Polarność cząsteczek

Podobne dokumenty
Chemia organiczna. Stereochemia. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

7-9. Stereoizomeria. izomery. konstytucyjne różne szkielety węglowe, różne grupy funkcyjne różne położenia gr. funkcyjnych

4. Stereoizomeria. izomery. konstytucyjne różne szkielety węglowe, różne grupy funkcyjne różne położenia gr. funkcyjnych

Elementy chemii organicznej

Stereochemia Ułożenie atomów w przestrzeni

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

Wykład z Chemii Ogólnej

Izomerię konstytucyjną można podzielić na podgrupy a) izomeria szkieletowa, która polega na różnej budowie szkieletu węglowego cząsteczek Przykład:

Elementy chemii organicznej

RJC # Defin i i n c i ja

Elementy teorii powierzchni metali

Model wiązania kowalencyjnego cząsteczka H 2

Wiązania jonowe występują w układach złożonych z atomów skrajnie różniących się elektroujemnością.

Stereochemia Jak przedstawiamy cząsteczkę z węglem tetraedrycznym:

Zagadnienia. Budowa atomu a. rozmieszczenie elektronów na orbitalach Z = 1-40; I

CHEMIA ORGANICZA - węglowodory. Podział węglowodorów

Chemia organiczna. Stereochemia. Zakład Chemii Medycznej Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

PODSTAWY CHEMII INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA. Wykład 2

Woda. Najpospolitsza czy najbardziej niezwykła substancja Świata?

Zadanie 1. (2 pkt) Określ, na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków, typ wiązania w związkach: KBr i HBr.

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

Zdzisław Głowacki. Zakres podstawowy i rozszerzony. Odpowiedzi i rozwiązania zadań. Rozdział 1. Powinno być

Temat Ocena dopuszczająca Ocena dostateczna Ocena dobra Ocena bardzo dobra Ocena celująca. Uczeń:

CZĄSTECZKA. Do opisu wiązań chemicznych stosuje się najczęściej jedną z dwóch metod (teorii): metoda wiązań walencyjnych (VB)

CZĄSTECZKA. Do opisu wiązań chemicznych stosuje się najczęściej metodę (teorię): metoda wiązań walencyjnych (VB)

CZ STECZKA. Do opisu wi za chemicznych stosuje si najcz ciej jedn z dwóch metod (teorii): metoda wi za walencyjnych (VB)

RJC # Alk l a k ny n Ster St eoi er zom eoi er zom y er Slides 1 to 30

Podział ciał stałych ze względu na strukturę atomowo-cząsteczkową

Wiązania kowalencyjne

Repetytorium z wybranych zagadnień z chemii

Izomeria. isos - taki sam meros -części

Izomeria. isos - taki sam meros -części

Podstawy chemii. dr hab. Wacław Makowski. Wykład 1: Wprowadzenie

Slajd 1. Wstęp do chemii organicznej. Nomenklatura, własności fizyczne, struktura. eter. mapa potencjału elektrostatycznego cząsteczki eteru etylowego

Materiały do zajęć dokształcających z chemii organicznej

H H H. Wzór "płaskostrukturalny": Wzór klinowy: H H. Model kulkowy cząsteczki: (obrazuje długosci wiązań, kąty między wiązaniami)

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas II LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

Nazwy pierwiastków: ...

Aleksander Kołodziejczyk Krystyna Dzierzbicka CHEMII. organicznej Tom 1

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Wiązania chemiczne, budowa cząsteczek

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Cz. I Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu dla klas I LO - Wiązania chemiczne + przykładowe zadania i proponowane rozwiązania

+ + Struktura cia³a sta³ego. Kryszta³y jonowe. Kryszta³y atomowe. struktura krystaliczna. struktura amorficzna

Podstawy Chemii. Zarys chemii organicznej. Dr inż. Marcin Libera

Atomy wieloelektronowe

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

2. Właściwości kwasowo-zasadowe związków organicznych

1. Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach: wody, amoniaku i chloru

Politechnika Wrocławska Wydział Chemiczny Zakład Materiałów Polimerowych i Węglowych. Analiza składu enancjomerów

Alkeny: Struktura, nazewnictwo, Termodynamika i kinetyka

Budowa przestrzenna alkanów

IZOMERIA Izomery - związki o takim samym składzie lecz różniące się budową

Różnorodny świat izomerów powtórzenie wiadomości przed maturą

3. Cząsteczki i wiązania

Budowa atomu. Wiązania chemiczne

Wykład przygotowany w oparciu o podręczniki:

Chemia węgla. Chemia Wydział SiMR, kierunek IPEiH I rok I stopnia studiów, semestr I. Chemia organiczna - podstawy

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań

Pochodne węglowodorów, w cząsteczkach których jeden atom H jest zastąpiony grupą hydroksylową (- OH ).

Wykład 5 XII 2018 Żywienie

Różne typy wiązań mają ta sama przyczynę: energia powstającej stabilnej cząsteczki jest mniejsza niż sumaryczna energia tworzących ją, oddalonych

PRZYKŁADOWE ZADANIA WĘGLOWODORY

11.Chemia organiczna. Irena Zubel Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechnika Wrocławska (na prawach rękopisu)

pobrano z

Podstawy chemii organicznej. T. 1 / Aleksander Kołodziejczyk, Krystyna Dzierzbicka. wyd. 3. Gdańsk, Spis treści

I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO. Imię i nazwisko Szkoła Klasa Nauczyciel Uzyskane punkty

Wykład 1. Struktura i wiązania w cząsteczkach organicznych

3. Cząsteczki i wiązania

Wykład 5: Cząsteczki dwuatomowe

Zarys Chemii Organicznej

Wewnętrzna budowa materii - zadania

Węglowodory poziom podstawowy

Zasady obsadzania poziomów

Plan dydaktyczny z chemii klasa: 2TRA 1 godzina tygodniowo- zakres podstawowy. Dział Zakres treści

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

Związki chemiczne, wiązania chemiczne, reakcje

CHEMIA 10 WĘGLOWODORY I ICH FLUOROWCOPOCHODNE. ALKOHOLE I FENOLE. IZOMERIA. POLIMERYZACJA.

Związki chemiczne, wiązania chemiczne, reakcje

RJC. 1 Kwasy i Zasady. Kwasy i zasady Brønsteda Stabilizacja Rezonansowa Kwasy i Zasady Lewisa HA + B: A - + BH + Slides 1 to 35

Anna Grych Test z budowy atomu i wiązań chemicznych

MATERIAŁY POMOCNICZE 1 GDYBY MATURA 2002 BYŁA DZISIAJ CHEMIA ZESTAW EGZAMINACYJNY PIERWSZY ARKUSZ EGZAMINACYJNY I

MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2014/2015

Węglowodany (Cukry) Część 1. Związki wielofunkcyjne

Atomy wieloelektronowe i cząsteczki

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - węglowodory nasycone - alkany + przykładowe zadania

Sprawdzian 1. CHEMIA. Przed próbną maturą (poziom rozszerzony) Czas pracy: 90 minut Maksymalna liczba punktów: 30. Imię i nazwisko ...

LCH 1 Zajęcia nr 60 Diagnoza końcowa. Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach:

STEREOCHEMIA ORGANICZNA

Zadanie 1. (1 pkt). Informacja do zada 2. i 3. Zadanie 2. (1 pkt) { Zadania 2., 3. i 4 s dla poziomu rozszerzonego} zania zania Zadanie 3.

IZOMERIA OPTYCZNA. Znaczenie izomerii optycznej.

prof. dr hab. Małgorzata Jóźwiak

Wewnętrzna budowa materii

CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z chemii dla uczniów gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2010/2011

CO_05_W: Stereochemia

Konspekt wykładu Chemia Organiczna dla studentów Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej

Dlaczego sacharoza (cukier trzcinowy) topi się w temperaturze 185 C, podczas

Wymagania przedmiotowe do podstawy programowej - chemia klasa 7

Najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we Wszechświecie, Stanowi główny składnik budujący gwiazdy,

Transkrypt:

Wykład II

Polarność cząsteczek Cz steczka jest polarna gdy rodek ci ko ci adunku ujemnego nie pokrywa si ze rodkiem ci ko ci adunku dodatniego. Cz steczka taka wykazuje moment dipolowy. Jest dipolem. Moment dipolowy µ = e * d, e ładunek, odległość między środkami ciężkości ładunków Momenty dipolowe niektórych wiązań

Momenty dipolowe niektórych cząsteczek tetrachlorometan chlorek metylu

Efekty elektronowe i steryczne Ka da cz steczka jest tworem sk adaj cym si z reaktywnego centrum, do którego przy czone s ró ne podstawniki. Podstawnik wywiera wp yw na reaktywno zwi zku na skutek efektów elektronowych powoduj cych zmian g sto ci elektronowej i centrum cz steczki oraz na skutek efektów sterycznych zwi zanych ze zjawiskiem t oczenia przestrzennego w cz steczce. Wiązanie C-H - wzorzec elektroujemności w chemii organicznej

Efekt indukcyjny i mezomeryczny Przyj tym w chemii organicznej wzorcem elektroujemno ci jest wi zanie C-H. W porównaniu z atomem H podstawnik mo e przyci ga elektrony lub je odpycha. G C G C podstawnik przyciąga elektrony podstawnik odpycha elektrony Efekt indukcyjny Polega na przyci ganiu elektronów (w spolaryzowanym wi zaniu) i przenoszeniem tego oddzia ywania przez indukcj na s siednie wi zanie (najdalej na 4. atom w gla). Maj go wszystkie podstawniki ró ne od wodoru. Efekt mezomeryczny Jest wynikiem tendencji elektronów do delokalizacji, tj. do tworzenia orbitali zdelokalizowanych. Podobnie jak efekt indukcyjny wyra a si przez przyci ganie lub odpychanie elektronów przez podstawniki. Efekt ten wykazuj tylko takie podstawniki, które zawieraj wolne pary elektronowe.

Siły międzycząsteczkowe. S to bardzo s abe si y. W krystalicznym ciele sta ym dzia aj si y elektrostatyczne utrzymuj ce jony lub cz steczki w regularnej sieci. Si y te mog by przezwyci one tylko w bardzo wysokiej temp. Proces topnienia np. NaCl polega na zmianie wybitnie uporz dkowanego rozmieszczenia cz steczek w sieci krystalicznej na bardziej przypadkowy, charakterystyczny dla cieczy. Zwi zki niejonowe, o atomach po czonych wy cznie wi zaniami kowalencyjnymi tworz kryszta y, których podstawowymi jednostkami strukturalnymi s cz steczki. Aby stopi zw. Niejonowy nale y dostarczy energii potrzebnej do przezwyci enia si mi dzycz steczkowych

Rodzaje odziaływań międzycząsteczkowych Jakiego rodzaju siły utrzymują razem obojętne cząsteczki? 1 o oddziaływania dipol-dipol H Cl Cl H szczególnym przypadkiem jest wiązanie wodorowe (mostek) (np. między cząsteczkami kwasów karbksylowych, alkoholi) 2 o oddziaływanie donorowo-akceptorowe np. w cząsteczkach hydroksykwasów, aminokwasów, niektórych pochodnych fenoli

3 o siły Van der Waalsa (niespecyficzne) Występuje wszędzie, związane jest z ruchem cząsteczek, częściowe fluktuacje gęstości chmury elektronowej, nawet w cząst. gazów szlachetnych występuje moment indukowany (nawet w cząst. niepolarnych). dipole chwilowe i dipole indukowane

Temperatura wrzenia W cieczy cząsteczki są rozmieszczone mniej regularnie niż w kryształach. Wrzenie następuje wtedy, gdy energia termiczna cząsteczek jest dostatecznie duża, aby przezwyciężyć siły kohezji utrzymujące cząsteczki w cieczy. Siły kohezji to przede wszystkim siły Van der Waalsa. wrzenie cieczy jonowej wrzenie cieczy niejonowej

Rozpuszczanie Podczas rozpuszczania ciała stałego lub cieczy, cząsteczki zostają oddzielone od siebie, a przestrzeń między nimi zajmują cząsteczki rozpuszczalnika. W tym procesie również należy dostarczyć energii potrzebnej do przezwyciężenia sił międzycząsteczkowych. Odziaływanie jon dipol; solwatacja kationu i anionu

Podobne rozpuszcza podobne Związki niepolarne rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych (heksan), Związki polarne w polarnych (chloroform). Związki o bardzo dużej polarności w rozpuszczalnikach b.polarnych. Bardzo polarne rozpuszczalniki aprotonowe: DMSO, DMF, THF, ACN O DMSO - dimetylosulftlenek DMF dimetyloformamid THF tetrahydrofuran (o charakterze eteru) CH 3 CN ACN acetonitryl (cyjanek kwasu octowego)

Kwasy i zasady wg Brönsteda Kwas substancja oddająca protony, zasada substancja przyjmująca protony Mocniejszy mocniejsza słabszy słabsza kwas zasada kwas zasada Mocniejszy mocniejsza słabszy słabsza kwas zasada kwas zasada

Mocniejszy mocniejsza słabszy słabsza kwas zasada kwas zasada Mocniejszy mocniejsza słabszy słabsza kwas zasada kwas zasada Moc kwasu Moc zasady Podobnie jak H 2 O, wiele związków organicznych zawierających tlen może działać jako zasady i przyjmować protony, np. alkohol etylowy, eter dietylowy.

Kwasy i zasady wg Lewisa Zasada substancja dostarczająca parę elektronową aby utworzyć wiązanie kowalencyjne, kwas substancja, która może przyjąć taką parę aby utworzyć wiązanie kowalencyjne kwas kwas zasada zasada Na atomie B zaznacza się formalny ładunek ujemny, gdyż ma on o 1 elektron (połowę udziału w parze elektronowej z N lub O) więcej niż może zrównoważyć ładunek jądra Kwasem jest również AlCl 3

Izomeria związków organicznych Izomeria strukturalna Przestrzenna (stereoizomeria)

Przykłady izomerii strukturalnej Oktanon - 4 Oktanon - 2 Etyloaminy : 2 rzędowa - 1 rzędowa izopentan n - pentan

Izomeria przestrzenna W przypadku izomerii przestrzennej, czyli stereoizomerii, kolejność powiązania atomów jest taka sama, a różnice między cząsteczkami izomerycznymi są spowodowane odmiennym ułożeniem atomów grup w przestrzeni, np. izomeria geometryczna Izomeria cis trans nosi nazwę izomerii geometrycznej. Dwie cząsteczki mogą być różne nawet wtedy, gdy są zbudowane z takich samych atomów, w rozmieszczanych w identycznych odległościach od siebie, ale w takiej kolejności, że cząsteczka i jej odbicie w lustrze nie są identyczne.

Izomeria optyczna Izomery, których cząsteczki mają się do siebie jak przedmiot do odbicia w lustrze, nazwano enancjomerami, a izomerię izomerią optyczną. Najłatwiejszym sposobem rozróżnienia takich izomerów jest zbadanie ich zachowań wobec światła spolaryzowanego. Warunkiem istnienia izomerii optycznej jest chiralność. Cząsteczki, które nie pokrywają się z swymi odbiciami lustrzanymi są chiralne. Cząsteczek tych nie da się na siebie nałożyć. rectus - prawy sinister - lewy

Odmiana racemiczna Równomolowe mieszaniny enancjonerów są optycznie nieczynne. Mieszaniny takie noszą nazwę mieszanin racemicznych (racematy). Rozdzielanie mieszanin racemicznych na podstawie reakcji z określanym enancjonomerem otrzymanym z roślin (najczęściej był to enancjomer L). Obecnie stosuje się metody chromatograficzne. Alkaloidy + strychnina lub brucyna

Absolutna konfiguracja związków optycznie czynnych metoda Cahna, Ingolda i Preloga R i S R- prawoskrętne S lewoskrętne (oznaczenia R i S nie mają tu nic wspólnego z kierunkiem skręcania światła spolaryzowanego) tylko z ustawieniem podstawników o malejącej liczbie atomowej. Reguły pierwszeństwa podstawników: atomy o wyższych l. atomowych mają pierwszeństwo przed atomami o niższych l. atomowych jeżeli z atomem C połączone są podstawniki o tej samej liczbie atomowej to rozpatruje się atomy sąsiednie, np.

Chiralność Cząsteczki, które nie pokrywają się ze swoimi odbiciami lustrzanymi są chiralne Nie zawsze cząsteczki posiadające centrum chiralności są chiralne, C* - węgiel asymetryczny D

Enancjomery czy diastereoizomery? Związek III jest diastereoizomerem związku I i II, Liczba możliwych do uzyskania stereoizomerów wynosi 2 n, gdzie n jest liczbą centrów chiralności. Są to 2 nienakładalne enancjomery Izomery, które nie są odbiciami lustrzanymi tego samego związku nazywamy diastereoizomerami.

Diastereoizomery Struktury I i III oraz II i III nie są odbiciami lustrzanymi, a mimo to są izomerami tego samego związku. Mają różną skręcalność właściwą. Skręcalność właściwa jest to liczba stopni o jaką została skręcona płaszczyzna polaryzacji światła w rurce o długości 1 dm zawierająca 1 g badanego związku w 1 cm 3 badanego roztworu. Oznaczana jest jako α i oznaczona jest jako L, D, (+), (-). Przy ustalaniu kierunku skręcania światła spolaryzowanego stosuje się substancję odniesienia, np. aldehyd glicerynowy Enanacjomery identyczne właściwości fizyczne (wyjątek: kierunek skręcania płaszczyzny światłą spolaryzowanego, te same właściwości chemiczne, inne w stosunku do optycznie czynnych reagentów Diastereoizomery podobne właściwości chemiczne, różne właściwości fizyczne

WĘGLOWODORY ALKANY Węglowodorami nazywamy związki, których jedynymi składnikami są C i H. Najprostszym przedstawicielem jest metan CH 4. Odległości i kąty zostały potwierdzone za pomocą metod rozpraszania i metod rentgenowskich (tetraedr kąty 109.5 st., długości wiązań C-H 0.11 nm). Jest składnikiem gazu ziemnego. Występuje także jako gaz błotny, ponieważ jest końcowym produktem rozkładu wielu organizmów żywych. Reakcje metanu: utlenianie ΔH = 89,2 kj/mol nosi nazwę ciepła spalania CH 4 jest surowcem energetycznym. Spalanie wymaga zainicjowania, bez zainicjowania nei zachodzi. Raz zainicjowana reakcja wydziela tyle ciepła, że podtrzymuje ona dalszy przebieg reakcji. Ciepło spalania ciepło jakie wydziela się przy spalania 1 mola związku.

chlorowcowanie (przede wszystkim chlorowanie, bo jodowanie nie zachodzi) Pod wpływem promieniowania UV metan ulega chlorowcowaniu. Chlorowcowanie jest typowym przykładem reakcji substytucji (podstawienia) Reakcja może biec dalej. Jest to reakcja łańcuchowa. Reaktywność

Szereg homologiczny alkanów Kolejne związki, z których następny różni się od poprzedniego o grupę metylową (CH 2 ). C n H 2n+2 Liczba izomerów metan CH 4 1 etan CH 3 -CH 3 1 propan CH 3 -CH 2 -CH 3 1 butan CH 3 (CH 2 ) 2 CH 3 2 pentan CH 3 (CH 2 ) 3 CH 3 3 heksan CH 3 (CH 2 ) 4 CH 3 5 heptan CH 3 (CH 2 ) 5 CH 3 9 oktan CH 3 (CH 2 ) 6 CH 3 18 nonan CH 3 (CH 2 ) 7 CH 3 35 dekan CH 3 (CH 2 ) 8 CH 3 75 15. pentadekan CH 3 (CH 2 ) 13 CH 3 4347 20. eikozan CH 3 (CH 2 ) 18 CH 3 366319

Nomenklatura alkanów wg IUPAC (1892 r., Kongres w Genewie) 1) W rozpatrywanej cząsteczce wybiera się za podstawę nazwy najdłuższy łańcuch węglowy izomeria łańcuchowa 2) Kierunek numeracji atomów C w łańcuchu dobiera się tak, aby liczby określające położenie podstawnika były jak najmniejsze. 3) Jeżeli obecne są różne grupy jako podstawniki to powinny być wymienione w nazwie w porządku alfabetycznym. Metylopropan (izobutan) 2-metylopentan 3-metylopentan

Nomenklatura alkanów 2,2,4-trimetylopentan 3,3-dietylo-5-izopropylo-4- metylooktan

Rzędowość atomów węgla i wodoru