Chimica organica

1. Rottura omolitica:
   1. i due atomi si prendono un elettrone a testa per ogni coppia. Questa distribuzione è indicata dalle frecce con semi punta. Si formano Radicali.
2. Rottura eterolitica:
   1. uno dei due atomi (quello più elettronegativo) si prende l’intera coppia d elettroni. Questa distribuzione è indicata dalla freccia con punta completa. Si formano quindi due specie cariche, ovvero ioni.

E’ ovvio che formare un legame rilascia energia, al contrario rompere un legame richiede energia che può essere di diverso tipo luce, calore, etc. La rottura eterolitica (>100 kcal/mol) richiede una quantità maggiore di energia rispetto a quella omolitica (30-60 kcal/mol) perché porta alla formazione di due specie che per equilibrio dinamico tenderebbero ad essere unite, quindi serve più energia per.

Le formule limite (o di risonanza) non sono tutte uguali. Maggiore è infatti il numero di legami ed atomi in stato di ottetto, maggiore è la stabilità della formula limite. Inoltre le formule limite con separazione di carica sono meno stabili.

Anione carbonato. Quali sono le specie reattive?

1. Radicali: specie elettricamente neutre.
2. Carbocationi: specie cariche positivamente (elettrofili).
3. Carboanioni: specie cariche negativamente (nucleofili).
4. Carbeni

I radicali possono essere generati da radiazioni, raggi UV, inquinamento, fumo, stress, cattiva alimentazione, alcol che hanno delle conseguenze fisiologiche severe. I radicali si formano per rottura omolitica di un legame e sono specie nelle quali è presente un elettrone spaiato che è quindi disponibile per formare un legame semplice; avendo l'ottetto incompleto sono elettron-deficienti. Esistono tre tipi di radicali: primario, secondario e terziario. Presentano una geometria

trigonale planare, ibridazione sp² con angoli di 120° e l'unico elettrone spaiato sarà localizzato sull'orbitale 2p perpendicolare al piano individuato dai tre atomi di idrogeno. I radicali possono essere stabilizzati per risonanza: i gruppi alchilici stabilizzano i radicali e la risonanza stabilizza i radicali. I carbocationi si formano per rottura eterolitica di un legame, a differenza dei radicali l'orbitale p non ibrido è vuoto (ibridazione sp²). I carbocationi si stabilizzano per risonanza ma anche in presenza di eteroatomi. La stabilità è identica a quella dei radicali, quindi sia i gruppi alchilici che la risonanza stabilizzano i carbocationi. I carboanioni si formano per rottura eterolitica di un legame; presentano una geometria tetraedrica con ibridazione sp³. I carboanioni si trovano solo in solventi protici (che non possono fornire un protone). Ma è importante sapere che se i carboanioni si stabilizzano per risonanza cambiano.

diminuzionedell'energia potenziale(che libera energia):In una reazione esotermica: siha il rilascio di energia (energiadi reazione) e sonogeneralmente delle reazionispontanee.In una reazione endotermica: siha la necessità di energia e sono generalmente reazioni non spontanee.Per superare questa barriera è necessario fornire energia e la sua componentequantitativa dipende da quanto è grande l'energia di attivazione.Il perché esiste questa barriera è che per far avvenire una reazione dobbiamorompere i legami per crearne d nuovi. All'inizio di questo processo prevale l'effettoenergetico della rottura dei legami e quindi l'energia potenziale sale. In seguitoprevale l'effetto stabilizzante dovuto alla formazione dei nuovi legami e quindil'energia potenziale scende.Il punto di svolta di questo processo è detto stato di transizione al quale corrispondeuna ben definita struttura di transizione (TS). Questo

1. Il processo si ripete ad ogni passo della reazione (specie stabile - TS - specie stabile).
2. I catalizzatori:
   • Abbassano l'energia di attivazione.
   • Aumentano la velocità di reazione.
3. Inoltre rendono più efficace un reagente e modificano il meccanismo.
4. I catalizzatori in natura sono gli enzimi.
5. Fotochimica: quanto visto a proposito dei profili energetici di reazione è stato applicato a reazioni che coinvolgono specie che sono tutte (reagenti, intermedi, TS, prodotti) nel loro stato fondamentale. Ed è inoltre noto che numerosi processi avvengono nello STATO ECCITATO.
6. Stato eccitato = ha una struttura elettronica diversa dallo stato fondamentale. Viene ottenuto attraverso l'assorbimento di energia sotto forma di luce (eccitazione) con una precisa energia data dalla formula: dove v corrisponde a c/ lamda ovvero la lunghezza d'onda della radiazione.
7. Classificazione delle reazioni:
   • Le reazioni organiche si possono classificare in diversi modi ed il più

importante è basato su CAMBIAMENTO STRUTTURALE (spostamento di atomi o gruppi) ed ELETTRONICO (formazione e rottura di legami tra atomi e/o frammenti).

a. Reazioni di sostituzione:

b. Reazioni di addizione:

c. Reazioni di eliminazione:

d. Reazioni di riarrangiamento o migrazione:

Altre tipologie di classificazione:

• Ioniche: sono coinvolte specie cariche
• Radicaliche: sono coinvolti radicali
• Termiche: l'energia è fornita come calore ed si ha uno stato fondamentale
• Fotochimiche: l'energia è fornita come luce e si ha uno stato eccitato
• In base allo stato di aggregazione: fase gas, fase liquida, fase omogenea, fase eterogenea
• In base all'energia di attivazione: catalizzate e non catalizzate

REAZIONI DEGLI ALCANIGli alcani sono specie chimiche molto poco reattive e per tale proprietà sono detti "paraffine"; data la presenza di soli legami sigma o quasi apolari gli alcani mostrano una scarsa reattività: non reagiscono né con

poiviene ossidato -> motivo per cui monossido di carbonio è così tossico.

REATTIVITÀ DEGLI ALCHENI

Idrogenazione degli alcheni: trasforma un alchene in un alcano; la reattività degli alcheni è dovuto ad un eccesso di carica elettronica conferito costituzionalmente dal legame π greco. È una reazione esotermica ma che necessita di un catalizzatore come Ni, Pt, Pd/C.

Il motivo di ciò è che guardando le entalpie vediamo che gli isomeri presentano una maggiore stabilità. Ma è evidente che il passaggio da alchene ad alcano è il più efficiente in termini energetici.

Isomerizzazione degli alcheni: sa