RJC
9 #:
Alkeny
Alkeny
Alkeny
Alkeny
Hybrydyzacja sp2
Hybrydyzacja sp2
Izomery geometryczne
Izomery geometryczne
Izomery geometryczne
Izomery geometryczne
cis vs trans & E vs Z
cis vs trans & E vs Z
Slides 1 to 36
RJC
9 #:
Alkeny
Alkeny
Alkeny  są to węglowodory, w których występuje
Alkeny  są to węglowodory, w których występuje
wiązanie podwójne węgiel-węgiel; alkeny
wiązanie podwójne węgiel-węgiel; alkeny
charakteryzują się wzorem ogólnym
charakteryzują się wzorem ogólnym
CnH2n
RJC
Toeria Orbitali i Hybrydyzacja
Toeria Orbitali i Hybrydyzacja
9 #:
... pamiętajmy, \
e atomy węgla w alkanach (oraz
... pamiętajmy, \
e atomy węgla w alkanach (oraz
cyklalkanach) sÄ… zhybrydyzowane tetraedrycznie
cyklalkanach) sÄ… zhybrydyzowane tetraedrycznie
(czyli sp3).
(czyli sp3).
RJC
9 #:
Teoria Orbitali  Cztero-wiązalność
Teoria Orbitali  Cztero-wiązalność
Konfiguracja elektronowa stanu podstawowego i
Konfiguracja elektronowa stanu podstawowego i
stanu wzbudzonego.
stanu wzbudzonego.
stan podstawowy stan wzbudzony
stan podstawowy stan wzbudzony
2p
2p
2s
2s
1s
1s
węgiel węgiel
RJC
9 #:
Hybrydyzacja: Tetraedryczna
Hybrydyzacja: Tetraedryczna
Po hybrydyzacji, atom węgla posiada cztery,
Po hybrydyzacji, atom węgla posiada cztery,
równe co do energii i kształtu orbitale sp3.
równe co do energii i kształtu orbitale sp3.
Stan wzbudzony Stan po hybrydyzacji
Stan wzbudzony Stan po hybrydyzacji
2p
2sp3
2s
1s
1s
Atom węgla Atom węgla
RJC
A co w przypadku alkenów ?
A co w przypadku alkenów ?
9 #:
Proces hybrydyzacji dotyczy jednego orbitalu s oraz
Proces hybrydyzacji dotyczy jednego orbitalu s oraz
dwóch orbitali p; w ten sposób powstają trzy orbitale sp2
dwóch orbitali p; w ten sposób powstają trzy orbitale sp2
i wtedy jeden orbital p pozostaje nie zhybrydyzowany.
i wtedy jeden orbital p pozostaje nie zhybrydyzowany.
Stan wzbudzony Po hybrydyzacji
Stan wzbudzony Po hybrydyzacji
2p
2p
2p
2sp2
2s
1s
1s
Atom węgla Atom węgla
RJC
Geometria Orbitali sp2
Geometria Orbitali sp2
9 #:
Orbitale sp2 są rozło\
one w jednej płaszczyz
nie, a
Orbitale sp2 są rozło\
one w jednej płaszczyz
nie, a
kąt pomiędzy nimi wynosi 120o...
kąt pomiędzy nimi wynosi 120o...
...niezhybrydyzowany orbital p jest zlokalizowany
...niezhybrydyzowany orbital p jest zlokalizowany
prostopadle do płaszczyzny.
prostopadle do płaszczyzny.
p
p
p
p
sp2
sp2
sp2
sp2
sp2
sp2
RJC
Nakładanie Orbitali sp2
Nakładanie Orbitali sp2
9 #:
Orbitale sp2 sÄ… zorientowane w przestrzeni ...
Orbitale sp2 sÄ… zorientowane w przestrzeni ...
...po nało\
eniu tworzÄ… silne wiÄ…zanie Ã.
...po nało\
eniu tworzÄ… silne wiÄ…zanie Ã.
Ã
Ã
RJC
WiÄ…zania Ä„
WiÄ…zania Ä„
Ä„
Ä„
Ä„
Ä„
Ä„
Ä„
9 #:
Nakładanie niezhybrydyzowanych orbitali p z dwóch
Nakładanie niezhybrydyzowanych orbitali p z dwóch
sąsiadujących atomów węgla tworzy wiązanie Ą .
sąsiadujących atomów węgla tworzy wiązanie Ą .
Ä„
Ä„
RJC
H H
Przykład Etylenu
Przykład Etylenu
H H
9 #:
Orbitale sp2 przenikajÄ… siÄ™ z orbitalami innego typu
Orbitale sp2 przenikajÄ… siÄ™ z orbitalami innego typu
dając wiązania C-C oraz C-H typu à ...
dając wiązania C-C oraz C-H typu à ...
Ã
Ã
Ã
Ã
Ã
Ã
...orbitale p przenikajÄ… siÄ™ wzajemnie dajÄ…c wiÄ…zanie
...orbitale p przenikajÄ… siÄ™ wzajemnie dajÄ…c wiÄ…zanie
C-CÄ„.
C-CÄ„.
RJC
Energia WiÄ…zania
Energia WiÄ…zania
9 #:
Energia wiązania ma związek z odległością
Energia wiązania ma związek z odległością
pomiędzy atomami.
pomiędzy atomami.
1.54 Å 1.33 Å
H
H
H H
H
H
H
H
H H
88 kcal/mol 152 kcal/mol
Im mniejsza odległość pomiędzy atomami, tym
silniejsze wiÄ…zanie.
RJC
9 #:
Jak silne jest wiÄ…zanie Ä„
Jak silne jest wiÄ…zanie Ä„
Ä„ ?
Ä„
Ä„
Ä„
Ä„ ?
Ä„
etylen (Ã + Ä„) 152 kcal/mol
etan (Ã) 88 kcal/mol
etylen (Ä„) 64 kcal/mol
RJC
Rotacja Wokół WiÄ…zania Pojedynczego (Ã)
Rotacja Wokół WiÄ…zania Pojedynczego (Ã)
Ã
Ã
Ã
Ã
Ã
Ã
9 #:
Rotacja wokół wiązania pojedynczego jest
Rotacja wokół wiązania pojedynczego jest
mo\
liwa.
mo\
liwa.
H
H
H
H
H
" "
H
H
H
90°
90°
Konformery rotacyjne nie mają wpływu na
przenikanie orbitali oraz na siłę wiązania.
RJC
Rotacja Wokół WiÄ…zania Podwójnego (Ã+Ä„) ?
Rotacja Wokół WiÄ…zania Podwójnego (Ã+Ä„) ?
à Ą
à Ą
à Ą
à Ą
à Ą
à Ą
9 #:
Rotacja wokół wiązania podwójnego nie jest
Rotacja wokół wiązania podwójnego nie jest
mo\
liwa !
mo\
liwa !
H H
H H
" "
H H
90°
90°
RJC
Izomery Geometryczne
Izomery Geometryczne
9 #:
Alkeny mogą występować w postaci izomerów
Alkeny mogą występować w postaci izomerów
geometrycznych, których istnienie wynika z braku
geometrycznych, których istnienie wynika z braku
rotacji wokół wiązania podwójnego C=C.
rotacji wokół wiązania podwójnego C=C.
H CH3
CH3 CH3
CH3 H
H H
cis-but-2-en
trans-but-2-en
RJC
Nazewnictwo Trans i Cis
Nazewnictwo Trans i Cis
9 #:
Nazwy trans i cis rozró\
niajÄ… izomery
Nazwy trans i cis rozró\
niajÄ… izomery
geometryczne w oparciu o ró\
ne rozmieszczenie
geometryczne w oparciu o ró\
ne rozmieszczenie
podstawników wokół wiązania podwójnego C=C.
podstawników wokół wiązania podwójnego C=C.
H CH3
CH3 CH3
CH3 H
H H
trans = po przeciwnej cis = po tej samej
RJC
Nomenklatura E i Z
Nomenklatura E i Z
9 #:
Nazwy E i Z rozró\
niÄ… siÄ™ sposobem
Nazwy E i Z rozró\
niÄ… siÄ™ sposobem
rozmieszczenia podstawników, uporządkowanych
rozmieszczenia podstawników, uporządkowanych
wg kryterium wa\
ności.
wg kryterium wa\
ności.
CH3 CH3
Br CH3
Br H
CH3 H
E = po przeciwnej
Z = po tej samej
RJC
Przypisanie Konfiguracji E vs Z
Przypisanie Konfiguracji E vs Z
9 #:
Stosując reguły Cahna-Ingolda-Preloga mo\
na
Stosując reguły Cahna-Ingolda-Preloga mo\
na
ustalić jaka jest orientacja podstawników
ustalić jaka jest orientacja podstawników
poło\
onych przy wiązaniu podwójnym ( wa\
ny z
poło\
onych przy wiązaniu podwójnym ( wa\
ny z
wa\
nym lub  wa\
ny z mniej wa\
nym ).
wa\
nym lub  wa\
ny z mniej wa\
nym ).
Mniej wa\
ny Wa\
ny
CH3 CH3
Br H
Mniej wa\
ny
Wa\
ny
RJC
Przypisanie konfiguracji E lub Z
Przypisanie konfiguracji E lub Z
9 #:
Je\
eli podstawniki  wa\
ne sÄ… po przeciwnej
Je\
eli podstawniki  wa\
ne sÄ… po przeciwnej
stronie wiÄ…zania Ä„ to mamy do czynienia z
stronie wiÄ…zania Ä„ to mamy do czynienia z
izomerem E; w przeciwnym razie opisujemy
izomerem E; w przeciwnym razie opisujemy
izomer Z.
izomer Z.
Mniej Wa\
ny Wa\
ny Wa\
ny
Br CH3
H3C CH3
wa\
ny
CH3 H
Br H
Wa\
ny Mniej Mniej Mniej
wa\
ny wa\
ny wa\
ny
(E)-2-bromo-but-2-en
(Z)-2-bromo-but-2-en
RJC
Nomenklatura IUPAC dla Alkenów
Nomenklatura IUPAC dla Alkenów
9 #:
Zidentyfikuj macierzysty węglowodór (najdłu\
szy
nierozgałęziony łańcuch).
Ponumeruj atomy węgla w najdłu\
szym łańcuchu; atomy
Ponumeruj atomy węgla w najdłu\
szym łańcuchu; atomy
wiązania podwójnego powinny otrzymać mo\
liwie niski numer.
Wska\
poło\
enie wiązania podwójnego C=C przez podanie
numeru pierwszego atomu tworzÄ…cego to wiÄ…zanie.
RJC
Nomenklatura IUPAC dla Alkenów
Nomenklatura IUPAC dla Alkenów
9 #:
Je\
eli wiązanie podwójne jest podstawione
niesymetrycznie, dopisz odpowiednie oznaczenie
dla izomeru geometrycznego... E lub Z.
Oznaczenie izomeru poprzedza nazwÄ™ IUPAC i
zostaje podane w nawiasach ... (E) or (Z).
Je\
eli potrzeba podać nazwę dokładniejszą to
oznaczenie zostaje poprzedzone lokantem ... (2E)
or (2Z).
RJC
Nazwy IUPAC dla Alkenów
Nazwy IUPAC dla Alkenów
9 #:
Dodaj końcówkę:
Dodaj końcówkę:
-ene dla jednego wiÄ…zania C=C
-diene dla dwóch wiązań C=C
-triene dla trzech wiązań C=C
RJC
Przykładowo & alkeny C4H8
Przykładowo & alkeny C4H8
9 #:
but-1-en 2-metylo-prop-1-en
(E)-but-2-en (Z)-but-2-en
RJC
Przykładowo ... alkeny C3H5Br
Przykładowo ... alkeny C3H5Br
9 #:
Br
Br
2-bromo-prop-1-en 3-bromo-prop-1-en
Br
Br
(E)-1-bromo-prop-1-en (Z)-1-bromo-prop-1-en
RJC
Przykładowo ... dieny C5H8
Przykładowo ... dieny C5H8
9 #:
pentan-1,4-dien 2-methyl-butan-1,3-dien
(E)-pentan-1,3-dien (Z)-pentan-1,3-dien
RJC
Przykładowo ... 1-bromo-pentan-1,3-dieny
Przykładowo ... 1-bromo-pentan-1,3-dieny
9 #:
Br
Br
(1E,3E)-1-bromo-pentan-1,3-dien (1Z,3E)-1-bromo-pentan-1,3-dien
Br
Br
(1E,3Z)-1-bromo-pentan-1,3-dien (1Z,3Z)-1-bromo-pentan-1,3-dien
RJC
Względne Energie ... E vs Z
Względne Energie ... E vs Z
9 #:
W izomerze geometrycznym Z występują większe
W izomerze geometrycznym Z występują większe
naprÄ™\
enia steryczne; dlatego jest on mniej trwały
naprÄ™\
enia steryczne; dlatego jest on mniej trwały
ni\
izomer E.
ni\
izomer E.
H CH3
CH3 CH3
H+
CH3 H
H H
W sprzyjajÄ…cych warunkach (fotoliza, termoliza)
izomer Z ulega przekształceniu w izomer E.
RJC
SprzÄ™\
one Wiązania Podwójne
SprzÄ™\
one Wiązania Podwójne
9 #:
Przylegające do siebie wiązania podwójne
Przylegające do siebie wiązania podwójne
(przedzielone jednym wiÄ…zaniem pojedynczym) sÄ…
(przedzielone jednym wiÄ…zaniem pojedynczym) sÄ…
określane jako wiązania sprzę\
one.
określane jako wiązania sprzę\
one.
RJC
Konformery w SprzÄ™\
onych Dienach
Konformery w SprzÄ™\
onych Dienach
9 #:
Konformery, które umo\
liwiajÄ… sprzÄ™\
enie
Konformery, które umo\
liwiajÄ… sprzÄ™\
enie
pomiędzy wiązaniami Ą posiadają ni\
szÄ… energiÄ™
pomiędzy wiązaniami Ą posiadają ni\
szÄ… energiÄ™
(ni\
te, które nie umo\
liwiajÄ… sprzÄ™\
enia).
(ni\
te, które nie umo\
liwiajÄ… sprzÄ™\
enia).
RJC
Wiązania Podwójne Nie-sprzę\
one
Wiązania Podwójne Nie-sprzę\
one
9 #:
(Izolowane)
(Izolowane)
Je\
eli wiązania podwójne są przedzielone atomem
Je\
eli wiązania podwójne są przedzielone atomem
Csp3, to nie ma pomiędzy nimi sprzę\
enia i takie
Csp3, to nie ma pomiędzy nimi sprzę\
enia i takie
dieny nazywamy  dienami izolowanymi .
dieny nazywamy  dienami izolowanymi .
RJC
Izomery Geometryczne w Naturze
Izomery Geometryczne w Naturze
9 #:
PomaraÅ„czowy barwnik ²-karoten,
PomaraÅ„czowy barwnik ²-karoten,
rozpowszechniony w warzywach, w organizmach
rozpowszechniony w warzywach, w organizmach
\
ywych jest przekształcany w Vitaminę-A.
\
ywych jest przekształcany w Vitaminę-A.
CH2OH
RJC
Vitamina-A i 11-cis-Retinal
Vitamina-A i 11-cis-Retinal
9 #:
Enzymy obecne w wÄ…trobie przeprowadzajÄ…
Enzymy obecne w wÄ…trobie przeprowadzajÄ…
VitaminÄ™-A w 11-cis-Retinal.
VitaminÄ™-A w 11-cis-Retinal.
CH2OH
E
Z
CHO
RJC
Podsumowanie
Podsumowanie
9 #:
Alkeny
Orbitale zhybrydyzowane sp2
Wiązania à vs Ą, siła wiązania
Wiązania à vs Ą, siła wiązania
Nazewnictwo IUPAC dla alkenów
Izomery strukturalne, izomery geometryczne
Rotacja wokół wiązań
cis vs trans, Z vs E
Podwójne wiązanie sprzę\
one vs niesprzÄ™\
one