Jump to content
منتدى البحرين اليوم

تعريفات وتعليلات كيم 314


Recommended Posts

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،،

 

 

تعريفات وتعليلات كيم 314

 

أولاً: التعريفات

التهجين: تداخل أو اندماج الأفلاك الذرية المتقاربة أو المتساوية في مستوى الطاقة في الذرة الواحدة، وتكوين عدد من الأفلاك المهجنة تساوي عدد الأفلاك الذرية المتداخلة.

مجموعة فعالة (مجموعة وظيفية): ذرة أو مجموعة من الذرات متصلة بالهيكل الجزيئي وتعكس معظم الخوص والتفاعلات المميزة للجزيء

 

المركبات الأروماتية: هي المركبات العضوية الحلقية غير المشبعة مثل البنزين ومشتقاته.

مجموعة فينيل: مجموعة تحتوي على حلقة بنزين أو أكثر نزع منها ذرة هيدروجين.

الرنين: تبادل الروابط باي لأوضاعها من شكل لآخر، أي عدم تمركز إلكترونات الروابط باي.

التهذيب البلاتيني: عملية انتزاع الهيدروجين من الهيدروكربونات سداسية الحلقة باستخدام البلاتين عند درجات حرارة عالية لتكوين البنزين.

تفاعل الإضافة: تفاعل كيميائي يحدث فيه إضافة ذرات أو مجموعات ذرية إلى مركب غير مشبع دون فقد هذا المركب شيء من مكوناته.

هلجنة بالإضافة: إضافة الهالوجين إلى مركب غير مشبع دون فقد هذا المركب شيئاً من مكوناته

تفاعل فيدل – كرافت: تفاعل كيميائي يتم فيه إدخال مجموعة ألكيل (R - ) أو أسيل (RCO - ) على حلقة البنزين وذلك بتفاعل هاليد الألكيل (RX) أو هاليد الأسيل (RCOX) مع المركب الأروماتي في وجود أحد أحماض لويس.

 

المركبات الهيدروكسيلية: مركبات هيدروكربونية استبدلت فيها ذرة هيدروجين أو أكثر بمجموعة هيدروكسيل.

الكحولات: مركبات هيدروكربونية أليفاتية استبدلت فيها ذرة هيدروجين أو أكثر بمجموعة هيدروكسيل.

الفينولات: مركبات هيدروكربونية أروماتية استبدلت فيها ذرة هيدروجين أو أكثر بمجموعة هيدروكسيل.

المشابهة الجزيئية: هي أن يدل القانون الجزيئي على أكثر من مركب لاختلاف مواضع الذرات أو المجموعات في الجزيء.

قاعدة سايتزف: عند نزع الماء من الكحولات يخرج الهيدروجين من ذرة الكربون المجاورة لذرة الكربون المحتوية على مجموعة الهيدروكسيل، والتي تحتوي على أقل عدد من ذرات الهيدروجين

تفاعل الأيودوفورم: تفاعل الإيثانول مع محلول اليود المذاب في يوديد البوتاسيوم في وجود محلول هيدروكسيد الصوديوم، معطياً أيودوفوم لونه أصفر.

التكاثف: تفاعل تضاعف يصاحبه خروج جزيء ماء (مثل تكوين الباكلايت)

الإيثيرات: مركبات عضوية تحتوي على مجموعتي ألكيل وأريل بينهما ذرة أكسجين.

 

الإيثير البسيط: الإيثير الذي فيه مجموعتا الألكيل متشابهتين.

الإيثير المركب: الإيثير الذي فيه مجموعتا الألكيل مختلفتين.

 

المركبات الكربونيلية: هي مركبات عضوية تحتوي على مجموعة كربونيل (ألدهيدات – كيتونات)

الألدهيدات: هي مركبات كربونيلية ترتبط فيها مجموعة الكربونيل بذرة هيدروجين ومجموعة ألكيل.

الكيتونات: هي مركبات كربونيلية ترتبط فيها مجموعة الكربونيل بمجموعتين ألكيل.

 

الأحماض الكربوكسيلية: هي مركبات تحتوي على مجموعة كربوكسيل COOH التي تتكون من ارتباط مجموعة الكربونيل بمجموعة هيدروكسيل.

تفاعل كانيزارو: تفاعل الألدهيد الذي لا يحتوي على ذرة هيدروجين في وضع ألفا مع هيدروكسيد الصوديوم ويكون الكحول وملح الحمض المقابل.

الاسترات: مركبات تستبدل فيها ذرة هيدروجين في الأحماض الكربوكسيلية بمجموعة ألكيل.

تحويل الأسترة: تحلل الأستر في وجود كحول آخر ليعطي استر الكحول الجديد في وجود حمض أو قاعدة.

 

ثانياً: التعليلات

طول الرابطة بين ذرتي كربون من نوع تهجين sp أقصر من طول الرابطة بين ذرتي كربون من نوع تهجين sp3

طول الرابطة بين ذرتي الكربون من تهجين SP3 يكون أطول لتقليل قوى التنافر بين ذرات الهيدروجين الثلاثة على كلتا الذرتين ..لذا تأخذ الذرتان أقصى مسافة ممكنة، بينما طول الرابطة بين ذرتي الكربون من تهجين SP يكون أقصر لوجود ذرة هيدروجين واحدة فقط على كل ذرة كربون فلا يوجد أي تنافر بينها ..لذا الذرتان تأخذ أقصر مسافة بينهما.

 

حدوث عملية التهجين (اندماج الأفلاك S , P ) بعد عملية الإثارة للالكترون الموجود في 2S.

للحصول على أفلاك متساوية في الطاقة ومتشابهة في الشكل.

 

تعتبر الروابط باي أنشط في التفاعلات الكيميائية من الروابط سيجما

لأن الاندماج الكلي في الرابطة باي أقل منه في الرابطة سيجما، وبالتالي تكون الرابطة باي أضعف وأنشط من الرابطة سيجما..

 

وجه العلماء انتقادات لصيغة كيكولي للبنزين

لأنه يفترض وفق صيغة كيكولي أن يتفاعل البنزين بالإضافة كما في المركبات غير المشبعة كالألكينات ،نتيجة لوجود روابط ثنائية، إلا أنه يتفاعل بالاستبدال بسهولة.

 

يعتبر البنزين مركب ثابت نسبيًا

بسبب حالة الرنين (عدم تمركز الروابط الثنائية – عدم تمركز الرابطة باي)

 

يتفاعل البنزين بالاستبدال و الإضافة

يحتوي البنزين على 3 روابط مزدوجة وبذلك يعطي تفاعلات إضافة تحت ظروف خاصة (الهدرجة – الهلجنة في ضوء الشمس)، كما قد تستبدل ذرة هيدروجين أو أكثر ويدخل بدلا منها ذرة أو اكثر في حلقة البنزين (الهلجنة في غياب ضوء الشمس – النيترة – السلفنة)

 

عدم ذوبان البنزين في الماء

لأنه مركب عضوي بينما الماء مذيب قطبي.

 

عدم صلاحية الماء في إطفاء حرائق البنزين

لأن كثافته أقل من الماء، لذلك يطفو فوق الماء ويزيد الاشتعال.

 

يحترق البنزين بلهب مدخن مضيء في كمية محدودة من الهواء

1) لأنه يحتوي على نسبة كبيرة من الكربون

2) لوجود درجة عالية من عدم التشبع نتيجة لوجود 3 روابط ثنائية

3) لبقاء بعض دقائق الكربون غير المحترق

 

يستخدم البنزين في إزالة كثير من البقع بالتنظيف الجاف ؟

لأنه مذيب للكثير من المواد العضوية (مذيب عضوي)

 

يستخدم حمض الكبريتيك المركز عند نيترة البنزين

للمساعدة على انتزاع جزيء الماء منعاً للتفاعل العكسي.

 

يضاف بروميد الفضة عند هلجنة البنزين بواسطة البروم.

حتى يقوم بالكسر غير المتجانس للرابطة Br-Br في جزيء Br2 يتبعها مهاجمة Br+ لحلقة البنزين وتكوين بروموبنزين. (انظر المعادلات صفحة 55)

 

ذوبان الكحولات في الماء

1) بسبب قابليتها لتكوين روابط هيدروجينية فيما بينها وفيما بينها وبين الماء.

2) لأن الماء مذيب قطبي والكحولات مركبات قطبية.

 

ذوبان الكحولات ذات الكتل الجزيئية الكبيرة في الماء أصعب من ذوبان الكحولات ذات الكتل الجزيئية الصغيرة فيه

لأنه كلما زاد الوزن الجزيئي في المركبات العضوية تحولت إلى مركبات زيتية ثم شمعية ثم صلبة

 

إضافة هيدروكسيد الصوديوم عند تحليل هاليدات الألكيل مائياً إلى كحولات

لإسراع التفاعل وزيادة التحلل المائي.

 

لا يستخدم الصوديوم في تنقية الكحولات بينما يستخدم الكالسيوم

لأن الكحولات تتفاعل مع الصوديوم تفاعل قوي طارد للحرارة مكونه RONa.

 

لا يتفاعل الميثانول مع حمض الكبريتيك المركز عند 170 درجة سيليزية.

لأن عند170 س يكون أثر الحمض هو انتزاع جزئ الماء و بما أن الميثانول يحوي ذرة كربون واحدة فلا يمكن نزع OH و H من نفس الذرة

 

عند أكسدة الايثانول لا يقف التفاعل عند تكوين الاسيتالدهيد.

لوجود ذرة هيدروجين أخرى قابلة للأكسدة

 

يعتمد ناتج أكسدة الكحولات على نوعها

الكحولات الأولية: تتأكسد إلى ألدهيدات ثم أحماض.

الكحولات الثانوية: تتأكسد ذرة الهيدروجين المتصلة بالكاربونيل إلى هيدروكسيد، فينتج مركب غير ثابت يفقد جزيء ماء ويعطي كيتون غير قابل للأكسدة.

الكحولات الثالثية: لا تتأكسد لأن الكاربونيل لا يتصل بهيدروجين.

 

عدم وجود جزئ يحتوي على مجموعتين هيدروكسيل متصلتين بذرة كربون واحدة

لأنه يتم فقد جزيء ماء متحولا إلى الألدهيد أو كيتون

 

عدم تأكسد الكحول الثلاثي والكيتون

لعدم اتصال ذرة الكربون بذرة هيدروجين.

 

يتكون راسب أصفر ذو رائحة مميزة عند إضافة محلول اليود المذاب في يوديد البوتاسيوم على الإيثانول في وجود محلول هيدروكسيد الصوديوم.

بسبب تكون مركب الأيودوفورم (انظر تفاعل الأيودوفورم ص82)

 

 

 

درجة غليان ( الكحولات) أعلى من درجة غليان الألكانات التي تحوي نفس عدد ذرات الكربون

1) بسبب وجود روابط هيدروجينية قوية بين جزيئاتها.

2) بسبب قطبية الروابط بين جزيئات الكحول (O –C و O – H ) مما يزيد تجاذب الجزيئات ويعيق فصلها عن بعض بسهولة.

 

يعتبر الايثانول مشتق من البتروكيماويات

لأن الايثانول يمكن تحضيره من كل من الايثيلين (الايثين) C2H4 أو من الاستلين( الايثاين) C2H2 وهما نواتج تكرير البترول

 

يستخدم حمض الكبريتيك المركز عند تحضير إستر خلات الإيثيل في تفاعل الإيثانول مع حمض الإيثانويك

لانتزاع الماء وجعل التفاعل يسير في اتجاه طردي لإنتاج المزيد من الاستر.

 

الفينول حمضي التأثير

لتكوين أيون الهيدروجين حامضي التأثير.

 

لماذا محلول الكحول الايثيلي متعادل تقريبا

لأن تأين الكحول الإيثيلي أقل من تأين الماء ، حيث أن مجموعة الألكيل فيه طاردة للإلكترونات مما يزيد من الشحنة على ذرة الأوكسجين فيجعل فقد البروتون لا يتم بسهولة

 

يعتبر إيثير ثنائي الإيثيل أكثر تطايراً من الإيثانول (الإيثيرات أكثر تطايراً من الكحولات المقابلة لها – درجة غليان الإيثيرات أقل من الكحولات)

1) لأن قطبية الجزيئات في الإيثانول (الكحولات) أكبر، فتكون جزيئاته متجاذبة ومتماسكة أكثر.

2) لوجود روابط هيدروجينية قوية H - O في الإيثانول (الكحولات) وعدم تواجدها في إيثير ثنائي الإيثيل (الإيثيرات)

3) بالتالي فإن طاقة فصل الجزيئات في الإيثير أقل، فيكون أكثر تطايراً ودرجة غليانه أقل.

 

تقاوم الإيثرات تأثير الأحماض المركزة والقلويات القوية

بسبب وجود الرابطة الإيثرية القوية، وبالتالي تصبح الإيثرات مركبات خاملة كيميائيا نسبيا تقاوم التفاعل مع الأحماض المركزة والقلويات

 

 

 

 

تتميز الاثيرات بقلة نشاطها الكيميائي.

لأن الرابطة بين الكربون والأكسجين في الإيثيرات (الرابطة الإيثيرية) صعبة الكسر تحت الظروف العادية لأنها من النوع سيجما.

 

تعتبر طريقة أكسدة الكحولات غير عملية لتحضير الالدهيدات , بينما انتزاع الهيدروجين من الكحولات طريقة عملية لتحضيرها.

1) لأن عند انتزاع الهيدروجين يقف التفاعل عند مرحلة تكوين الألدهيد، بينما في الأكسدة يستمر التفاعل لتكوين حمض عضوي.

2) لأنه يمكن استخدام طريقة انتزاع الهيدروجين للتمييز بين الكحولات الأولية والثانوية.

 

تأثير بورهيدريد الصوديوم NaBH4 على الأسيتون

لوجود الرابطة الثنائية في مجموعة الكربونيل، فتقبل تفاعلات الإضافة ويتحول الأسيتون إلى كحول ثانوي أيزو بروبيلي

 

تشترك الألدهيدات و الكيتونات في معظم التفاعلات الكيميائية

لاحتوائهما على مجموعة الكربونيل التي تكون سبباً في معظم التفاعلات الكيميائية

 

سهولة أكسدة الألدهيدات عن الكيتونات (الألدهيدات أكثر نشاطًا من الكيتونات)

بسبب عدم ارتباط ذرة الهيدروجين بمجموعة الكربونيل في حالة الكيتونات وبالتالي عدم وجود الرابطة النشطة C- H )

 

الألدهيدات عوامل مختزلة قوية

لوجود هيدروجين متصل بمجموعة الكربونيل ، ويسهل فقد هذا الهيدروجين الطرفي

 

يسهل على الألدهيدات اختزال كاشف شيف

لأن يسهل أكسدتها (عوامل مختزلة قوية) حيث يسهل عليها فقد الـــ H الطرفية

 

قدرة الالدهيدات على اختزال محلول فهلنج

لأن يسهل أكسدتها (عوامل مختزلة قوية) حيث يسهل عليها فقد الـــ H الطرفية المعادلة صـــ100

 

 

 

 

تتكون مرآة لامعة من الفضة عند تفاعل الألدهيدات مع كاشف طولوين (نترات الفضة النشادرية)

لأن الألدهيدات عوامل مختزلة قوية تختزل أيونات الفضة في كاشف طولين إلى فضة تترسب على الأنبوب مكونة مرآة لامعة (انظر المعادلة ص100)

 

لا تستجيب الكيتونات لاختبار مرآة الفضة

لأنها غير قابلة للأكسدة وبالتالي لا تختزل كاشف طولوين.

 

تكون درجة الغليان للألدهيدات والكيتونات منخفضة مقارنةً بالكحولات.

1) لأن قطبية الجزيئات في الألدهيدات والكيتونات أقل فتكون جزيئاتها أقل تجاذباً وتماسكاً.

2) لعدم وجود روابط هيدروجينية قوية H - O في الألدهيدات والكيتونات مقابل وجودها في الكحولات.

 

تكون درجة غليان الألدهيدات والكيتونات أعلى من الألكانات المقابلة

بسبب وجود قوى مختلفة بين ثنائيات الأقطاب في الألدهيدات والكيتونات.

 

الألدهيدات والكيتونات قابلة للذوبان في الماء

لأن بإمكانها أن تكون رابطة هيدروجينية مع الماء.

 

يستخدم كبريتيت الصوديوم الهيدروجيني لفصل المركبات الكربونيلية عن المركبات غير الكربونيلية.

لأن المركبات الكربونيلية تتفاعل معه مكونة أملاح صلبة متبلرة لا تذوب في محلول كبريتيت الصوديوم. ولكن عند تسخينها مع حمض مخفف أو محلول كربونات الصوديوم يعاد تكوين المركب الكبربونيلي (معادلة صفحة 99)

 

يتفاعل الإيثانال بالإضافة والتكاثف

لعدم وجود حالة الرنين

 

وجود الصفة الحمضية في الأحماض الكربوكسيلية.

بسبب ارتباط الهيدروكسيل مباشرة بالكربونيل، مما يسبب ثبات الأنيون الناتج عند تحللها نتيجة لعدم تمركز الالكترونات (الرنين). (المعادلة صفحة 110)

 

يعتبر حمض النيتريك أحد أهم العوامل المؤكسدة المستخدمة في الصناعة.

1) لرخص تكاليفه.

2) بسبب قوته كعامل مؤكسد، حيث أنه يختزل بسهولة إلى NO2 .

 

 

تتميز الأحماض الأربعة الأولى في سلسلة الأحماض الكروبوكسيلية برائحتها النفاذة.

بسبب انخفاض درجات غليانها (سهولة تبخرها)

 

درجة انصهار الأحماض الأليفاتية التي لها عدد ذرات كربون زوجي أعلى من الأحماض التي تليها.

لأن الذرات هنا تكون أكثر تكاثفاً في الشكل البلوري.

 

يطلق على الإيثانويك ، حمض الخليك الثلجي.

لأنه يكون بلورات ثلجية عند 16,7 درجة سيليزية.

 

درجة غليان الأحماض الكربوكسيلية أعلى من درجة غليان الكحولات والمركبات الكربونيلية والألكانات المقابلة.

1) بسبب تكاثف جزيئات من الحمض بروابط هيدروجينية بين ذرة أكسجين مجموعة الكربونيل وذرة هيدروجين مجموعة الهيدروكسيل في الحمض الآخر. (المعادلة صفحة 118)

2) لأن الأحماض تحتوي على رابطتين هيدروجينيتين بينما الكحولات لا تحتوي سوى على رابطة واحدة والمركبات الكربونيلية والألكانات لا تحتوي عليها، وكلما زادت الروابط الهيدروجينية ثبات المركب وزادت درجة غليانه.

 

يتم التحلل المائي للأستر في وجود قاعدة قلوية

تفاعل تكوين الاستر تفاعل انعكاسي وإذا أضيف إليه حامض انتزع الماء الناتج وتكون الاستر .. والعكس صحيح إذا أضيف للتفاعل ماء في وجود قلوي فإن الماء سيزيد التفاعل العكسي ويرجع التفاعل لتكوين المتفاعلات

 

يمكن للصابون أن يزيل البقع الدهنية من الملابس

جزيء الصابون يحوي على سلسلة من الهيدروكربونات المشبعة كارهة للماء(هيدروفوبية) ومجموعة الكربوكسيل المحبة للماء ( هيدروفيلية) .

فإذا وضع الصابون فوق القماش المتسخ بالدهون يرتبط الجزء الكاره للماء بالدهون ( لأنه كاره للماء أيضا) ويضل الجزء المحب للماء متعلقا في الماء .. مما يجعل سهولة حمل الجزئ الدهني بعيدا عن الملابس .. وكلما زادت القدرة الفاعلة على إزالة الدهون زادت فاعلية الصابون.

 

لتحويل الأحماض الكربوكسيلية إلى استرات يلزم وجود عامل مساعد عند التفاعل مع الكحولات

لانتزاع الماء وجعل التفاعل يسير في اتجاه طردي لإنتاج المزيد من الاستر.

 

لا يتفاعل حمض الإيثانويك بالإضافة أو التكاثف.

لوجود الرنين

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
الرد على هذا الموضوع...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
×
×
  • Create New...