Chimica organica - Schemi riassuntivi: Caratteri generali, proprietà fisico-chimiche, reazioni di tutte le molecole organiche

Idrocarburi saturi: Alcani

domenica 15 gennaio 2017 12:33

Aspetti generali: C H sp3.

• Gli idrocarburi saturi sono molecole composte solo da e legati da singoli legami covalenti con ibridazione

4 σ 109.5° tetraedrica)

• Ogni atomo di carbonio forma legami e angoli di legame di (Geometria CH2

• La famiglia degli alcani costituisce una serie omologa cioè una serie di composti dove ogni membro differisce dal successivo di un termine costante

detto gruppo metilene.

C H

• Formula generale: n 2n+2

cicloalcani

• Esistono alcani lineari e ( formula C H ) , che si formano in seguito alla chiusura della catena con perdita di 2 H. (Non tutti gli alcani possono

n 2n

diventare cicloalcani, perché la tensione di torsione a volte lo impedisce (6C e 14C sono quelli più abbondanti in natura).

σ

• La rotazione intorno al legame è libera.

Proprietà Fisiche:

Punto di ebollizione:

• Aumenta con l'aumentare del peso molecolare (quindi della lunghezza della catena)

○ diminuisce all'aumentare delle ramificazioni (compattezza della molecola) perché una

○ molecola più compatta (ramificata) ha meno forze di dispersione e bolle prima.

Punto di fusione :

• Più irregolare di quello di ebollizione

○ Se le ramificazioni rendono la molecola simmetrica, allora il punto di fusione è più alto,

○ perché la formazione del reticolo cristallino è favorita

Se la ramificazione è isolata il reticolo non si forma quindi il punto di fusione si abbassa.

○

• Polarità:

Sono composti apolari, solubili in solventi apolari, e non in solventi polari (come l'H O)

○ 2

• Densità:

Hanno densità minore dell'acqua.

○

Proprietà chimiche (reazioni):

• Gli alcani / cicloalcani sono inerti chimicamente (non reagiscono facilmente), a causa della loro stabilità e della presenza dei soli legami singoli (σ)

reazioni

• Le a cui sono sottoposti gli alcani sono:

1. Ossidazione

2. Sostituzione radicalica. NOTA:

La reazione avviene con regioselettività da parte del Bromo (non avviene lo stesso per il

1. Ossidazione: cloro), per cui il bromo radicalico attacca preferibilmente l'idrogeno su un carbonio

• L'alcano reagisce con O per dare CO e H O.

2 2 2 terziario.

2. Sostituzione Radicalica:

• Non avviene al buio e a condizioni di temperatura ambiente

• Avviene in tre fasi e porta alla formazione di un alogenuro alchilico a partire dalla Alogenazione di un alcano:

Fase 1 (Inizio):

○ Avviene la rottura omolitica del legame Cl-Cl:

Fase 2 (Propagazione):

○ HCl

Un radicale cloro (Cl reagisce con una molecola di metano strappando un H e dando (acido alogenidrico) e un radicale metile (CH

(٠ .(٠

3

Il radicale metilico reagisce con una molecola di cloro a cui strappa un atomo formando il cloruro di metile e un radicale cloro che può essere utilizzato per una nuova fase

Fase 3 (Terminazione):

○ La reazione termina quando due radicali si incontrano:

Chimica Pagina 1

Idrocarburi insaturi: Alcheni e Alchini

domenica 15 gennaio 2017 20:31

Aspetti generali (alcheni): Aspetti generali (alchini):

doppi C=C tripli C≡C).

Gli alcheni sono idrocarburi con uno o più insaturazioni (legami ). Gli alchini sono idrocarburi con uno o più insaturazioni (legami

• •

C sp2, 3 σ 1 π C sp, 2 σ 2 π

Il che forma il doppio legame ibridizza formando legame e legame con Il che forma il doppio legame ibridizza formando legame e legame

• •

120° Planare). 180° Lineare).

angoli di (Geometria con angoli di (Geometria

C H (come cicloalcani). C H (come cicloalcheni).

• Formula generale: • Formula generale:

n 2n n 2n-2

rotazione impedita, rotazione impedita,

• La intorno al legame doppio è quindi gli alcheni danno luogo a • La intorno al legame doppio è quindi gli alchini danno

cis / trans) cis / trans);

isomeria geometrica (isomeri luogo a isomeria geometrica (isomeri in più possono avere

Il requisito essenziale è che ciascuno dei carboni

del doppio legame abbia due diversi sostituenti. isomeria di posizione triplo legame.

del

isomeria di posizione doppio legame

• in più possono avere del a partire dal butene

(C=4) in poi. più legami insaturi dieni, trieni…

• Gli alcheni con si chiamano questi possono essere

isolati (Doppi legami separati da due o più legami semplici), coniugati (doppi legami

separati da 1 legame singolo) e cumulati (doppi legami consecutivi)

Proprietà Fisiche:

• Le proprietà fisiche di alcheni e alchini sono simili a quelle degli alcani…:

Anche gli idrocarburi insaturi sono insolubili in sostante polari

○ I punti di ebollizione e di fusione aumentano all'aumentare del P.M.

○

• …Ma ci sono delle differenze:

ebollizione più alti cis

I punti di sono per gli isomeri che hanno interazioni molecolari

○ più intense dei corrispettivi isomeri trans

π

Il legame è un sito elettronricco, per cui è la principale causa della reattività degli

○ alcheni / alchini rispetto ai corrispettivi alcani.

Stabilità degli alcheni:

• I fattori che influenzano la stabilità degli alcheni sono:

sostituzione: più alchilati maggiore stabilità,

1. Grado di sono gli alcheni è la loro

quindi tetra > tri > di > mono-sostituiti.

Stereochimica: trans cis

2. > , a causa della ridotta interazione sterica dei gruppi R

disposti ai lati opposti del doppio legame.

coniugati più stabili degli isolati.

3. Gli alcheni sono alcheni

• I cicloalcheni con meno di 7C non possono dare luogo a forme trans.

Proprietà chimiche (Reattività): 1 2

π,

• La reattività degli alcheni dipende dalla presenza del legame che è basico e nucleofilo, e

facilmente spezzabile.

Addizione Elettrofila: Addizione elettrofila

• Gli alcheni danno reazioni di al doppio legame, processo che avviene 3

in 3 passi: π

1. Rottura del legame in seguito all'attacco dell'elettrofilo e formazione del nucleofilo

(tramite rottura eterolitica del legame X-X nel caso di un'alogenazione).

2. Formazione del carbocatione (Preferibilmente terziario / secondario).

3. Attacco dell'nucleofilo al carbocatione. Nota:

H SO **

2 4 La regola di Makovnikov stabilisce che, nel caso di

(Si forma un alcol) addizioni di acidi protici H―Z ad alcheni

asimmmetrici, l'idrogeno dell'acido si addiziona

• all'atomo di carbonio del doppio legame che ha il

maggior numero di atomi di idrogeno legati a sè,

(Reaz. Anti) mentre l'alogeno si addiziona al carbonio meno

idrogenato.

Syn Catalizz. Pt, Pd, o Ni.

Chimica Pagina 2

Composti aromatici: Benzene e derivati Immagine 1

Caratteristiche generali: anello aromatico, orbitali p

• I composti aromatici sono caratterizzati dalla presenza di un in cui gli elettroni liberi occupanti paralleli danno luogo

a una doppia nuvola elettronica, generando orbitali molecolari (leganti e antileganti) causa dell'aromaticità

1),

• Il precursore degli idrocarburi aromatici è il benzene(Immagine formula C6H6, che ha una struttura ciclica, in cui tutti i C sono ibridati sp2 e

hanno un orbitale p libero. I legami tra i carboni sono una via di mezzo tra un legame singolo e un doppio legame, e anche l'energia di risonanza

metà cicloesano cicloesatriene.

del benzene è a tra quella di un e un ipotetico

• Un composto è aromatico se: C sp2)

Ha un orbitale p su ciascun atomo dell'anello (ogni è ibridato

○ L'anello è planare

○ -

e

Il numero di π è 4n+2 (n=0,1,2,…)

○

Stabilità delle forme di risonanza

• Le strutture con un numero maggiore di legami covalenti sono più stabili

• La stabilità è diminuita dall’aumento della separazione di carica (se vi

sono più di due cariche la struttura è molto poco stabile, peggio ancora se

vi sono due cariche uguali a