2. Właściwości kwasowo-zasadowe związków organicznych

Transkrypt

1 2. Właściwości owo-zasadowe związków organicznych 1

2 2.1. Teoria Bronsteda-Lowriego Kwas - indywiduum chemiczne oddające proton Zasada - indywiduum chemiczne przyjmujące proton Proton - kation wodorkowy Kwasem (potencjalnym) może być indywiduum chemiczne posiadające wiązanie Atom-H. Zasadą (potencjalną) może być indywiduum chemiczne posiadające wolną parę elektronową. Reakcje owo-zasadowe są odwracalne. H 2 O może pełnić rolę u lub zasady. Im mocniejszy, tym słabsza zasada z nim sprzężona. i zasada z nim sprzężona zasada i z nią sprzężony zasada i z nią sprzężony i zasada z nim sprzężona 2

3 Teoria Bronsteda-Lowriego pk a i ph stan równowagi reakcji owo-zasadowej jest przesunięty w stronę słabszego u. dłuższa strzałka kierunek przesunięcia stanu równowagi, tj. wskazuje indywidua wstępujące w przewadze w stanie równowagi pk a < > 15 Kwas bardzo mocny średniej mocy słaby bardzo słaby ekstremalnie słaby K a - stała dysocjacji 3

4 Teoria Bronsteda-Lowriego - organiczne y i zasady pk a ~40 pk a ~15 pk a ~10 pk a ~5 pk a <0 OH R OH 4

5 Teoria Bronsteda-Lowriego - stan równowagi r. owo-zasadowej mocniejszy oddaje proton rola zasady w stronę słabszego u sól słabszego u mocniejszy sól mocniejszego u słabszy 5

6 Teoria Bronsteda-Lowriego - budowa u a wartość jego pk a atom C N O F elektroujemność CH 4 NH 3 H 2 O HF moc u zasada CH 3 NH 2 OH F Tym mocniejszy, im bardziej elektroujemny atom związany z protonem Tym mocniejszy, im większy promień Van der Waalsa atomu związanego z protonem 3 stabilność zasady moc zasady 2 Tym mocniejszy, im większy udział orbitalu s w hybrydyzacji atomu związanego z protonem Przykłady: 6

7 Teoria Bronsteda-Lowriego - wpływ podstawników na owość ów organicznych najsłabszy najmocniejszy najmocniejszy najsłabszy mocniejszy mocniejszy 7

8 Teoria Bronsteda-Lowriego - delokalizacja elektronów a owość ów organicznych elektrony rozproszone (zdelokalizowane) elektrony zlokalizowane na atomie tlenu hybryda rezonansowa (struktura rezonansowa) równowaga rezonansowa (taka strzałka zawsze wskazuje przemieszczanie się elektronów, a nie przemieszczanie się atomów) Reguły dotyczące struktur rezonansowych (McMurry, rozdział 2.4 i 2.5) 1. Poszczególne struktury rezonansowe nie są rzeczywiste, lecz urojone. Prawdziwa struktura cząsteczki jest złożona z różnych struktur, inaczej mówiąc jest ich hybrydą rezonansową. 2. Struktury rezonansowe różnią się między sobą jedynie rozmieszczeniem ich elektronów p lub elektronów niewiążących. 3. Struktury rezonansowe związku chemicznego nie muszą być równocenne. 4. Struktury rezonansowe muszą być zgodne ze wzorami Lewisa i muszą spełniać ogólnie przyjęte zasady wartościowości (walencyjności). 5. Hybryda rezonansowa jest bardziej trwała niż poszczególne struktury rezonansowe. 8

9 2.2. Teoria Lewisa (1923) Kwas przyjmuje parę elektronową Zasada oddaje parę elektronową wiązanie utworzone przez elektrony z wolnej pary elektronowej at. N wiązanie utworzone przez elektrony z wolnej pary elektronowej at. O Inne y Lewisa: BH 3, ZnCl 2 9