Appunti di Lezione di Chimica Organica - Parte 1

Strutture di Lewis

.se/-i aOUnipv.itKs +=Na-AiCl-Cl-=Na-Aies.NaClmail Massimo: Strutture di Lewis

Kossel nel 1916: quando gli atomi formano ioni, acquistano o perdono elettroni in modo da avere stesso numero di elettroni del gas nobile con numero atomico più prossimo = regola dell’ottetto.

Legame ionico

Legame ionico. Ogni carica negativa è circondata da cariche positive.

• 1. È dovuto all’interazione elettrostatica tra ioni.
• 2. È lo stesso in ogni direzione.
• 3. È scisso quando un composto ionico si scioglie in acqua.
• 4. Conduzione dell’elettricità.

Legame covalente

Legame covalente. C’è una condivisione di elettroni tra due atomi H H! : iÈ 4h C. H:& H HH> H+ A.:.. or or•• - -• ;•• 1, varie scritture.

La somma di tutti gli elettroni di valenza condivisi e non condivisi presenti intorno a un atomo, in molti composti covalente stabile è 8. La formula di Lewis non ci dice com’è?? Ò HZH distribuita la molecola nello spazio H+ >• . . "'' i Elettroni 3 condivisi non> # Non LOH' H Facciamo.

Scrivere correntemente le strutture le Lewis µ 'N in ogni caso ha una coppia di legame non condivisa in ≥=- - -.

Come risalire al numero di elettroni di valenza

Come risalire al numero di elettroni di valenza: si calcola gli elettroni di non legame e poi solo uno per ogni legame È⑴ No :O→ →←→ ↑ a-7-'5ºè6 Gruppo V11V Gruppo Gruppo V1 SPZ triangolare 11 planare c' 00o ( C== ≥- -- poi top Sp sp} fa-IV Gruppo.

Silicio, fosforo e zolfo si trovano nella chimica organica tuSia Po Sa :S→ →→ =pp Gruppo Gruppo V V1 Gruppo IV ce☒ a• ⑶ Ha attorno 5 elettroni, perchè appunto appartiene al V gruppo ⑶ Però non segue la regola dell’ottetto perchè ha 10 elettroni =⑴⑵ espansione dell’ottetto ClCl p=V Gruppo.

Solo quelli del 1 e 2 periodo devono per forza obbedire alla regola dell’ottetto.

Carica formale

Carica formale formalismo. Il si fa per semplificare le cose, è una realtà semplificata perchè non si riesce a rappresentare la realtà così com’è ⊖È( v:| tutta.

La carica negativa è distribuita su la molecola: i. ↓ La carica è condivisa da tutti gli atomi È ÈB-◦- .p .È :O Ione tretrafluororato - Carica formale = n° del gruppo dell’atomo n° di elettroni che circondano l’atomo formalmente.

La carica negativa va sulla carica di boro 3-4=-7> in realtà boro, ma la carica negativa andrà sul fluoro> essendo l’elemento più elettronegativo 7-7=0 Fluoro > Il boro ha in realtà una carenza di elettroni?

Regole per scrivere le strutture di Lewis

• 1. L’idrogeno può condividere al massimo 2 elettroni.
• 2. La somma degli elettroni che circonda un atomo, prima e secondo periodo, non può essere superiore a 8.
• 3. Gli elettroni di non valenza non vengono mostrati nelle strutture di Lewis.
• 4. La carica formale viene riportata con un segno + o - sull’atomo o sugli atomi appropriato.

Esempi: Èi. : Carica va la formalmente 'sul B '>| Ntaoà ?+È " ×È B- HacH C NCi. :- - - -> 6-7=-7' ' \..| 7- èHA ' -_ HA 7- attorno e--.:p - - ... .:- . 6-5=+1 CH .Ò } .-H H HNC:- - ->ÈÈ CH' '} H.

Reazioni di composti elettron-deficienti con basi di Lewis

Reazioni di composti elettron-deficienti con base di Lewis HI CH Carbocationi = carbonio con una carica positiva è }/- elettron-deficienti, sono perchè appunto sono carenti di elettroni { H } il fluoro tira a se gli elettroni.

IE÷ 7:-B : elettrone-deficiente. Il boro è un perchè non riesce a completare l’ottetto essendo del 2° periodo iÈ :i. L \ Deficiente elettron :È-.-:p :: ' ll Il fluoro ha condivisio il associazione È 't.fi .. ÈB'-13 ':-< doppietto elettronico F-i. :-" " ". "'| |in' dissociazione :p:p :: r < \,-.

Reazione tra acido di Lewis e una base di Lewis (è in grado di donare una coppia di elettroni) 4=-73-curve frecce delle formalismo.

Partono dagli elettroni di un composto e vanno verso il composto elettron-deficiente È È 'in questo esempio era il boro: i.i. :llÈ :ÈÈ ÈB-B- >i. : :-e'lI ' ' ' 'l| Nucleofilo elettrofilo :p:p : : )\- 'Nu.

La freccia parte da una E-doppietta di elettroni -= _ .Nù Nucleofilo = eccesso di carica È Elettrofilo = carente di elettroni, accetta gli elettroni dal nucleofilo.

Le frecce parto dal nucleofilo e arrivano al elettrofilo. Sono gli elettroni che vanno dal fluoro al boro, non è il boro che va a prenderseli == carente di elettroni = elettrofilo ricco di elettroni = nucleofilo.

La somma algebrica delle cariche del reagente deve eguagliare la somma algebrica delle cariche dei prodotti.

Carbocatione CH CH} }c' " c'J'Hf CH> -- - ,l' '/ l' Nucleofilo H CHCH }} Elettrofilo contare sempre gli vedere per valenza È e- D. tornano: cariche i. LESEfµ' 'H-N-i-B-FEH.EEl>: ilI Nucleofilo elettrofilo H F'-.

Donazione di elettroni ad atomi non elettron-deficienti

Donazione di elettroni ad atomi non elettron-deficienti. Elettroni di coppia H H> donata 1 INIHTTÒHIt' ' NH H H-1: - -e -"" I| ✓ Coppia di La coppia di elettroni che viene elspostata nucleofilo Hµ ceduta deriva da una coppia di elettrofilo reazione acido-base di Brostend elettroni non condivisa ①↑ HH-T3-H~H-0.it - HitH HHB +> - - :li →µ 'Nobita.

Deriva da sodio boro. La coppia di elettroni che viene idruro ceduta deriva da un legame ②.

Reazioni di sostituzione

Reazioni di sostituzione. Reazione in cui una coppia di elettroni viene allontanata da un atomo in seguito alla donazione di una coppia di elettroni da parte di un altro atomo HHH È Bilancio c' il della carica I 1I ~ . .SPir -si - NIC :BH'HH CN H + ::<+: - ,--- -- LaIs 11 I -...-H HH H avviene f- 5-sisi contemporaneamente BtNH CH.

Così il carbonio non supera l’ottetto + -} } ↳- La coppia di elettroni donati può anche provenire da un legame: H HI 1ÈlA HALIA Alt CHH HC- >: :-1- -- }> LiI l ' ''H HLialltaDADERIVA ÈÈ ÷(" :*"% "" c'A CH cit cit→ a-→- }>> È NitaH .MYHH 8- 1si I I[- .H .NICN È' H:-C H N ottC> > --- --> '../ || '| I- Nucleof "" " """Hgc H CHCHH Elettrolita } }.

Sostituzione reazione più fondi elem elettron= .St S - . --. .HÒ :CHO-0 CHHa :+: > - ,'-'- || - 'Nucleof CHH( }} Il cloro viene sostituito dal OH elettrofilo CHNu - }-43%= >-)CÌTÌ Hgc + Pii-3=+11( e,CH C- CHc-> + ::} >Hf I' 'Questo legame si rompe '- elettrofilo H nucleofilo (carbocatione poi la reazione andrà avanti)' ecc.

Ozonolisi e gruppo uscente

Ozonolisi: " -0è☒ -H' "-+6-5=+1" ' Migliore\, gruppo uscente:* / ✗ Lo ioduro è più grande, quindi la f-HH - carica negativa è meglio distribuita, -ICéH elettrof nucl :-÷ .

Il movimento elettronico parte dal doppio legame . -- . Migliore gruppo uscente = deve essere più stabile quando è da solo. Gruppo uscente: accetta elettroni dal legame che si rompe.

Il composto dove parte la freccia è il nucleofilo, dove arriva la freccia è l’elettrofilo: ÈÈ :i. : I1È È È:-B B-i. : :>:- _'_ lI Posso anche non eliminare un :|? gruppo:[ :: gruppo uscente perché il boro non uscente ha ancora raggiunto l’ottetto.

Utilizzo delle frecce curve

Utilizzo delle frecce curve per rappresentare reazione:

• 1. Reazioni di associazione e dissociazione di basi di Lewis con composti elettron-deficienti.
• 2. Reazioni di spostamento di una coppia di elettroni.

Ogni reazione che coinvolge una coppia di elettroni può essere descritta con le frecce-curve.

• Se usata correttamente, la simbologia delle frecce curve può essere usata per seguire, comprendere, semplificare e prevedere le reazioni di chimica organica: https://www.google.it/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwiNyYf6jqz2AhU357sIHf9JDT8QFnoECBAQAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.organic-chemistry.org%2F&usg=AOvVaw0BLiNPn-bqrL47t4zgLlJ1.

Risonanza di limite

Risonanza di limite strutture è una struttura a separazione di carica Ìerano :-)"" ◦NE - N' =H C-C- ' > >" I due legami azoto-ossigeno hanno la tutte e due le forme scritte giuste stessa lunghezza.

Per rappresentare in maniera giusta la molecola la struttura reale del nitrometano è una bisogna disegnare entrambe strutture di Lewis via di mezzo delle due strutture di risonanza.

Le strutture limite di risonanza vengono utilizzate quando un determinato composto necessita di essere descritto da più strutture di Lewis, quando cioè una singola struttura di Lewis non è sufficiente a rappresentare in maniera adeguata '< > < Risonanza equilibrio. Sono due frecce diverse.

Se le strutture di risonanza non sono equivalenti (una è più importante dell'altra), la situazione reale deriva dalla media pesata degli ibridi di risonanza.

Queste due strutture di risonzasa non sono uguali, c’è né una più giusta HZÉ Ò[ ]HacCH CH' > - -} }- - ''' Metossimetil catione (sa ggeC- =Coast, 0=82 Gli elettroni vanno verso -y Questo è più giusta perchè gli l’elettron-deficiente atomi completano l’ottetto StHzc CH0 - } struttura ibrida.

Parziale carica positiva distribuita sul legame. Una molecola che può essere rappresentata da strutture limite di risonanza (ibrido di risonanza) è più stabile delle singole strutture limite di risonanza che la descrivono ÈÉ Ì più stabile=richiesta minore energia vè più stabile perchè c’è più spazio per muoversi, essendo la carica delocalizzazione su entrambi i legami (=maggiore spazio).

La delocalizzazione degli elettroni ha come risultato una maggiore stabilità delle molecole.

Scrivere correttamente le strutture limite di risonanza

Scrivere correttamente le strutture limite di risonanza (parte 1).

• 1. Le strutture di risonanza si usano per composti che non è possibile rappresentare in maniera adeguata con una singola struttura di Lewis.
• 2. Le strutture di risonanza si riportano in parentesi quadre e sono messe in relazione da frecce a doppia punta.
• 3. Le strutture di risonanza possono essere «riassunte» in un'unica struttura in cui compaiono legami tratteggiati e le cariche parziali vengono indicate utilizzando il simbolo delta.
• 4. Le strutture di risonanza non sono in equilibrio, i.e. la molecola che descrivono non passa parte del suo tempo in una struttura di risonanza e parte nell'altra.
• 5. Anche se cambia la disposizione degli elettroni, gli atomi non si muovono.
• 6. La struttura della molecola è la media pesata delle strutture limite di risonanza che la descrivono. Quando due strutture di risonanza sono equivalenti sono ugualmente importanti per descrivere la molecola.
• 7. Gli ibridi di risonanza sono più stabili di ogni contributo fittizio (singola struttura di risonanza). Le molecole che possono essere descritte da strutture di risonanza si dicono «stabilizzate per/dalla risonanza».

Utilizzo delle frecce curve per derivare strutture limite di risonanza

Utilizzo delle frecce curve per derivare strutture limite di risonanza. Quando si scrivono le strutture di risonanza si deve pensare che le frecce curve indichino la distribuzione degli elettroni, più che il loro movimento ÉIÉH È( CHICHCH >e -_>> ,{ :-)À ≈HH C- C-><> > '"' , Devo fare due movimenti, perchè se no: Hsc perchè l’azoto fa parte del 1° periodo e non a-può violare la regola dell’ottetto.

Quando è possibile scrivere strutture limite di risonanza

Quando è possibile scrivere strutture limite di risonanza:

• 1. Due atomi con differenti elettronegatività sono uniti da un doppio legame: È Più giusta )?| % Lo si fa sempre quando si ha: l' ottetto un carbonile (doppio legame µ> tra carbonio-ossigeno). Perchè avendo differente elettronegativa, uno tirerà a se elettroni e quindi induce il movimento doppietto di non legame libero.
• 2. Un atomo con una coppia elettronica di non :|:÷: collegato legame è a un atomo elettron-deficiente a. > Più per giusta. Carbocatione .=elettron-deficiente CH| "t )}è }/- I Non può esistere perché N non completa [ correttamente l’ottetto (è del 1° periodo)' ' adiacente.
• 3. Un atomo elettron-deficiente è a un doppio legame )( La carica negativa si è µ carbocatione trasferita dal 2° al 4° carbonio/ Ha CH;< ' -µ µ, it it}( aiio . > adiacente.
• 4. Un atomo con una coppia di elettroni non condivisa è a un doppio legame |( HINDI Hike,( ,< Deve diventare legame semplice k k per non violare l’ottetto. Visto che nell’altra struttura limite di risonanza questo legame diventa parziale carattere doppio legame un doppio, qua c’è un adiacente.
• 4a. Un atomo con una coppia di elettroni non condivisa è a un triplo legame )( citH a-c < > = oppure con un atomo elettron-deficiente ( ÉH )HrcH CH C>' =-.
• 5. Tre doppi legami alternati in un ciclo a 6 atomi. Non ha i doppi legami localizzati =II gli elettroni sono delocalizzati su tutta la molecola. È una struttura. Entrambe le figure rappresentano bene la molecola dinamica = meglio fare un movimento elettronico alla volta.

Risonanze complesse

Risonanze “complesse” = freccia curva. Parto da qui perché l’ossigeno, avendo una carica positiva, amerebbe molto avere gli elettroni deficiente elettron -Èèreooia HÈ HÈ' ☒> doppio legame adiacente 3º regola a un atomo EK-%ff-gdjaicieni.eeÉsoaouaia..,.

La carica positiva si trova a una distanza di 6 atomi rispetto l’inizio, quindi la carica è delocalizzata su 6 atomi.

Se vogliono mettere in evidenza solo determinate strutture limite, si possono utilizzare più frecce: I ÒH+ is.

Indicare le frecce curve che permettono di convertire la struttura a sinistra in quella a destra. Doppietto atomo elettronico con gli atomi tutti una condiviso atomo collegato non hanno l' ottetto deficiente elettron - e] E÷① Zolfo ipervalente (ha più di 8e), quindi li tolgo un po’ di elettroni attorno, spostandosi sugli ossigeni ÈÌÉCH&Igrav.