Organska kemija. Predavanje 2

Σχετικά έγγραφα
UGLJOVODONICI. Organska jedinjenja koja sadrže samo ugljenik i vodonik (C i H)

NOMENKLATURA ORGANSKIH SPOJEVA. Imenovanje aromatskih ugljikovodika

3. razred gimnazije- opšti i prirodno-matematički smer ALKENI. Aciklični nezasićeni ugljovodonici koji imaju jednu dvostruku vezu.

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

ALKENI. Nezasićeni ugljovodonici Sadrže dvostruku vezu Može biti više dvostrukih veza u molekulu

ОРГАНСКA ХЕМИЈA АЛКИНИ И ДИЕНИ

C C C C C C C C C C C C H C CH 2 H 3 C H. Br C CH 2. 1 konjugovane 2 izolovane 3 kumulovane C=C veze. C=C veze. C=C veze. 1,3-cikloheksadien

HEMIJSKA VEZA TEORIJA VALENTNE VEZE

STVARANJE VEZE C-C POMO]U ORGANOBORANA

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

Alkeni ili olefini C n H 2n. sp 2 hibridne orbitale

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

Vodik. dr.sc. M. Cetina, doc. Tekstilno-tehnološki fakultet, Zavod za primijenjenu kemiju

Osnove organske hemije. Alkeni, nomenklatura, dobivanje i reakcije

ОРГАНСКA ХЕМИЈA ХАЛОГЕНАЛКАНИ

numeričkih deskriptivnih mera.

H 3 CH 3 CH 2 C CH CH CHC CH CH 2 C CH C CH CH 2. propin. 2-butin (acetilen) etin. (metilacetilen) (dimetilacetilen)

Osnove organske hemije. Halogenalkani (alkil-halogenidi) Aril-halogenidi

Organska kemija. Organski spojevi s kisikom i derivati

REAKCIJE ELIMINACIJE

REAKCIJE ADICIJE. Karakteristične reakcije adicije su adicije na alkene

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Organska kemija i Biokemija. Predavanje 1

Radoslav D. Mićić, doc. PhD, Hemija nafte i gasa. Presentation 3.

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

C kao nukleofil (Organometalni spojevi)

O ili S kao nukleofili-acetali, ketali i hidrati (Adicija alkohola, vode, adicija tiola)

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

18. listopada listopada / 13

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Pri međusobnom spajanju atoma nastaje energetski stabilniji sistem. To se postiže:

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Metan CH 4 C H. 0,110 nm. 109,5 o

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

PROSTORNI STATIČKI ODREĐENI SUSTAVI

7 Algebarske jednadžbe

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Operacije s matricama

5. Karakteristične funkcije

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

INTEGRALNI RAČUN. Teorije, metodike i povijest infinitezimalnih računa. Lucija Mijić 17. veljače 2011.

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

Teorijske osnove informatike 1

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU GRAFIČKI FAKULTET KATEDRA ZA KEMIJU U GRAFIČKOJ TEHNOLOGIJI

Sume kvadrata. mn = (ax + by) 2 + (ay bx) 2.

Ο H C C H HC5 3CH \ / \ 4 /

Računarska grafika. Rasterizacija linije

C n H 2n+2 ALICIKLIČNI AROMATIČNI. alkani alkeni. dieni. alkini. Jedinjenja sastavljeni samo od dve vrste atoma, ugljenika i vodonika.

IZVODI ZADACI (I deo)

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

A L D O L N A R E A K C I J A

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

Dijagonalizacija operatora

Sortiranje prebrajanjem (Counting sort) i Radix Sort

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

dr.sc. M. Cetina, doc. Tekstilno-tehnološki fakultet, Zavod za primijenjenu kemiju

Heterogene ravnoteže taloženje i otapanje. u vodi u prisustvu zajedničkog iona u prisustvu kompleksirajućegreagensa pri različitim ph vrijednostima

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

radni nerecenzirani materijal za predavanja

MEĐUMOLEKULSKE SILE JON-DIPOL DIPOL VODONIČNE NE VEZE DIPOL DIPOL-DIPOL DIPOL-INDUKOVANI INDUKOVANI JON-INDUKOVANI DISPERZNE SILE

XI dvoqas veжbi dr Vladimir Balti. 4. Stabla

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Kiselo bazni indikatori

POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA PRIRUČNIK ZA SAMOSTALNO UČENJE

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

HEMIJSKA VEZA ŠTA DRŽI STVARI (ATOME) ZAJEDNO?

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

PRAVAC. riješeni zadaci 1 od 8 1. Nađite parametarski i kanonski oblik jednadžbe pravca koji prolazi točkama. i kroz A :

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

Inženjerska grafika geometrijskih oblika (5. predavanje, tema1)

Elementi spektralne teorije matrica

POVRŠINA TANGENCIJALNO-TETIVNOG ČETVEROKUTA

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

АЛКАНИ И ЦИКЛОАЛКАНИ

ОРГАНСКA ХЕМИЈA АЛКЕНИ

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Supstituisane k.k. Sinteza Aminokiseline Biodegradabilni polimeri Peptidi. Industrijska primena Aminokiseline Stočarstvo Hiralni katalizatori

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Pravilo 1. Svaki tip entiteta ER modela postaje relaciona šema sa istim imenom.

KVADRATNA FUNKCIJA. Kvadratna funkcija je oblika: Kriva u ravni koja predstavlja grafik funkcije y = ax + bx + c. je parabola.

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

Transcript:

Organska kemija Predavanje 2

I. Klasifikacija organskih spojeva Podjela ugljikovodika ugljikovodici Alifatski ili aciklički Ciklički i aromatski alkani alkeni alkini

ALKANI Sadrže samo C i H Opća formula C n H 2n+2 Svi C atomi su sp 3 hibridizirani U molekulama se nalaze samo jednostruke veze Nemaju funkcionalnih grupa U homologom nizu alkana svaki sljedeći član se razlikuje od prethodnog za CH 2

Nomenklatura organskih spojeva IUPAC nomenklatura (International Union of Pure and Applied Chemistry), prijevod SKTH/Kemija u industriji, Zagreb 1989. god.; Vodič kroz IUPAC-ovu nomenklaturu organskih spojeva, Zagreb, 2002. god. NOMENKLATURA UGLJIKOVODIKA: - osnovu imena čini najduži niz C-atoma koji se naziva prema grčkom korijenu riječi, a označava broj atoma u najduljem neprekinutom lancu:

Alkani osnove nomenklature - Naziv svakog organskog jedinjenja se sastoji od 3 (tri) dijela Ime spoja: lokacija-prefiks osnovni lanac sufiks osnovni lanac: govori koliko je UGLJIKOVIH atoma u najdužem lancu Sufiks: govori o vrsti spoja što je funkcionalna skupina? Prefiks: govori o grupi (grani) koja je pripojena na osnovni lanac: npr. CH 3 metil Lokacija: govori na kojem je mjestu grupa ili grana pripojena na osnovni lanac

NOMENKLATURA NERAZGRANATIH ALKANA 1 2 3 4 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 BUTAN 1 2 3 4 5 6 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 HEKSAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DEKAN

NOMENKLATURA RAZGRANATIH ALKANA 1. Pronaći najduži ugljikov lanac: 6 C atoma = heks spoj ALKAN heksan 2. Numerirati lanac tako da ogranak dobije što niži redni broj 3. Imenovati ogranak 4. Imenovati spoj: CH 3 - METIL 2-Metilheksan

Ako je u spoju prisutan više od jednog ogranka, imenuju se abecednim redosljedom Ako je prisutno više istih ogranaka, ispred pefiksa koji imenuje ogranak stavlja se prefiks: di= 2, tri =3, tetra= 4 4-etil-2,2,7-trimetiloktan

Fizikalna svojstva topljivost: hidrofobni, slabo polarni netopljivi u vodi gustoća: manja od 1 g/ml (gustoća se povećava s veličinom alkana) vrelišta rastu s porastom broja C atoma: Pri sobnoj temperaturi prva 4 člana su plinovi, Alkani s 5 do 17 C atoma jesu tekućine, a Krutine su oni s 18 i više C atoma u molekuli izomer s ravnim lancem ima više vrelište od izomera s razgranatim lancem

Fizičke osobine alkana se pravilno mijenjaju u homologom nizu

- prirodni izvor alkana su nafta i prirodni plin ZEMLJIN PLIN - sastoji se uglavnom od metana (90-95 %) - etan i i propan čine 5-10 % plina zajedno sa tragovima C 4 i C 5 ugljkovodika - plin se čisti od različitih nečistoća i upoterbljava uglavnom kao gorivo

STRUKTURA METANA kovalentna veza tetraedarski raspored, sp 3 hibrid glavni sastojak zemnog plina (do 97%) močvarni plin konačni produkt anaerobnog raspadanja biljaka

NAFTA -složena tekuća smjesa pretežno zasičenih ugljikovodika -Sirova se nafta podvrgava se frakcijskoj destilaciji kako bi se razdvojili pojedini sastojci s različitim vrelištem - Pojedine frakcije ne sadrže samo jedan jedini spoj nego je to smjesa više njih, koji se, prema potrebi, dalje razdvajaju

sirovo ulje toranj za destilaciju Prirodni plin sirovo ulje Benzin Kerozin Dizelska goriva Maziva ulja Asfalt grijući plamenik

SIGMA VEZE I ROTACIJA VEZE 1)oko jednostruke kovalentne veze moguća je rotacija 2) zbog mogućnosti rotacije oko jednostruke veze C C alkani s 2 ili više ugljikovih atoma mogu zauzeti bezbroj različitih trodimenzijskih razmještaja 3) dobivaju se KONFORMACIJE: trenutni oblici molekule koji su posljedica rotacije grupa oko jednostruke veze

sinperiplanarna zasjenjena KONFORMACIJSKA ANALIZA sinperiplanarna zasjenjena potencijalna energija sinklinalna gauche zvjezdasta antiklinalna zasjenjena antiperiplanarna anti-zvjezdasta antiklinalna zasjenjena sinklinalna gauche zvjezdasta najniža energija

KEMIJSKA SVOJSTVA ALKANA 1. C H veze alkana su samo slabo polarne - alkani su otporni na djelovanje baza. 2. Molekule alkana nemaju neveznih elektrona koji omogućuju mjesta za napad kiseline. 3. Zato su u prošlosti dobili ime parafini (Latin: parum affinis, mali afinitet).

Sagorijevanje 2 Reakcije alkana toplina heat CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 + 13 O 2 8 CO 2 + 10 H 2 O Piroliza: krekiranje alkani long-chain dugih lanaca alkanes catalyst katalizator alkani shorter-chain kratkih lanaca alkanes Halogeniranje toplina ili svjetlo heat or light CH 4 + Cl 2 CH 3 Cl + CH 2 Cl 2 + CHCl 3 + CCl 4

TOPLINA IZGARANJA Toplina izgaranja: promjena entalpije potpune oksidacije spoja - OKSIDACIJOM ugljikovodika nastaju CO 2 i voda. Velika toplina izgaranja CH 4 + 2 O 2 CO 2 + 2 H 2 O ΔH = 803 kj mol 1 Opća formula: C H 3n + 1 O 2 nco ( n n 2 n+ 2 + 2 2 + + 1) 2 H O

PRIPRAVA ALKANA Redukcije Hidrogenacija alkena Hidrogenacija alkina Redukcija alkil halogenida hidridima Redukcija alkil halogenida s Zn u kiseloj sredini Grignardova sinteza Reakcije sparivanja Wurtz-ova reakcija Corey-House-ova reakcija sparivanja

RADIKALSKE REAKCIJE halogeniranje je pri povišenoj temperaturi i prisutnosti svjetla obično nekontrolirano: - supstituiranjem samo jednog H atoma halogenom u molekuli dolazi do monohalogeniranja - ukoliko je upotrebljen suvišak halogena postoji mogućnost zamjene ne samo jednog H atoma već više njih - monohalogeniranje je moguće eksperimentalno postići dodavanjem halogena X2 suvišku alkena

MEHANIZMI KLORIRANJA I BROMIRANJA ALKANA mehanizam monokloriranja metana: Inicijacijski ili početni stupanj metilni radikal Propagacijski ili napredni stupanj Terminacijski ili završni stupanj

potencijalna energija alkan + Cl. kloriranje je egzotermna reakcija prijelazno stanje slično reaktantu razlika u E a manja od 1 kcal potencijalna energija razlika u E a oko 1,5 kcal alkan + Br. bromiranje je endotermna reakcija prijelazno stanje slično produktu Tijek reakcije Tijek reakcije

Reakcija supstitucije sa HNO 3 i H 2 SO 4 Nitriranje: Na sobnoj temperaturi nema reakcije konc. HNO 3 ;povećana temp. oksidacija razrijeđena HNO 3 povećana temp. nitriranje Sulfoniranje: H 2 SO 4 sobna temp.- nema reakcije H 2 SO 4 povećana temp. oksidacija H 2 SO 4 pažljivo zagrevanje. sulfoniranje

ALKENI Nezasićeni ugjikovodici Sadrže barem jednu dvostruku vezu Opća formula: C n H 2n Funkcionalna skupina: dvostruka veza: jaka σ veza i slaba Л veza (Л veza je reaktivnija od σ veze) energija disocijacije veze: C=C = 146 kcal/mol C-C = - 83 kcal/mol

Nomenklatura alkena Imena se tvore zamjenom nastavka -an u imenu alkana nastavkom -en (alken) - Prisutnost više nezasičenih veza označuje se s di-, - tri-, -tetra-... u nastavcima -a_,_-dien; -a-_,_,_-trien; itd. Nezasićenim vezama pripisuju se što manji brojevi

STRUKTURA bočnim preklapanjem p orbitala nastaje Л-veza šest ugljikovih atoma leže u istoj ravnini -sp 2 hibridne orbitale -dvostruka je veza kraća od jednostruke -nema slobodne rotacije oko C=C veze u skladu s pojavama geometrijske izomerije (U molekulama alkena ne postoji mogućnost rotacije dijelova molekule oko dvostruke veze moralo bi doći do kidanja π veze)

KONFIGURACIJSKI STEREOIZOMERI -postoje dva različita prostorna rasporeda atoma ili skupina oko dvostruke veze u cis izomeru dolazi do steričkih smetnji trans izomer ne posjeduje steričke smetnje

Cahn-Ingold-Prelog-ovo pravilo E-Z izomeri promatraju se ugljikovi atomi koji su vezani dvostrukom vezom ukoliko su prioritetnije skupine s iste strane dvostruke veze, prefiks je Z (njem. zusammen) ukoliko su prioritetnije skupine sa suprotne strane dvostruke veze, prefiks je E (njem. entgegen)

Fizikalna svojstva niska vrelišta temperatura vrelišta raste s povećanjem broja ugljika razgranati alkeni imaju niža vrelišta od nerazgranatih alkena u vodi netopljivi, topljivi u nepolarnim otapalima lakši su od vode π veza je polarizirana, moguće dipol-dipol interakcije alkilne su skupine elektron-donori pa molekule imaju slabi dipolni moment

Reaktivnost C=C veze dvostruka veza služi kao izvor elektrona alkeni djeluju kao baze reagiraju sa elektrofilnim reagensima (kiselinama) nastaju intermedijarni oblici (karbkationi) karakteristična reakcija alkena ELEKTROFILNA ADICIJA

DIENI alkeni koji sadrže dvije dvostruke veze ugljik ugljik ista svojstva kao alkeni Utjecaj dva različita čimbenika na stabilnost diena: delokalizacija π elektrona jačanje σ-veze uslijed mijenjanja hibridizacije ugljika

Tipovi diena ukoliko dvostruke veze dijeli samo jedna jednostruka veza radi se o KONJUGIRANOM dienu konjugirani dien buta-1,3-dien se po svojim svojstvima znatno razlikuje od njegovog nekonjugiranog diena buta-1,3-dien konjugiran penta-1,4-dien nekonjugiran - Radi prisustva dvostruke veze reaktivni su od ostalih alkena NAJVAŽNIJE REAKCIJE: adicija, oksidacija i polimerizacija

REAKCIJE ALKENA Opća reakcija Elektrofilne adicije: dvostruku vezu čine σ-veza i Л-veza pucanjem Л-veze nastaju dvije σ-veze elektrofil nukleofil

Primjeri adicija na alkene:

Adicija vode - kiselinom katalizirana hidratacija

Adicija Cl2, Br2

Sagorijevanje

Vinil-klorid polivinil-klorid

alkini sadrže trostruku vezu opća formula C n H 2n-2 neke su reakcije slične alkenima: adicija i oksidacija neke su reakcije specifične za alkine ALKINI NOMENKLATURA Alkeni imaju sufiks - in Položaj trostruke veze se određuje po principu najmanjih brojeva( pravila kao kod alkena) Dvostruka veza ima prednost pred trostrukom kod imenovanja 1 2 1 2 3 4 ETIN (acetilen) 1-butin

Fizikalna svojstva nepolarni, netopljivi u vodi. topljivi u većini organskih otapala vrelišta slična vrelištima alkana s istim brojem ugljikovih atoma vrelišta rastu s povećanjem broja C atoma u lancu manje su gustoće od vode Najjednostavniji alkin je ETIN (Acetilen) otopljen pod pritiskom u acetonu prodaje se kao gorivo za oksiacetilneske plamenike polazna je sirovina za sintezu octene kiseline i dr. spojeve (nezasićene spojeve koji se rabe kao sirovine za plastične mase i sintetske gume)

Reakcije adicije slične adiciji na alkene Л veza se transformira u dvije σ veze obično egzotermne reakcije adira se jedna ili dvije molekule A) Adicija vodika redukcija u alkene (redukcija trostruke veze u dvostruku vezu) ukoliko trostruka veza nije na kraju lanca nastaje cis ili trans alken B) Adicija halogena - adicijom Cl 2 i Br 2 na alkine nastaju vicinalni dihalogenidi (smjesa cis i trans izomera)

C) Adicija HX adicijom HCl, HBr, i HI na alkine nastaju vinil halogenidi kod terminalnih alkina nastaje Markovnikovljev produkt

CIKLOALKANI Prstenasti zasičeni alkani Opća formula: CnH2n Cis /trans izomeri - Cis supstituirani su sa iste strane na prstenu - Trans supstituenti su sa suprotne strane na prstenu NOMENKLATURA Ako alkan ima prstenastu strukturu ispred osnovnog naziva stavlja se prefiks ciklo-

Ako je na prsten vezano više supstituenta, numeriranje počinje kod supstituenta koji dovodi do najmanjeg niza brojeva klorciklopentan 1-etil-3-metilcikloheksan Supstituenti se imenuju abecednim redosljedom!!!

Ako je prsten vezan na lanac koji sadrži veci broj ugljikovih atoma, ili ako su dva prstena vezana na jedan lanac cikloalkilna skupina je supstituent 1-ciklobutilpentan Ako neki spoj označimo kao cikloalken, numeriranje počinje kod ugljikova atoma s dvostrukom vezom pa teče oko prstena, tako da se oba atoma dvostruke veze numeriraju jedan za drugim. Ako su u prstenu prisutni i suptituenti oni moraju dobiti što manji broj! 3,5-dimetilcikloheksen

FIZIČKA SVOJSTVA - Više vrelište, talište i gustoća nego ravnolančasti alkani - Povećano međudjelovanje simetričkih, cikličkih molekula

Cikloheksan

Konformacija kolijevke (čamca) cikloheksana nastaje pomicanjem jedne strane stolice gore (ili dolje)

Aksijalne i ekvatorijalne veze Pri sobnoj temperaturi cikloheksan brzo prelazi iz jedne konformacije stolice u drugu. Kad jedan oblik stolice prijeđe u drugi, svi ekvatorijalni atomi vodika postaju aksijalni, a svi aksijalni postaju ekvatorijalni.