3:52 ص مكتبة الزراعية الشاملة

مدخل إلى ميكانيكيات التفاعلات العضوية

هناك عدة أنواع من آليات التفاعل في الكيمياء العضوية. الكيمياء العضوية هي دراسة المواد العضوية. أو المواد التي تتكون في المقام الأول من الهيدروكربونات. غالبًا ما تشمل المركبات العضوية أيضًا الأكسجين والنيتروجين. قد تشمل أيضًا الهالوجينات والكبريت وعناصر أخرى. يشير التفاعل إلى عندما يقوم مركب واحد أو أكثر (متفاعلات) بإنشاء مركب (مكونات) جديد (منتجات). يُظهر التفاعل فقط المركبات الأولية والنهائية، ولكن غالبًا ما يحدث التفاعل بعدة خطوات وسيطة، مع منتجات وسيطة. تُظهر آلية التفاعل هذه الخطوات الوسيطة وكيف تتشكل الروابط وتنكسر.

آلية التفاعل مهمة لأنها تساعد على فهم أفضل لكيفية تشكل المنتج وما هو المنتج الذي سيتشكل. هناك الآلاف من التفاعلات المختلفة التي يمكن أن تحدث في الكيمياء العضوية. إن فهم الآليات وراء التفاعل سيسمح بفهم أفضل للمنتجات التي ستتشكل أو التفاعل الذي يجب أن يحدث لتكوين منتج معين. غالبًا ما يساعد أيضًا في فهم المنتج الدستوري الذي سيتشكل والتوجيه ثلاثي الأبعاد للمنتج أو الكيمياء الفراغية.

نظرًا لأن التفاعلات الكيميائية تتضمن كسر وتكوين الروابط، فإن دراسة حركة الإلكترونات الرابطة (وغير الرابطة) في الغلاف التكافئي أمر ضروري لفهم هذا الأمر. ومن الشائع الآن إظهار حركة الإلكترونات باستخدام الأسهم المنحنية، وتُسمى سلسلة المعادلات التي تصور عواقب مثل هذه التحولات الإلكترونية بالآلية. يجب أيضًا تقديم زوج من المصطلحات المستخدمة على نطاق واسع، والمتعلقة بترميز حمض-قاعدة لويس، هنا.

• محب للإلكترون: ذرة أو أيون أو جزيء يفتقر إلى الإلكترونات ولديه تقارب لزوج من الإلكترونات، وسوف يرتبط بقاعدة أو نواة.
• محب للنواة: ذرة أو أيون أو جزيء لديه زوج من الإلكترونات يمكن التبرع به في الارتباط بمحب للإلكترون (أو حمض لويس).
• باستخدام هذه التعريفات، من الواضح أن الكاتيونات الكربونية (التي تسمى أيونات الكربونيوم في الأدبيات القديمة) هي محبة للإلكترونات والكربانيونات هي نواة. تحتوي الكربينات على غلاف تكافؤ سداسي من الإلكترونات وبالتالي فهي تعاني من نقص الإلكترونات. بهذا المعنى فهي محبة للإلكترونات، لكن زوج الإلكترون غير الرابط يعطي الكربينات أيضًا طابعًا محبًا للنواة. وكقاعدة عامة، تهيمن السمة المحبة للإلكترونات على تفاعل الكربين. تحتوي جذور الكربون على سبعة إلكترونات تكافؤ فقط، ويمكن اعتبارها تعاني من نقص الإلكترونات؛ ومع ذلك، فإنها لا ترتبط بشكل عام بأزواج الإلكترونات النوكليوفيلية، لذا فإن كيمياءها تظهر اختلافات فريدة عن كيمياء محبات الإلكترونات التقليدية. غالبًا ما تسمى الوسائط الجذرية بالجذور الحرة.

تأتي أهمية مصطلحات محبة الإلكترونات/محبة النوكليوفيل من حقيقة أن العديد من التفاعلات العضوية تنطوي في مرحلة ما على ارتباط محب الإلكترونات بمحب الإلكترونات، وهي العملية التي تؤدي عمومًا إلى وسيط أو منتج مستقر. تسمى تفاعلات من هذا النوع أحيانًا تفاعلات أيونية، حيث غالبًا ما تكون المتفاعلات أو المنتجات الأيونية متضمنة. يمكن فحص بعض الأمثلة الشائعة للتفاعلات الأيونية وآلياتها أدناه.

تصبح الأشكال التي تتخذها هذه الوسائط بشكل مثالي مهمة عند النظر في الكيمياء الفراغية للتفاعلات التي تلعب فيها دورًا. مركب رباعي التكافؤ بسيط مثل الميثان، CH4، له تكوين رباعي السطوح. تحتوي الكاتيونات الكربونية على ثلاث روابط فقط مع الكربون الحامل للشحنة، لذلك فهي تتبنى تكوينًا ثلاثيًا مستويًا. الكربانيونات هرمية الشكل (رباعية السطوح إذا تم النظر إلى زوج الإلكترونات كمستبدل)، ولكن هذه الأنواع تنقلب بسرعة في درجة حرارة الغرفة، وتمر عبر شكل مستوٍ ذي طاقة أعلى حيث يشغل زوج الإلكترونات مدارًا p. الجذور متوسطة في التكوين، حيث يكون فرق الطاقة بين الأشكال الهرمية والمستوية صغيرًا جدًا. نظرًا لأن ثلاث نقاط تحدد المستوى، فيجب أن يكون شكل الكربانيات مستويًا؛ ومع ذلك، يختلف توزيع الإلكترونات التكافؤية.

--------------------

تنزيل الكتاب

-------------------------------

مشاركة