Chemia rep60

Orientacja w reakcji substytucji alkanów zależy od tego, który atom wodoru zostaje podstawiony, natomiast orientacja w reakcji addycji alkenu zależy od tego, do którego z atomów węgla połączonych podwójnym wiązaniem przyłącza się składnik Y reagenta Y -Z, a do którego składnik Z. Na podstawie wyników badań wielu podobnych reakcji addycji rosyjski chemik Włodzimierz Markow-nikow wyciągnął wniosek, że w przypadkach, w których mogą powstać dwa izomeryczne produkty, tworzy się zazwyczaj jeden z nich w nadmiarze. Markownikow wykazał, że orientacja w reakcji addycji jest zgodna ze schematem, który możemy opisać krótko w następujący sposób: podczas jonowej addycji kwasu do wiązania podwójnego węgiel-węgiel alkenu, atom wodoru cząsteczki kwasu przyłącza się do tego atomu węgla, z którym połączona jest już większa liczba atomów wodoru. To stwierdzenie znane jest ogólnie jako reguła Markownikowa.

Stereoizomeria

Stereoizomerami, nazwano izomery różniące się tylko rozmieszczeniem przestrzennym atomów w cząsteczce. Stereoizomery istnieją w postaci tzw. enancjomerów, które mogą być optycznie czynne; zarówno ich istnienie, jak ich czynność optyczna jest wynikiem chirałności cząsteczek, co oznacza, że takie cząsteczki nie nakładają się na swoje odbicia lustrzane.

Rozróżniamy:

(a)    izomery konfiguracyjne - przekształcające się wzajemnie w siebie w wyniku inwersji konfiguracji wokół centrum chirałności;

(b)    izomery geometryczne - przekształcające się wzajemnie w siebie najczęściej w wyniku rotacji wokół wiązania podwójnego;

(c)    izomery konformacyjne - przekształcające się wzajemnie w siebie na skutek rotacji wokół wiązań pojedynczych.

Do przekształcenia zarówno izomerów geometrycznych, jak i konformacyjnych jest wymagana rotacja. Dlatego zaproponowano dla tych izomerów wspólną nazwę- izomery rotacyjne.

Alkiny

Struktura cząsteczki acetylenu

Najprostszym przedstawicielem alkinów jest acetylen (etyn), C₂H₂. W cząsteczce acetylenu trzy pary elektronowe wiążą dwa atomy węgla, czyli są one połączone wiązaniem potrójnym:

H^:C^:::CH H C=C~H

acetylen

Potrójne wiązanie węgiel-węgiel

Jest charakterystyczną cechą struktury alkinów. W tworzeniu przez atom węgla wiązania z dwoma innymi atomami biorą udział dwa równocenne orbitale zhybrydyzowane - orbitale sp, utworzone przez zmieszanie jednego orbitalu s z jednym orbitalem p. Orbitale sp leżą wzdłuż linii prostej przechodzącej przez jądro atomu węgla, z czego wynika, że kąt pomiędzy nimi wynosi 180°. Takie liniowe rozmieszczenie pozwala orbitalom zhybrydyzowanym na zajęcie w przestrzeni najbardziej od siebie oddalonych położeń. Takie odpychanie powoduje utworzenie liniowego układu dwóch wiązań.

Cząsteczka acetylenu jest liniowa - wszystkie cztery atomy leżą wzdłuż jednej linii prostej. Chmury elektronowe tworzące wiązania węgiel-wodór i węgiel-węgiel są cylindrycznie symetryczne względem linii łączącej jądra, są to więc wiązania a .

Potrójne wiązanie węgiel-węgiel składa się z jednego mocnego wiązania ct i dwóch słabych wiązań n. Jest ono mocniejsze od wiązania podwójnego węgiel-węgiel w cząsteczce etylenu oraz od wiązania pojedynczego węgiel-węgiel w cząsteczce, a więc jest od nich również krótsze.

119