UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI -...
Transcript of UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI -...
![Page 1: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/1.jpg)
UGLJOVODONICI – ALKANI
UGLJOVODONICI
ACIKLIČNI
AROMATIČNI
CIKLIČNI
ALKENI
ALKINI
ALKANI
ALICIKLIČNI
cikloalkan cikloalken
![Page 2: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/2.jpg)
ALKANI – OPŠTA SVOJSTVA
CnH2n+2 , n je broj C atoma
![Page 3: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/3.jpg)
![Page 4: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/4.jpg)
Tetraedarska struktura
uglovi veza = 109.5°
dužina veza = 110 pm
struktura ne odgovara
elektronskoj konfiguraciji ugljenika
![Page 5: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/5.jpg)
Tetraedarska geometrija na svakom
C atomu
C—H dužina veza = 110 pm
C—C dužina veza = 153 pm
![Page 6: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/6.jpg)
Broj strukturnih izomera kod alkana
CH4 1 C8H18 18
C2H6 1 C9H20 35
C3H8 1 C10H22 75
C4H10 2 C15H32 4 347
C5H12 3 C20H42 366 319
C6H14 5 C40H82 62,491,178,805,831
C7H16 9
Izomerni alkani
![Page 7: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/7.jpg)
BUTANI - C4H10
2 strukturna izomera
n-butan → izobutan → CH3CH2CH2CH3 (CH3)3CH
1° 1°
2° 2°
1°
1°
3°
3°
![Page 8: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/8.jpg)
PENTANI C5H12
n-pentan → Izopentan→
neopentan→
2,2-dimetilpropan
CH3CH2CH2CH2CH3
3 strukturna izomera
(CH3)2CHCH2CH3
(CH3)4C
![Page 9: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/9.jpg)
Deo molekula koji se dobija uklanjanjem jednog H-atoma iz
molekula alkana
Imenuje se tako što se od naziva alkana oduzme sufiks -an i doda
sufiks –il
ALKIL GRUPE
![Page 10: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/11.jpg)
NOMENKLATURA ALKANA
Ime alkana završava se sufiksom -an
n- prefiks kod alkana ravnog niza nije deo IUPAC
nomenklature tj. sistematskog imena
Alkani koji se ne račvaju imenuju se tako što se na latinski
ili grčki prefiks broja C atoma doda nastavak –an
Broj C atoma Naziv Struktura
5 pentan CH3(CH2)3CH3
6 heksan CH3(CH2)4CH3
7 heptan CH3(CH2)5CH3
8 oktan CH3(CH2)6CH3
9 nonan CH3(CH2)7CH3
10 dekan CH3(CH2)8CH3
![Page 12: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/12.jpg)
Za alkane koji se račvaju potrebno je pratiti određena pravila:
1. Naći najduži niz ugljenikovih atoma • Najduži niz je osnovni niz
• Grupe vezane za osnovni niz nazivaju se supstituenti
NOMENKLATURA ALKANA
• Ukoliko molekul ima dva ili više nizova iste dužine, osnovni niz je onaj sa većim brojem supstituenata
![Page 13: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/13.jpg)
2. Imenovati sve grupe vezane za osnovni niz kao alkil
supstituente;
• Ukoliko je supstituent račvast primenjuju se ista pravila kao
za osnovni niz
• Alkil grupe se imenuju tako što se u imena alkana sa istim
brojem C atoma sufiks –an zameni sufiksom –il.
NOMENKLATURA ALKANA
![Page 14: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/14.jpg)
3. Numerisati ugljenikove atome najdužeg niza polazeći od
kraja koji je najbliži supstituentu
NOMENKLATURA ALKANA
• Ukoliko dva supstituenta mogu biti na istom rastojanju od dva različita kraja niza, osnovni niz se numeriše prema abecednom redu → prvi supstituent prema abecednom redu se vezuje za ugljenik nižeg broja
![Page 15: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/15.jpg)
4. Napisati ime alkana prvo uređujući sve supstituente po
abecednom redu (svakom prethodi broj ugljenikovog
atoma za koji je vezan), a zatim dodati ime osnovnog
niza
• Ukoliko molekul sadrži više istih supstituenata, imenu alkil
grupe prethode prefiksi di-, tri- tetra- itd. Ovi prefiksi kao i
sek- i terc- ne raspoređuju se po abecednom redu osim ako
nisu deo složenog imena supstituenta.
NOMENKLATURA ALKANA
![Page 16: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/16.jpg)
PRIMERI
2-metilbutan 2,3-dimetilbutan 4-etil-2,2,7-trimetiloktan
4-(1-etilpropil)-2,3,5-trimetilnonan
1
4 9
4-(1-metiletilheptan)
(4-izopropilheptan)
![Page 17: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/17.jpg)
Nacrtati :
3,3-dimetilpentan 3-brom-1-hlorbutan
PRIMERI
![Page 18: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/18.jpg)
Alkani su nepolarna jedinjenja, nerastvorna u vodi
Alkani imaju niže temperature ključanja od ostalih
ugljovodonika slične molekulske mase
Sa povećanjem broja C atoma raste temperatura
ključanja
Sa porastom račvanja smanjuje se temperatura
ključanja
Fizička svojstva alkana zavise od jačine
intermolekulskih privlačnih sila (Van der Waals-ove
sile)
FIZIČKA SVOJSTVA ALAKNA
![Page 19: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/19.jpg)
Temperature ključanja
Broj C atoma
tk, oC
![Page 20: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/20.jpg)
Temperature ključanja i topljenja
n-pentan CH3CH2CH2CH2CH3
izopentan
(CH3)2CHCH2CH3
neopentan
(CH3)4C
tk 36,1 oC tk 28 oC tk 9,4 oC tt -129.8 oC tt -159.9 oC tt -16,8 oC
![Page 21: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/21.jpg)
KONFORMACIJE ETANA
Njumanova
projekciona
formula diedralni
ugao
60 o
stepeničasta
konformacija
eklipsna
konformacija
(12 kJ/mol) rotameri
![Page 22: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/22.jpg)
KONFORMACIJE ETANA
E
Stepen rotacije
eklipsna
stepeničasta
![Page 23: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/23.jpg)
KONFORMACIJE BUTANA
E
Stepen rotacije
anti anti
goš
(gauche-nezgodan)
sin
![Page 24: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/24.jpg)
DOBIJANJE ALKANA Industrijsko (iz prirodnih izvora)
Laboratorijsko
PRIRODNI GAS čine:
• 75% metan
• 10% etan
• 5%propan
NAFTA se sastoji od oko 150 ugljovodonika (pretežno alkani i
cikloalkani)
• Primarna prerada
frakciona destilacija (atmosferska i vakuum)
• Sekundarna prerada
termički postupci (krekovanje)
katalitički postupci (krekovanje, reformiranje)
![Page 25: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/25.jpg)
rafinerijski gas,
1%
petroletar, ligroin, benzin i nafta 15-30%
kerozin, lož ulje, 5-20%
gasno ulje, dizel gorivo,
ulje za podmazivanje
asfalt, 10-40%
Uljni ostatak, parafinski
vosak, asfalt, smola,
8-69%
![Page 26: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/26.jpg)
LABORATORIJSKO DOBIJANJE ALKANA
1. Hidrogenovanje alkena i alkina
2. Redukcija alkil-halogenida
3. Vircova (Würtz) reakcija
![Page 27: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/27.jpg)
LABORATORIJSKO DOBIJANJE ALKANA
1. Hidrogenovanje alkena i alkina
alken alkan
alkan alkin
ili
![Page 28: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/28.jpg)
LABORATORIJSKO DOBIJANJE ALKANA
2. Redukcija alkil-halogenida
hidroliza Grinjarovog (Grignard) reagensa
redukcija pomoću metala i kiseline
RX + Mg RMgX RHH2O
R:Mg+
:X:..
..kovalentna veza
jonska veza _
Primer: 2-brombutan butan Zn, HBr
2-brombutan butan
![Page 29: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/29.jpg)
3. Vircova reakcija
LABORATORIJSKO DOBIJANJE ALKANA
R-X + 2Na + R-X R-R + 2NaX
Primer: 1-brompropan heksan
ograničenje –kao polazni molekul se može koristiti samo jedan alkil-halogenid
u suprotnom će se dobiti smeša proizvoda
Na
![Page 30: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/30.jpg)
REAKCIJE ALKANA
1. Oksidacija
2. Halogenovanje
3. Piroliza
![Page 31: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/31.jpg)
REAKCIJE ALKANA
CH4 + O2 CO2 + 2H2O + toplota (212 kcal/mol)
toplota sagorevanja je količina toplote oslobođena po molu ugljovodonika
toplota sagorevanja raste sa brojem C atoma
toplota sagorevanja se smanjuje sa račvanjem
toplota sagorevanja ukazuje na stabilnost molekula
![Page 32: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/32.jpg)
4817 kJ/mol
5471 kJ/mol
6125 kJ/mol
654 kJ/mol
654 kJ/mol
heptan
oktan
nonan
![Page 33: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/33.jpg)
8CO2 + 9H2O
5452 kJ/mol
5458 kJ/mol
5471 kJ/mol
5466 kJ/mol O2
+ 25
2
O2 +
25
2 O2 +
25
2 O2 +
25
2
![Page 34: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/34.jpg)
REAKCIJE ALKANA
2. Halogenovanje
DHo=energija disocijacije veze
DHo
(raskinutih veza) (stvorenih veza)
uvedena energija-oslobođena energija
ili
Energija disocijacije veze – količina utrošene ili oslobođene energije za raskidanje ili nastajanje
veze. Predstavlja jačinu neke veze
CH4 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4
Cl2, h Cl2, h Cl2, h Cl2, h
dihlormetan
(metilenhlorid)
trihlormetan
(hloroform)
tetrahlormetan
(ugljentetrahlorid) hlormetan
za monohlorovanje je potreban
veliki višak metana
![Page 35: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/35.jpg)
inicijacija
propagacija
terminacija
Lančana reakcija – serija stupnjeva,
U svakom se stvara reaktivna čestica za sledeći stupanj
Mehanizam halogenovanja
inicijacija propagacija terminacija
![Page 36: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/36.jpg)
Inicijacija
homolitičko raskidanje veze
atom hlora
mali broj inicijacija je potreban da bi se svi reaktanti preveli u proizvode !
ili
![Page 37: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/37.jpg)
Propagacija 1 metil-radikal
Reakciona koordinata
za Br2
Ho=16 kcal/mol
Eact=18 kcal/mol . .
Propagacija 2
![Page 38: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/38.jpg)
Propagacija
propagacija 1 propagacija 2
r.k.
![Page 39: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/39.jpg)
Terminacija
Inhibitori-supstance koje usporavaju ili zaustavljaju reakciju čak i u maloj količini
Ukoliko dođe do reakcije između bilo koja dva radikala, dolazi do terminacije
![Page 40: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/40.jpg)
Problem kod hlorovanja predstavlja kontrola selektivnosti
proizvoda
Fluor i brom reaguju sa metanom i alkanima
Jod ne reaguje
Prva propagaciona faza je uvek sporija od druge. Ona postaje
sve egzotermnija i njena Ea opada idući od Br, preko Cl do F.
Ovim trendom se objašnjavaju relativne reaktivnosti halogena
U slučaju fluora, prelazno stanje je mnogo bliže polaznim
materijalima nego proizvodima reakcije. Rana prelazna stanja
često su karakteristična za brze egzotermne procese
U slučaju broma, prelazno stanje je mnogo bliže proizvodima
reakcije. Kasna prelazna stanja često su karakteristična za spore
endotermne procese
relativna reaktivnost halogena F2>Cl2>Br2>(I2)
![Page 41: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/41.jpg)
Halogenovanje viših alkana
.
CH3CH3
XCH3CH2
.CH3CH2-X
etil-radikal
43 % 57%
1 o 2 o
1-hlorpropan 2-hlorpropan
etan
propan
orijentacija je određena relativnom brzinom izdvajanja vodonika, odnosno
relativnom reaktivnošću
![Page 42: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/42.jpg)
Halogenovanje viših alkana
r.k.
relativna reaktivnost 2o : 1o = 4 : 1 na 25 oC za hlorovanje
Apstrakcija 2o vodonika je
egzotermniji proces sa
nižom Ea
![Page 43: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/43.jpg)
Halogenovanje viših alkana
1-hlor-2-metilpropan 2-hlor-2-metil-propan
relativna reaktivnost 3o : 1o = 5 : 1 na 25 oC za hlorovanje
relativna reaktivnost 3o : 2o : 1o = 5 : 4 : 1 na 25 oC za hlorovanje
hlor je neselektivan !
![Page 44: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/44.jpg)
Halogenovanje viših alkana
2-brom-2-metilpropan 1-brom-2-metilpropan
relativna reaktivnost 3o : 2o : 1o = 1600 : 82 : 1 na 127 oC za bromovanje
brom je selektivan !
![Page 45: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/45.jpg)
Halogenovanje viših alkana
r.k.
Brom pokazuje veliku selektivnost zato što se prelazna stanja kasno postižu i po strukturi su slična radikalu koji nastaje
![Page 46: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/46.jpg)
Stabilnost radikala
Energija disocijacije veze kod alkana opada u
sledećem nizu:
metan>1o>2o > 3o
C-H jača veza Manje stabilan radikal
CH3-H CH3· + H· DH0 = 105 kcal mol-1
CH3CH2-H CH3CH2 · + H· DH0 = 101 kcal mol-1
(CH3)2CH-H (CH3)2CH· + H· DH0 = 98.5 kcal mol-1
(CH3)3C-H (CH3)3C· + H· DH0 = 96.5 kcal mol-1
C-H slabija veza Stabilniji radikal
opad
a ja
čina
veze
![Page 47: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/47.jpg)
Stabilnost radikala Relativna stabilnost alkil-radikala se može objasniti
preklapanjem orbitale koja sadrži nesparen elektron (p orbitala) i orbitale na susednom C atomu (sp3 orbitala).
Ovo preklapanje se zove hiperkonjugacija.
Hiperkonjugacija dozvoljava vezujućem paru elektrona u vezi da se delokalizuje u delimično praznoj p orbitali.
Doprinos stabilnosti kod 2 i 3o radikala je smanjenje sternih interakcije zbog promene geometrije sistema (sp2 hibridizacije).
Faktori koji stabilizuju radikal stabilizuju i prelazno stanje
![Page 48: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/48.jpg)
Struktura metil-radikala
prelazno stanje
metil-radikal HCl
![Page 49: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/49.jpg)
Struktura 1o, 2o i 3o-radikala
1o 2o 3o
porast hiperkonjugacije
![Page 50: UGLJOVODONICI - ALKANI I CIKLOALKANIelektron.tmf.bg.ac.rs/organskahemija/UGLJOVODONICI - ALKANI.pdf · ugljovodonici – alkani ugljovodonici acikliČni aromatiČni cikliČni alkeni](https://reader030.fdocuments.net/reader030/viewer/2022020115/5e12a7849ba9fb22d77fb2a9/html5/thumbnails/50.jpg)
REAKCIJE ALKANA
3. Piroliza zagrevanjem alkana na visokoj temperaturi dolazi do raskidanja C-H i C-C
veza u odsustvu O2
pri tom nastaju viši i niži alkani i alkeni
propen
eten
kombinacija radikala
apstrakcija vodonika