Вовед во резонанција

Transcript

1 Вовед во резонанција Резонанција, Свиткани стрелки, Формален полнеж во резонантни структури, Резонантни правила Вовед во резонанција Структурно прикажување на молекули + Ја прикажуваат поврзаноста на атоми - Неможат секогаш точно да го прикажат местото каде се наоѓаат електроните т.е. вистинската струкура на молекулот неможе да се прикаже со една формула - Каде се π е- во следните структури? РЕЗОНАНТНИ СТРУКТУРИ 1

2 Вовед во резонанција Резонантни структури претставуваат една молекула = резонантен хибрид Резонанцијата не го прикажува движењето на електроните туку претставува начин на прикажување на електронскиот облак во една структура! Резонанција 2

3 Резонантна стабилизација Делокализација = распределба на полнежот во молекулата Делокализацијата на позитивниот или негативниот полнеж ја стабилизира молекулата = резонанта стабилизација Пр. Резонантно стабилизиран ацетатен јон Свиткани стрелки Алатки за цртање на резонанти структури од каде доаѓаат е- опашка глава каде одат е- 1. Врска 2. Слободен електронски пар 3

4 ОСНОВНИ ПРАВИЛА за цртање на резонантни структури Правило 1. Никогаш не раскинувај единечна врска! пр. за прекршување на правило 1. Правило 2. Запази го октетно правило (атомите од 2 периода (C, N, O и Х) најмногу 8 валентни е- пр. за прекршување на правило 2. ОСНОВНИ ПРАВИЛА Атомот нема октет? ВНИМАВАЈ! Правилото 2 не е прекршено бидејки С-ат. НЕМА ПОВЕЌЕ од 8 е-. ВНИМАВАЈ! Никогаш не цртај свиткана стрелка која не оди никаде!!! 4

5 Основни правила Дали нацртаната свиткана стрелка прекршува некое од правилата 1. Не се раскинува единечна врска 2. Не се прекршува октетното правило Гледај ги водородните атоми и кога не се напишани! Резонанција Дали во некоја од прикажаните структури се прекршуваат правилата за цртање на резонантни структури? 5

6 Цртање на две свиткани стрелки Две свиткани стрелки Прекршено е октетното правило на С- атомот! (С-атомот неможе да има 5 врски) Со додавање на втора стрелка нема прекршување на правилата за резонантни структури! Цртање на свиткани стрелки во резонантни структури Внеси ги свитканите стрелки за да ги добиеш резонантните структури 6

7 Формален полнеж во резонантни структури резонантните структури често содржат формален полнеж кој СЕКОГАШ треба да се означи! нацртај ја резонантната структура врз основа на движењето на е- прикажано со свиткани стрелки Формален полнеж во резонантни структури структурата не е целосна бидејќи ги нема формалните полнежи - Се брише еден СЕП од кислородот и се става = помеѓу О и С атомите - Се брише = помеѓу С-С и се става СЕП на С атом. 7

8 Резонанција формален полнеж Да се нацртаат резонантните структури и да се означи формалниот полнеж Кога може да постојат резонантни структури? Барај СЕП и π врски (двојни и тројни врски) во молекулот и одговори: 1. Може ли СЕП да премине во π врска без да се прекршат 2те основи правила за резонанција? 2. Може ли π врска да премине во СЕП без да се прекршат 2те основи правила за резонанција? 3. Може ли π врска да премине во π врска без да се прекршат 2те основи правила за резонанција? 8

9 Правило I СЕП до врска - до подразбира дека помеѓу СЕП и врската постои само една единечна врска) Заокружи ги слободните електронски парови (СЕП) до врската Нацртај свитканите стрелки со кои ќе ја означиш резонанцијата Правило I СЕП до врска ВНИМАВАЈ!!! кога почетниот атомот со СЕП има негативен формален полнеж, истиот се пренесува на последниот атом од врската кога почетниот атомот со СЕП нема негативен полнеж, истиот станува позитивен, а последниот атом од врската станува негативен 9

10 Правило I Пронајди го правилото I и нацртај ги резонантните структури (+ свиткани стрелки) Правило II врска до позитивен полнеж Кај конјугирани врски (најизменични единечни и двојни врски) Позитивниот полнеж претставува место на кое му недостигаат е- (електронска дупка) и кога е- ке се обидат да го надоместат недостатокот (да ја затворат дупката), истиот се отвора во близина! 10

11 Правило II Пронајди го правилото II и нацртај ги резонантните структури Правило III врска помеѓу атоми со различна електронегативност електроните ќе бидат посилно привлечени кон поелектронегативниот атом електроните од врската преминуваат во СЕП на поелектронегативниот атом и истиот добива негативен формален полнеж двојната врска се дели на позитивен и негативен полнеж 11

12 Правило III нацртај ги резонантните структури на: Правило IV Слободен електронски пар до полнеж Кога СЕП потекнува од атом со негативен полнеж доаѓа до негово поништување со позитивниот полнеж на соседниот атом Кога СЕП потекнува од атом кој нема појдовен негативен полнеж истиот добива позитивен полнеж 12

13 Правило IV нацртај ги резонантните структури на: Правило V Конјугирани врски во цикличен систем врски во цикличен систем се поместуваат за една позиција Правецот на поместување (во правец или спротивно од правец на сказалка на часовник) не е важен 13

14 Резонантни правила - резиме нацртај ги резонантните структури на: Локализирани и делокализирани слободни електронски парови Делокализирани учествуваат во резонанција и геометрија на молекулот Тригонална пирамидална Тригонална планарна 14

15 Локализирани и делокализирани слободни електронски парови Локализирани- не учествуваат во резонанција (не се веднаш до = врска) Локализиран делокализиран исклучоци СЕП π врска Незначајна реознантна структура Локализирани и делокализирани слободни електронски парови Определи ги локализираните и делокализираните СЕП во структурите 15

16 Вовед во органски реакции Типови на органски реакции, Поларни органски реакции, Нуклеофилни и електрофилни центри, Карактеристични патишта на движење на електроните Органски реакции-типови адиција Каква промена настанува во сл. реакции? елиминација супституција 16

17 Типови на органски реакции Објасни каква промена настанува и кој тип се следните реакции? Органски реакции-механизми Како настанува хемиската трансформација? Радикални реакции Поларни реакции Механизам на реакција- движењето на електроните кое доведува до раскинување и создавање на нови врски 17

18 Поларни реакции Поларни = (95%) Вклучуваат јони како реактантни, меѓупродукти или продукти Електрофил = сака електрони Способност да реагира со негативен или делумно негативен Нуклеофил = сака јадро Способност да реагира со позитивен или делумно позитивен полнеж Нуклеофилни и електрофилни центри Нуклеофил = атом со зголемена електронска густина кој може да даде електронски пар Индуктивен ефект Слободен електронски пар (СЕП) врска Електрофил = атом со намалена електронска густина кој може да прими електронски пар Индуктивен ефект Празна р орбитала 18

19 Nu /E Пронајди ги нуклеофилните и електрофилните центри во сл. молекула Нуклеофилни центри: 1. СЕП 2. Пи врска Електрофилни центри: 1. Индуктивен ефект Nu /E Идентификувај ги нуклеофилните центри! Идентификувај ги електрофилните центри! 19

20 Механизми на органските р-кции Свиткани стрелки го означуваат движењето на електроните опашка е- доаѓаат од: ковалентна врска Слободен електронски пар глава е- создаваат: ковалентна врска Слободен електронски пар Карактеристични патишта на движење на електроните 1. Нуклеофилен напад 20

21 Карактеристични патишта на движење на електроните 2. Губење на група која заминува Карактеристични патишта на движење на електроните 3. Трансфер на протон Од непротонирана молекула: Од протонирана молекула: Во присуство на ОН - : 21

22 Карактеристични патишта на движење на електроните 4. Преудедување на карбокатјон зголемена стабилност метил примарен секундарен терциерен Хидридно преместување Метилно преместување Карактеристични патишта на движење на електроните Именувај што се случува при движењето на е- означено со стрелки 22

23 Карактеристични патишта на движење на електроните Движење на електрони Определи од кои чекори се состои реакцијата 1. Нуклеофилен напад 2. Губење на група која заминува 3. Протон трансфер 23

24 Движење на електрони Определи во дадените реакции од повеќе чекори како се движат електроните Движење на електрони

25 Движење на електрони Движење на електрони

26 Цртање на свиткани стрелки во механизми Нацртај ги свитканите стрелки во сл. реакции Киселини и бази Brønsted-Lowry-ева теорија, Механизам на протон трансфер, pka, квалитативно определување на киселост, фактори кои влијаат на киселоста-атом, резонанција, индуктивен ефект, орбитали; Lewis-ови киселини и бази 26

27 Brønsted-Lowry-ева теорија заснована на трансфер на протон (Н + ) Пр. (протон донор) (протон акцептор) Механизам на трансфер на протон Движење на електрони механизам на реакција ЗАБЕЛЕЖИ: во механизмот на трансфер на протон, електроните од базата ја депротонираат киселината = киселините не губат протон без помош од база! 27

28 Механизам на трансфер на протон Прикажи го механизмот на сл. реакција 1. Определи ја киселината/ базата во реакцијата 2. Нацртај ја првата свиткана стрелка од базата кон протонот 3. Нацртај ја втората свиткана стрелка која доаѓа од врската која се раскинува кон атомот кој го губи протонот Механизам на протон трансфер Означи го движењето на електроните, базата/киселината и конјугираната киселина/база во реакциите: 28

29 Brønsted-Lowry-ева киселост: квантитативно определување Рамнотежна константа Во разредени водени раствори концентрацијата на водата [H 2 O] е релативно константна (55.6 M) Константа на киселост K a има вредности од (за многу силни киселини) до за многу слаби киселини 50 pk a -10 слаби киселини силни киселини Brønsted-Lowry-ева киселост: квантитативно определување (pka) киселина pka конјугирана база киселина pka конјугирана база 29

30 pka Врз основа на pka вредноста во табелата утврди кое соединение е покисело? pka Врз основа на pka вредноста во табелата утврди кое соединение е појака база? силна киселина слаба конјугирана база слаба киселина силна конјугирана база 30

31 Brønsted-Lowry-ева киселост: квалитативно определување Колку е кисела НА? Зависи од конјугираната база (А - ) и колку е стабилен негативниот полнеж на истата Ако A - е многу стабилен (слаба база) тогаш НА мора да е силна к-на. Ако A - е многу нестабилен (силна база) тогаш HA мора да е слаба к-на. Колку подобро конјугираната база може да го стабилизира негативниот полнеж, толку е посилна киселината Која киселина е посилна? Фактори кои влијаат на стабилноста на конјугираната база I. Атомот кој го носи полнежот II. Резонанција III.Индуктивност IV.Орбитали 31

32 Фактор I Атом Кој е покисел? иста периода Бутан Пропанол Електронегативност Кислородот е поелектронегативен од јаглеродот подобро го стабилизира негативниот полнеж Фактор I Атом Кој е покисел? иста група Големина на атом Сулфурниот атом а поголем од кислородниот и подобро го стабилизира негативниот полнеж преку распределување во поголем просторен волумен HS - e постабилен од ОH - Електронегативноста расте Големината на атомот расте F - I - 32

33 Фактор I Во дадените структури определи кој протон е покисел? Конјугирана база 1 Конјугирана база 2 Конјугирана база 1 Конјугирана база 2 Конјугирана база 1 Конјугирана база 2 Конјугирана база 1 Конјугирана база 2 Фактор II Резонанција Кој е покисел? Факторот 1 нема значење етанол Оцетна к-на Негативниот полнеж кај ацетатот е делокализиран на двата кислородни атоми постабилен Соединенија со -C=O до ОH- главно се кисели заради резонантно стабилизирање на негативниот полнеж на нивната конјугирана база 33

34 Фактор II Резонанција Определи кој протон е покисел? ЛОКАЛИЗИРАН ПОЛНЕЖ РЕЗОНАНТНО СТАБИЛИЗИРАН Фактор II Нацртај ги двете конјугирани бази за секоја структура и определи кој протон е покисел? 34

35 Фактор III индуктивен ефект Кој е покисел? Фактор 1 и Фактор 2 неможат да се користат за квалитативно определување на киселоста Оцетна к-на Трихлороцетна к-на хлорните атоми поради високата електронегативноста ја привлекуваат електронската густина (индуктивност) од местата со негативен полнеж предизвикувајки стабилизација на негативнот полнеж во структурата индуктивниот ефект се намалува со растојанието Фактор III индуктивен ефект Определи кој протон е покисел? конјугираната база 1 конјугираната база 2 Индуктивениот ефект кој го предизвикуваат електронегативните атоми (N, O, F, Cl, Br итн.) во близина на негативниот полнеж доведуваат до стабилизација на конјугираната база 1 Алкилните групи се електрон донорни! 35

36 Фактор III Определи го најкиселиот протон во дадените структури? Конјугирана база 1 Конјугирана база 2 Конјугирана база 1 Конјугирана база 2 Фактор IV орбитали Кој протон е покисел? Конјугирани бази: Хибридизација на орбиталите во кој се наоѓа полнежот Електроните во sp-хибридизирана орбитала се поблиску до јадрото отколку електроните sp 2 - или sp 3 - хибридизирани орбитали, заради што се постабилини! 36

37 Фактор IV орбитали Определи кој протон е покисел? Конјугирани бази негативен полнеж во sp 3 хибридизирана орбитала негативен полнеж во sp 2 хибридизирана орбитала Фактор IV Определи го најкиселиот протон во дадените структури? 37

38 Рангирање по важност I. Атом II. Резонанција III.Индуктивност IV.Орбитали АРИО Фактори рангирање по важност Определи кој протон е покисел? ф-р 1 или ф-р 2 Исклучоци (пр.) ф-р 2 или ф-р 3 ацетилен амонјак ф-р 1 или ф-р 4 38

39 Комбинирање на фактори Определи кој протон е покисел? Lewis-ова теорија заснована на трансфер на електрони Lewis-ова база (електрон донор) Lewis-ова к-на (електрон акцептор) Lewis-ова база (електрон донор) Lewis-ова к-на (електрон акцептор) 39

40 Lewis-ови к-ни и бази Обележи го движењето на електроните и означи кое од соединенијата е Lewis-ова к-на/база? Lewis-ова к-на (електрон акцептор) Lewis-ова база (електрон донор) Lewis-ови к-ни и бази Обележи го движењето на е- и означи кое од соединенијата е Lewis-ова к- на/база? 40