Ako sa dozvedieť o druhoch organických reakcií?
Ak budete pokračovať v organickej chémii, stretnete sa s komplikovanejšími reakciami, ktoré sa vyskytujú za špeciálnych podmienok, ale budú sa riadiť rovnakými základnými základmi ako všetky organické reakcie.
Organická chémia je štúdium uhlíka a jeho chemických zlúčenín. Téma môže byť spočiatku rozsiahla a ťažko zrozumiteľná. Našťastie s vytrvalosťou je to zrozumiteľné. Pochopenie organickej chémie je kľúčové pre kohokoľvek, koho zaujímajú prírodné alebo umelo vyrobené chemikálie, vrátane chemikálií v potravinách, nápojoch a dokonca aj v našom vlastnom tele.
Časť 1 z 3: rozpoznávanie bežných reakcií organickej chémie
- 1Hľadajte zvýšený počet sigma väzieb na identifikáciu adičných reakcií. Inými slovami, hľadajte väčší počet atómov ako v pôvodnej molekule. Obvykle sa to môže stať prerušením pí väzby alebo väzbou na súbor nepárových elektrónov v molekule. Adičné reakcie nemenia jeden atóm alebo skupinu za iný. Jednoducho pridávajú niečo nové.
- Adičné reakcie sa zvyčajne vyskytujú pri napadnutí dvojitých alebo trojitých väzieb. Ak je napríklad medzi dvoma atómami uhlíka prítomná dvojitá väzba a ak je cez väzbu pridaný vodík, výsledkom bude pridanie vodíka k molekule. Žiadny iný druh by neodišiel.
- 2Hľadajte zvýšený počet pi väzieb, aby ste naznačili eliminačné reakcie. Toto je opak adičnej reakcie. Niečo bude odobraté pôvodnej molekule a zanechá za sebou elektróny. Tieto neviazané elektróny sa buď prejavia ako osamelý pár, alebo v molekule vytvoria väzbu pi.
- Ak odstránite vodík z uhľovodíkového reťazca, výsledkom bude, že nepárové elektróny prejdú do dvojitej väzby medzi dvoma z uhlíkov. K tomu nie je potrebné nič ďalšie pridávať, iba sa odstráni vodík.
- 3Všimnite si akéhokoľvek molekulárneho „prehodenia“, aby sa vyčlenili substitučné reakcie. Substitučná reakcia nastáva, keď je určitá skupina (A) z molekuly odstránená a nahradená novou skupinou (B). To nemusí nevyhnutne zmeniť počet väzieb pi alebo sigma v molekule, ako by ste videli pri adičných a eliminačných reakciách. Bežné typy substitučných reakcií sú:
- Nukleofilná substitúcia - Keď jeden nukleofil v reakcii nahradí iný nukleofil.
- Elektrofilná substitúcia - keď jeden elektrofil v reakcii nahradí iný elektrofil.
- SN1 - Substitučná reakcia, ktorá v prechodnom stave zahŕňa iba jednu molekulu. Inými slovami, odchádzajúca skupina najskôr odíde a potom nová skupina môže voľne zaútočiť na molekulu.
- SN2 - Pri tomto type reakcie je prechodový stav vytvorený z dvoch molekúl. Stáva sa to preto, že nová skupina zaútočí na molekulu na dostupnom mieste a odchádzajúca skupina je nútená odpadnúť.
- 4Bodové reakcie preskupenia, ak má produkt rovnaký vzorec ako pôvodná molekula. Preusporiadania tvoria izoméry - molekuly, ktoré majú úplne rovnaké atómy, ale v inej konfigurácii. Izoméry budú mať rovnaký chemický vzorec, ale odlišné vlastnosti, ktoré sú jedinečné pre ich konfiguráciu. Počet dlhopisov nie je zvyčajne ovplyvnený ani pri prestavbách.
- Existuje podskupina reakcií na preskupenie, známych ako tautomerizácia. To je vtedy, keď sa dva izoméry medzi sebou rýchlo otáčajú tam a späť.
- 5Zvážte ďalšie dôležité reakcie, ktoré môžu ovplyvniť organické molekuly. Oxidačno-redukčné (alebo redoxné) reakcie sú v organickej chémii veľmi časté, rovnako ako radikálne reakcie. Mali by ste byť trochu oboznámení s týmito reakciami zo všeobecnej anorganickej chémie, ale je dobré ich preskúmať.
- Ak budete pokračovať v úsilí o organickú chémiu, stretnete sa s komplikovanejšími reakciami, ktoré sa vyskytujú za špecializovaných podmienok, ale budú sa riadiť rovnakými základnými základmi ako všetky organické reakcie.
Oxidačno-redukčné (alebo redoxné) reakcie sú v organickej chémii veľmi časté, rovnako ako radikálne reakcie.
Časť 2 z 3: porozumenie základným trendom organickej chémie
- 1Identifikujte elektrofily v reakčných mechanizmoch organickej chémie. Slovo elektrofil označuje druhy „milujúce elektróny“. To platí pre atómy, molekuly a ióny. Ak dokáže prijať elektrónový pár, považuje sa za elektrofil. Nezabudnite, že nie všetky elektrofily priťahujú elektróny s rovnakou intenzitou. Elektrofily s vyššou elektronegativitou budú priťahovať elektróny lepšie ako tie s nižšou elektronegativitou.
- Katióny sú dobrým príkladom elektrofilov. Pretože majú kladný čistý náboj, priťahuje ich záporný náboj elektrónu. Halogény (chlór, fluór atď.) Sú tiež silnými elektrofilmi, pretože získanie jedného elektrónu zaplní ich najvzdialenejší elektrónový obal, čím sa stanú celkovo stabilnejšími.
- 2Identifikujte nukleofily v reakčných mechanizmoch organickej chémie. Nukleofily sú dokonalým doplnkom elektrofilov. Nukleofil je akýkoľvek druh, ktorý je schopný darovať pár elektrónov. Druhy s nižšou elektronegativitou budú schopné darovať elektróny, čím sa stanú lepšími nukleofilmi ako druhy s vyššou elektronegativitou.
- Anióny sa celkovo môžu pochváliť záporným nábojom a často sa môžu vzdať elektrónov, aby sa stali stabilnejšími. Obvykle sa to deje prostredníctvom iónových väzieb. Kovy alkalických zemín, ako je sodík, majú tiež tendenciu byť nukleofilnej povahy, pretože rozdávanie elektrónov stabilizuje ich najvzdialenejší elektrónový obal.
- 3Nezabudnite, že nukleofily útočia na elektrofily v organických reakciách. Toto je v podstate len spôsob, ako sa na mechanizmy pozerať dôsledne. Mali by ste čítať svoj mechanizmus, ako keby nukleofilná zlúčenina hľadala a reagovala s elektrofilnou zlúčeninou. Pomôže vám to zapamätať si, kde začať a kam elektróny smerujú.
- Príkladom môže byť to, že máte molekulu obsahujúcu dvojitú väzbu medzi dvoma jej uhlíkmi (pi elektróny sú zvyčajne schopné vytvoriť inú väzbu s novým druhom) a molekula brómu (halogénu) na túto dvojitú väzbu útočí. Výsledkom by bolo, že by sa prerušila dvojitá väzba a bróm by sa pridal k jednému z dvoch uhlíkov (pričom uhlík závisí od podmienok a typu reakcie).
- 4Zoznámte sa s ďalšími základmi organickej chémie. Aj keď je organická chémia obrovským predmetom, existujú komplexné reakcie, ktoré upravujú dôležité zásady. Ak sa zoznámite s týmito princípmi a porozumiete ich aplikáciám, uvidíte, ako sa prejavujú v najkomplexnejšom súbore organických reakcií. Niektoré z najdôležitejších nadácií sú:
- Stereochémia - označuje spôsob, akým tvar a veľkosť molekuly ovplyvňuje jej reaktivitu.
- Rezonancia - Ide o prípad, keď má molekula rôzne možné konfigurácie elektrónov. Elektrónový pár sa napríklad môže nachádzať v dvojitej väzbe alebo v blízkej funkčnej skupine. Táto flexibilita poskytuje stabilizáciu molekuly.
- Aromatizácia - To prenáša delokalizáciu elektrónov videných v rezonancii (schopnosť elektrónov byť zdieľaných v celej molekule) na inú úroveň. V aromatickej molekule je vždy (4n+2) pi elektrónov a sú delokalizované v systéme konjugovanej pi väzby alebo v kruhu (ako je benzén).
- Funkčné skupiny - Tieto skupiny atómov sú zodpovedné za rôzne charakteristiky molekúl, ku ktorým sú pripojené.
Aj keď dávate prednosť štúdiu osamote, v a nájdete nové spôsoby, ako sa pozerať na organické reakcie.
Časť 3 z 3: Účinné štúdium materiálov z organickej chémie
- 1Prečítajte si knihu, než prídete do triedy. Umožní vám to prezrieť si informácie, ktoré budú predmetom prednášok. Mali by ste si robiť poznámky o tom, čo ste čítali, a uistiť sa, že zodpovedajú poznámkam, ktoré si urobíte počas prednášky. Tiež by ste si mali napísať všetky otázky, ktoré máte počas čítania, a opýtať sa ich, či vám prednáška na ne neodpovedá.
- 2Vytvorte si karty poznámok pre rôzne organické reakcie. Budete mať veľký prospech z rozdelenia veľkého množstva informácií obsiahnutých v triede organickej chémie do poznámkových lístkov. Systém, ktorý použijete pre svoje karty s poznámkami, bude závisieť od toho, aké informácie sa v danej chvíli chcete naučiť. Nevyhadzujte karty s poznámkami. Nechajte ich každý týždeň na recenziu a oveľa lepšie sa vám bude dariť pri záverečnej skúške.
- Môžete napríklad vytvoriť sadu kariet poznámok pre sériu adičných reakcií, ktoré študujete. Podobne by ste mohli vytvoriť sadu kariet s poznámkami, ktoré pokrývajú rôzne typy reakcií (pridávanie, odstraňovanie, nahrádzanie atď.). Môžete vytvoriť niekoľko sád lístkov s poznámkami, ako sú tieto dve, ktoré organizujú informácie rôznymi spôsobmi.
- 3Študujte organickú chémiu každý deň v semestri. Výskumy ukazujú, že vtesnať všetky vaše štúdie do jedného masívneho sedenia nie je príliš účinné. Veľa času sa dozviete, ak si rozložíte čas na štúdium. Nezabudnite si každých štyridsaťpäť minút urobiť prestávku v štúdiu, aby ste si oddýchli mozog.
- Uistite sa, že sa každý týždeň vrátite a skontrolujete predchádzajúci materiál. Vďaka tomu bude materiál čerstvý a dá sa to ľahko vykonať kontrolou vašich poznámkových kariet.
- 4Trávte čas štúdiom v skupine. Aj keď dávate prednosť štúdiu osamote, v a nájdete nové spôsoby, ako sa pozerať na organické reakcie. Iní študenti môžu byť skvelí pri určovaní reakcií, ktoré sú SN1 alebo SN2, zatiaľ čo vy dokážete lepšie identifikovať nukleofily a elektrofily. Táto výmena znalostí bude prospešná pre všetkých.
- Ďalším spôsobom, ako pristupovať k sociálnemu učeniu, je doučovanie niekoho iného alebo si lektora vyhľadajte sami.
- 5Problémy s praxou berte vážne. Spracovanie problémov z praxe prinúti váš mozog zapamätať si informácie, ktoré ste sa naučili. Toto je zásadná zručnosť pri vykonávaní testu. Je tiež dobré načasovať si čas, aby ste sa v pracovných problémoch rýchlejšie rozbehli. Skúste absolvovať cvičné testy a popracovať na ich absolvovaní v rovnakom čase, ako budete mať v triede.
Bežné typy substitučných reakcií sú: Nukleofilná substitúcia - Keď jeden nukleofil v reakcii nahradí iný nukleofil.
- Pri pohľade na organické reakcie sa riaďte nábojom elektrónov. To vám pomôže určiť, ako sa molekuly zmenia (späť na nukleofily útočiace na elektrofily).
- Veľa študovať. Organická chémia nie je náročná, keď ju pochopíte, ale ak sa neštudujete, môže byť skľučujúca.
- Odmeňte sa za to, že ste urobili dobre! Je to ťažká téma, zaslúžite si potľapkanie po pleci.
- Nepoužívajte preskočiť triedu. Ak vám chýba kľúčový koncept, všetky reakcie, ktoré nasledujú, sa budú zdať nemožné pochopiť.
Prečítajte si tiež: Ako vypočítať krútiaci moment?
Otázky a odpovede
- Čo sú to elektromerické efekty?Elektromerické efekty sú jednoducho pohyb elektrónov z väzby pi na iný atóm v molekule počas reakcie. Môžu byť dočasné a reverzibilné. V pozitívnom elektromerickom efekte sa elektróny prenášajú na atóm v molekule, ktorá sa viaže na niečo nové. Negatívne elektromerické efekty sú viditeľné vtedy, keď elektróny migrujú k atómu, ktorý sa neviaže na niečo nové.
Komentáre (3)
- Je to pre mňa skutočne veľmi užitočné. Úžasné.
- Prostredníctvom tohto článku som jasne pochopil koncept organickej chémie, čo mi to uľahčilo.
- Páči sa mi, ako je to popísané. Myslím tým, že je to veľmi jednoduché a ľahké. Osobne to bola pre mňa veľmi ťažká téma, ale po prečítaní som tento koncept úplne pohltil.
