Главная >> Химия 10 класс. Профильный уровень. Кузнецова

Глава 4. Теоретические основы, механизмы и закономерности протекания реакций органических соединений

§ 8. Особенности органических реакций. Механизм реакций (окончание)

1. Радикальный (гемолитический) разрыв ковалентной связи (гомолиз) (от греч. homos — «равный», «одинаковый»; lysis — «растворение», «распад»).

В этом случае происходит симметричный разрыв ковалентной связи (общей электронной пары) и у каждой образующейся частицы остается по одному неспаренному электрону.

Образовавшиеся частицы называются радикалами.

Радикалами называются частицы с неспаренными электронами на внешних орбиталях, обладающие высокой реакционной способностью.

Радикалы могут быть нейтральными и заряженными — ион-радикалы (катион- и анион-радикалы).

Примерами свободных радикалов являются такие частицы, как СН₃^•, Сl^•, СН₃СН₂^• и др.

Радикальному (гомолитическому) разрыву, или гомолизу, обычно подвергаются неполярные или малополярные ковалентные связи (С—С, С—Н, Cl—Cl, N—N, Вr—Вr и др.). Гомолиз осуществляется в растворах при определенных условиях (высокая температура, действие света, радиоактивное облучение), а также при проведении реакций в газовой фазе.

Поскольку радикалы — неустойчивые частицы, они быстро вступают в дальнейшие реакции, стремясь превратиться в устойчивые продукты:

а) взаимодействуя друг с другом, превращаются в устойчивые продукты:

СН₃^• + СН₃^• → Н₃С—СН₃;     Н^• + Н^• → Н₂;     СН₃^• + Н^• → СН₄;

б) превращение радикалов в устойчивые продукты идет по другому пути, если в реакционную систему добавляют другие реагенты или специальные примеси (такие примеры вы встретите в ходе изучения органической химии).

2. Ионный (гетеролитический) разрыв ковалентной связи (гетеролиз) (от греч. heteros — «другой», «иной»; lysis — «распад»).

В этом случае происходит несимметричный разрыв ковалентной связи. Частица А теряет электрон, который был предоставлен ею для образования общей электронной пары, связывающей атомы или частицы А: В, приобретает положительный заряд и превращается в катион А⁺ (электрофил). Частица В, «захватывая» чужой электрон, превращается в отрицательно заряженный ион — анион В^- (нуклеофил). Происходит гетеролиз ковалентной связи. К гетеролитическому разрыву склонны полярные и легко поляризуемые связи. Например: СН₃I → СН₃⁺ + I^-. Гетеролизу способствуют полярные растворители.

Основные понятия

Особенности органических реакций. Механизм реакций. Простые реакции. Сложные реакции. Нуклеофил и электрофил. Радикал. Гомолиз и гетеролиз

Вопросы и задания

1. Что такое механизм реакции? (Объясните на примере галоге- нирования метана.)

2. Какие взаимодействующие вещества в органической химии называют субстратом и реагентом? Укажите их на схемах реакций.

3. Дайте определение и примеры реагентов — нуклеофилов и электрофилов.

4. Запишите уравнение реакции бромирования этилена, укажите, какое из веществ является субстратом, какое — атакующим реагентом и какие — продуктами реакции.

5. На примере знакомых химических реакций покажите, как происходит разрыв (расщепление) ковалентных связей в молекулах исходных веществ.

Проанализируйте состав и природу реагентов в следующих реакциях:

СН₃I + ОН^- → СН₃ОН + I^-;     СН₂=СН₂ + Вr₂ → ВrСН₂—СН₂Вr.

Среди соединений и ионов, участвующих в этих реакциях, укажите:

1) два нуклеофила;
2) два электрофила.

Дайте обоснование своего выбора.

7. Дайте определение и сравнительную характеристику гемолитического и гетеролитического расщепления ковалентной связи, приведите схематическую иллюстрацию.

<<< К началу