикал урвал- эдгээр нь чөлөөт радикалуудын нөлөөн дор, оролцоотойгоор тохиолддог урвалууд юм.

Органик бус химийн явцад эдгээр нь устөрөгчийн хүчилтөрөгч, галоген, шаталтын урвал юм. Энэ төрлийн урвал нь өндөр хурдтай, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг онцлогтой.

Ковалентын холбоог донор-хүлээн авагч механизмаар ч үүсгэж болно. Ганц хос электронтой атомын (эсвэл анионы) орбиталуудын нэг нь орбиталгүй өөр атомын (эсвэл катион) орбиталтай давхцаж, ковалент холбоо үүсдэг, жишээлбэл:

Ковалентын холбоо тасрах нь эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бөөмс үүсэхэд хүргэдэг (); Энэ тохиолдолд нийтлэг электрон хосын электрон хоёулаа атомуудын аль нэгэнд үлддэг тул нөгөө атом нь дүүргэгдээгүй орбитальтай байна:

Хүчлийн электролитийн диссоциацийг авч үзье.

Ганц хос электрон R: -тэй, өөрөөр хэлбэл сөрөг цэнэгтэй ионтой бөөмс эерэг цэнэгтэй атомууд эсвэл дор хаяж хэсэгчилсэн эсвэл үр дүнтэй эерэг цэнэгтэй атомуудад татагдана гэдгийг амархан тааж болно.
Ганц хос электронтой бөөмсийг нэрлэдэг нуклеофиль бодисууд (цөм- "цөм", атомын эерэг цэнэгтэй хэсэг), өөрөөр хэлбэл цөмийн "найзууд", эерэг цэнэг.

Нуклеофилууд(Ну) - үр дүнтэй эерэг цэнэгтэй молекулын хэсгүүдтэй харилцан үйлчилдэг ганц хос электронтой анионууд эсвэл молекулууд.

Нуклеофилийн жишээ: Cl - (хлоридын ион), OH - (гидроксидын анион), CH 3 O - (метоксидын анион), CH 3 COO - (ацетатын анион).

Дүүргээгүй тойрог замтай бөөмс нь эсрэгээрээ түүнийг дүүргэх хандлагатай байдаг тул электрон нягтрал ихэссэн, сөрөг цэнэгтэй, дан электрон хостой молекулуудын хэсгүүдэд татагдах болно. Эдгээр нь электрофилууд, электронуудын "найзууд", сөрөг цэнэгүүд эсвэл электрон нягтрал ихтэй бөөмс юм.

Электрофиль- дүүргэгдээгүй электрон тойрог замтай катионууд эсвэл молекулууд үүнийг электроноор дүүргэх хандлагатай байдаг, учир нь энэ нь атомын илүү таатай электрон тохиргоонд хүргэдэг.

Ямар ч бөөм нь дүүргэгдээгүй тойрог замтай электрофил биш юм. Жишээлбэл, шүлтлэг металлын катионууд нь инертийн хийн бүтэцтэй бөгөөд электрон авах хандлагатай байдаггүй, учир нь тэдгээр нь бага байдаг. электрон хамаарал.
Эндээс бид дүүргэгдээгүй тойрог зам байгаа хэдий ч ийм бөөмс нь электрофил биш болно гэж дүгнэж болно.

Урвалын үндсэн механизмууд

Чөлөөт радикалууд, электрофилууд, нуклеофилууд гэсэн үндсэн гурван төрлийн урвалж бөөмс ба холбогдох гурван төрлийн урвалын механизмыг тодорхойлсон.

чөлөөт радикал;
электрофил;
тэг фил.

Органик химийн хувьд урвалыг урвалж буй хэсгүүдийн төрлөөр ангилахаас гадна молекулуудын найрлагыг өөрчлөх зарчмын дагуу дөрвөн төрлийн урвалыг ялгадаг: нэмэлт, орлуулах, салгах, устгах (англи хэлнээс. руу арилгах- арилгах, хуваах) болон дахин зохион байгуулалт. Бүх гурван төрлийн реактив зүйлийн нөлөөн дор нэмэх, орлуулах боломжтой тул хэд хэдэн зүйлийг ялгаж салгаж болно. голурвалын механизмууд.

Нэмж дурдахад бид нуклеофилийн тоосонцор - суурийн нөлөөн дор үүсдэг арилгах урвалыг авч үзэх болно.
6. Устгах:

Алкенуудын (ханаагүй нүүрсустөрөгч) өвөрмөц шинж чанар нь нэмэлт урвалд орох чадвар юм. Эдгээр урвалын ихэнх нь электрофил нэмэлт механизмаар явагддаг.

Гидрогалогенжилт (галоген нэмэх устөрөгч):

Устөрөгчийн галогенийг алкенд нэмэхэд устөрөгч нь илүү устөрөгчжүүлсэн нэгийг нэмдэг нүүрстөрөгчийн атом, өөрөөр хэлбэл илүү олон атом байдаг атом устөрөгч, галоген - бага устөрөгчжүүлсэн.

Урвалын ангилал Эхлэх ба эцсийн бодисын тоогоор: 1. Нэмэх 2. Устгах (арилгах) 3. Орлуулах

Урвалын ангилал Холбоо тасрах механизмаар: 1. Гомолит (радикал) радикалууд 2. Гетеролитик (ион) ионууд

Урвалын механизм Механизм гэдэг нь химийн урвалын үе шатуудын нарийвчилсан тайлбар бөгөөд завсрын бүтээгдэхүүн, тоосонцорыг заана. Урвалын схем: Урвалын механизм:

Урвалжийн төрлөөр урвалын ангилал 1. Радикал Хослогдоогүй электронтой химийн идэвхтэй бөөмсийг радикал гэнэ. 2. Электрофиль Электрофиль гэдэг нь электрон дутагдалтай бөөм буюу молекул бөгөөд электрон дутагдалтай атом юм. 3. Нуклеофиль нуклеофиль нь дан электрон хостой атом бүхий анион буюу саармаг молекул юм.

Органик бодис дахь химийн бондын төрөл Бондын үндсэн төрөл нь ковалент (бага түгээмэл ион) Сигма холбоо (σ-): Пи холбоо (-)

ALKANES - алифат (өөх) нүүрсустөрөгч "Алифатос" - тос, өөх тос (Грек). Cn. H 2 n+2 Ханасан нүүрсустөрөгчид

Гомологийн цуврал: CH 4 - метан C 2 H 6 - этан C 3 H 8 - пропан C 4 H 10 - бутан C 5 H 12 - пентан гэх мэт. C 6 H 14 - гексан C 7 H 16 - гептан С 8 H 18 - октан C 9 H 20 - нонан C 10 H 22 - декан ба C 390 H 782 - контактгүй (1985)

Метан молекулын атом-орбитал загвар Метан молекул дахь нүүрстөрөгчийн атом нь S ба P-орбиталгүй болсон! Түүний 4 эрлийз SP 3 орбитал нь энерги болон хэлбэрийн хувьд устөрөгчийн атомын S орбиталуудтай 4 холбоо үүсгэдэг. H H 4 холбоо

Нитратжуулалтын урвал Коновалов Дмитрий Петрович (1856 -1928) 1880. Алкан гэж тооцогддог "химийн үхсэн" -ийг сэргээх анхны амжилттай оролдлого. Би алканыг нитратжуулах нөхцлийг олсон. Цагаан будаа. Эх сурвалж: http: //зураг. yandex. ru.

Химийн шинж чанар I. C-H холбоо тасрах урвал (орлуулах урвал): 1. галогенжих 2. нитратжилт 3. сульфохлоржуулах II. С-С холбоо тасрах урвал: 1. шаталт 2. хагарал 3. изомержилт

Хэрхэн химич олох вэ? Хэрэв та химич олохыг хүсвэл эрвээхэй ба ионжоогүй гэж юу болохыг асуугаарай. Хэрэв тэр үслэг амьтан, хөдөлмөрийн зохион байгуулалтын талаар ярьж эхэлбэл тайван орхи. Шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолч, шинжлэх ухааныг сурталчлагч Исаак Азимов (1920-1992) Зураг. Эх сурвалж: http: //зураг. yandex. ru.

1. Галогенжих урвал Хлоржуулах: RH + Cl 2 hv RCl + HCl Бромжилт: RH + Br 2 hv RBr + HBr Жишээлбэл, метаныг хлоржуулах: CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl

Чөлөөт радикал механизмын үе шатууд Урвалын схем: CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + HCl Урвалын механизм: I. Гинжний эхлэл - чөлөөт радикал үүсэх үе шат. Cl Cl 2 Cl Радикал нь идэвхтэй бөөмс, урвалын санаачлагч юм. – – Тайз нь халаалт эсвэл гэрэлтүүлгийн хэлбэрээр эрчим хүч шаарддаг. Дараагийн үе шатууд нь халаалтгүй, харанхуйд явагдаж болно.

Чөлөөт радикал механизмын үе шатууд II. Гинжин өсөлт нь гол үе шат юм. CH 4 + Cl HCl + CH 3 + Cl 2 CH 3 Cl + Cl Үе шат нь хэд хэдэн дэд үе шатуудыг агуулж болох бөгөөд тус бүр дээр шинэ радикал үүсдэг боловч H биш!!! II үе шатанд, үндсэн үе шатанд, үндсэн бүтээгдэхүүн нь зайлшгүй бий болно!

Чөлөөт радикал механизмын үе шат III. Гинжин зогсолт - радикалуудыг дахин нэгтгэх. Cl + Cl Cl 2 Cl + CH 3 CH 3 Cl CH 3 + CH 3 CH 3 -CH 3 Аливаа хоёр радикал нэгдэнэ.

Орлуулах сонгомол байдал Сонголт – сонгомол байдал. Региосонголт гэдэг нь урвалын тодорхой хэсэгт сонгомол байдал юм. Жишээлбэл, галогенжилтийн сонголт: 45% 3% Дүгнэлт? 55% 97%

Галогенжилтийн сонгомол чанар нь дараах хүчин зүйлээс хамаарна: Урвалын нөхцөл. Бага температурт энэ нь илүү сонгомол байдаг. Галогенийн мөн чанар. Галоген хэдий чинээ идэвхтэй байна төдий чинээ сонгомол урвал бага байна. F 2 нь C-C холбоог устгаж, маш хүчтэй урвалд ордог. Эдгээр нөхцөлд I 2 алкануудтай урвалд ордоггүй. Алканы бүтэц.

Орлуулах сонгомолд алканы бүтцийн нөлөөлөл. Хэрэв алкан дахь нүүрстөрөгчийн атомууд тэгш бус байвал тэдгээрийн орлуулалт өөр өөр хурдаар явагдана. Хамаатан садан орлуулах урвалын хурд Анхдагч. H атом Хоёрдогч атом H Терт. Н атомын хлоржуулалт 1 3, 9 5, 1 бромжилт 1 82 1600 Дүгнэлт?

Гуравдагч устөрөгчийн атомыг зайлуулахын тулд хоёрдогч ба анхдагч атомыг зайлуулахаас бага эрчим хүч шаардагдана! Алканы томъёо Гомолизийн үр дүн ED, кЖ/моль 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

Урвалын чиглэл Аливаа урвал нь илүү тогтвортой завсрын бөөмс үүсэх чиглэлд голчлон явагддаг!

Радикал урвалын завсрын тоосонцор нь чөлөөт радикал юм. Хамгийн тогтвортой радикал нь хамгийн амархан үүсдэг! Радикалуудын тогтвортой байдлын цуврал: R 3 C > R 2 CH > RCH 2 > CH 3 Алкил бүлгүүд нь электрон хандивлах нөлөө үзүүлдэг тул радикалыг тогтворжуулдаг.

Сульфохлоржуулах урвал Урвалын схем: RH + Cl 2 + SO 2 RSO 2 Cl + HCl Урвалын механизм: 1. Cl Cl 2 Cl 2. RH + Cl R + HCl R + SO 2 RSO 2 + Cl 2 RSO 2 Cl + Cl гэх мэт. .d 3. 2 Cl Cl 2 гэх мэт.

Коноваловын урвал D.P. Коноваловын дагуу нитратжуулалтыг 140 o-ийн температурт шингэрүүлсэн азотын хүчлийн үйлчлэлээр гүйцэтгэдэг. C. Урвалын схем: RH + HNO 3 RNO 2 + H 2 O

Коноваловын урвалын механизм 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 гэх мэт 3 .Хэлхээ завсарлага.

Алкенууд нь нэг Cn C=C холбоо бүхий ханаагүй нүүрсустөрөгчид юм. H 2 n С=С – алкенуудын функциональ бүлэг

Алкены химийн шинж чанарууд Ерөнхий шинж чанарууд Алкенууд нь нэгдлүүдийн урвалд ордог анги юм. Тэд олон тооны урвалд ордог бөгөөд ихэнх нь сул pi холбоог таслах замаар үүсдэг. E C-C (σ-) ~ 350 КЖ/моль E C=C (-) ~ 260 КЖ/моль

Онцлог урвал Нэмэгдэл нь урвалын хамгийн онцлог төрөл юм. Давхар холбоо нь электрон хандивлагч тул дараахь зүйлийг нэмэх хандлагатай байдаг: E - электрофил, катион эсвэл радикал

Электрофилийн нэмэлт урвалын жишээ 1. Галоген нэмэх – Бүх галоген биш, зөвхөн хлор, бром нэмдэг! – Төвийг сахисан галоген молекулын туйлшрал нь туйлын уусгагчийн үйлчлэлээр эсвэл алкений давхар холболтын нөлөөн дор тохиолдож болно. Улаан хүрэн бромын уусмал өнгөгүй болно

Электрофилийн нэмэлт урвал нь өрөөний температурт тохиолддог бөгөөд гэрэлтүүлэг шаарддаггүй. Механизм нь ион юм. Урвалын схем: XY = Cl 2, Br 2, HCl, HBr, HI, H 2 O

Сигма цогцолбор нь карбокатион юм - нүүрстөрөгчийн атом дээр эерэг цэнэгтэй бөөмс. Хэрэв урвалын орчинд бусад анионууд байгаа бол тэдгээр нь карбокатанд нэгдэж болно.

Жишээлбэл, усанд ууссан бромын нэмэлт. Давхар C=C холбоонд үзүүлэх энэхүү чанарын урвал нь бромын уусмалын өнгө өөрчлөгдөж, хоёр бүтээгдэхүүн үүсэх үед үүсдэг.

Тэгш хэмт бус алкенуудад нэмэх Нэмэх региосонголт! Марковниковын дүрэм (1869): хүчил ба ус нь тэгш хэмт бус алкенуудад нэгдэж, устөрөгч нь илүү их устөрөгчжүүлсэн нүүрстөрөгчийн атомд нэмэгддэг.

Марковников Владимир Васильевич (1837 - 1904) Казанийн их сургуулийг төгссөн. 1869 оноос хойш - Химийн тэнхимийн профессор. Шинжлэх ухааны сургууль үүсгэн байгуулагч. Цагаан будаа. Эх сурвалж: http: //зураг. yandex. ru.

Марковниковын дүрмийн тайлбар Хамгийн тогтвортой завсрын бөөмс болох карбокатион үүсэх замаар урвал явагдана. анхан шатны хоёрдогч, илүү тогтвортой

Карбокатуудын тогтвортой байдлын цуврал: гуравдагч хоёрдогч анхдагч метил Марковниковын орчин үеийн найрлага дахь дүрэм: протоныг алкенд нэмэх нь илүү тогтвортой карбокат үүсэх замаар явагддаг.

Марковниковын эсрэг нэмэлт CF 3 -CH=CH 2 + HBr CF 3 -CH 2 Br Албан ёсоор урвал нь Марковниковын дүрмийн эсрэг явагддаг. CF 3 – электрон татах орлуулагч Бусад электрон татах бодисууд: NO 2, SO 3 H, COOH, галоген гэх мэт.

Марковниковын эсрэг нэмэлт нь илүү тогтвортой тогтворгүй CF 3 - электрон хүлээн авагч, карбокатыг тогтворгүй болгодог урвал нь зөвхөн Марковниковын дүрмийн эсрэг явагддаг. Үнэн хэрэгтээ энэ нь илүү тогтвортой карбокациар дамждаг тул түүнд дуулгавартай байдаг.

Хараш хэт ислийн нөлөө X CH 3 -CH=CH 2 + HBr CH 3 -CH 2 Br X = O 2, H 2 O 2, ROOR Чөлөөт радикал механизм: 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 илүү тогтвортой радикал CH 3 -CH -CH 2 Br + HBr CH 3 -CH 2 Br + Br гэх мэт. 3. Дурын хоёр радикал хоорондоо нийлдэг. .

Электрофилийн нэмэлт 3. Гидраци - ус нэмэх - Хүчлийн катализатор, ихэвчлэн хүхрийн хүчлийн оролцоотойгоор урвал явагдана. - Урвал Марковниковын дүрэмд захирагддаг. Архи согтууруулах ундаа авах хямд арга

Шалгалтын үеэр академич Иван Алексеевич Каблуков оюутанаас лабораторид устөрөгч хэрхэн үүсдэгийг хэлэхийг хүснэ. "Мөнгөн уснаас" гэж тэр хариулав. "Мөнгөн усаар хийсэн" гэж юу гэсэн үг вэ? ! Тэд ихэвчлэн "цайрыгаар хийсэн" гэж хэлдэг ч мөнгөн усаар хийсэн нь анхны зүйл юм. Хариу үйлдэл бичээрэй." Сурагч: Hg = H + g гэж бичээд: "Мөнгөн ус халсан; энэ нь H ба g болж задардаг. H нь устөрөгч, энэ нь хөнгөн тул нисдэг, харин g нь хүндийн хүчний хурдатгал, хүнд хэвээр байна." "Ийм хариулт өгөхийн тулд та А өгөх хэрэгтэй" гэж Каблуков хэлэв. -Хоёулаа бичлэгийн дэвтэр авъя. Би эхлээд "тав"-ыг халаана. "Гурав" ниссэн ч "хоёр" үлдэнэ."

Лабораторийн хоёр химич: - Вася, гараа энэ шилэнд хий. - Би хаясан. - Та ямар нэгэн зүйл мэдэрч байна уу? - Үгүй. - Тэгэхээр өөр шилэнд хүхрийн хүчил байна.

Үнэрт нүүрсустөрөгчүүд Үнэрт - анхилуун үнэртэй юу? ? Үнэрт нэгдлүүд нь бензол ба химийн шинж чанараараа түүнтэй төстэй бодисууд юм!