Κεφάλαιο 7 βιβλίου

Question 1

Γιατί τα αλκένια αναφέρονται ως ακόρεστα μόρια;

Answer 1

Επειδή σε σχέση με τα αλκάνια με ίδιο αριθμό ανθράκων έχουν λιγότερα άτομα Η.

Question 2

Τι είναι ο βαθμός ακορεστότητας ενός μορίου;

Answer 2

Ο αριθμός των δακτυλίων ή/και των πολλαπλών δεσμών που υπάρχουν στο μόριο. (Κάθε δακτύλιος ή διπλός δεσμός σε ένα μόριο αντιστοιχεί σε αφαίρεση 2 υδρογόνων από τον γενικό μοριακό τύπο CνΗ2v+1). Ισούται με τον αριθμό των ζευγών Η που λείπουν από τον μοριακό τύπο των αλκανίων.

Question 3

Πώς υπολογίζουμε τον βαθμό ακορεστότητας σε οργανοαλογονούχες ενώσεις;

Answer 3

Όταν άτομα Η σε ένα οργανικό μόριο έχουν αντικατασταθεί από αλογόνα, προσθέτουμε τον αριθμό των αλογόνων και των υδρογόνων ώστε να φτάσουμε σε έναν ισοδύναμο υδρογονανθρακικό τύπο, από τον οποίο είναι δυνατόν να υπολογίσουμε τον βαθμό ακορεστότητας.

Question 4

Πώς υπολογίζουμε το βαθμό ακορεστότητας σε οργανοοξυγονούχες ενώσεις;

Answer 4

Δεδομένου ότι το οξυγόνο είναι δισθενές, δεν επηρεάζει τον μοριακό τύπο ενός ισοδύναμου υδρογονάνθρακα και μπορεί να αγνοηθεί όταν υπολογίζεται ο βαθμός ακορεστότητας. Όταν εισέρχεται σε έναν αλκανικό δεσμό ένα άτομο οξυγόνου δεν υπάρχει καμία μεταβολή στον αριθμό των ατόμων του υδρογόνου.

Question 5

Πώς υπολογίζουμε τον βαθμό ακορεστότητας στις οργανοαζωτούχες ενώσεις;

Answer 5

Το τρισθενές άζωτο σχηματίζει 3 δεσμούς και επομένως μια οργανοαζωτούχα ένωση διαθέτει ένα άτομο υδρογόνου περισσότερο από τον αντίστοιχο υδρογονάνθρακα. έτσι για να φτάσουμε στον αντίστοιχο υδρογονανθρακικό τύπο αφαιρούμε τον αριθμό των αζώτων από τον αριθμό των υδρογόνων,

Question 6

Σύμφωνα με τη θεωρία των μοριακών τροχιακών πώς διαμορφώνεται ο διπλός δεσμός;

Answer 6

Η αλληλεπίδραση δύο τροχιακών p οδηγεί σε ένα δεσμικό και ένα αντιδεσμικό μοριακό τροχιακό π. Το π δεσμικο ΜΟ δεν διαθέτει κομβικό επίπεδο μεταξύ των πυρήνων και δημιουργείται από συνδυασμό λοβών που τροχιακών p που έχουν το ίδιο πρόσημο. Το π αντιδεσμικό ΜΟ διαθέτει κομβικό επίπεδο μεταξύ των πυρήνων και δημιουργείται από συνδυασμό λοβών που φέρουν διαφορετικά πρόσημα.

Question 7

Είναι δυνατή η περιστροφή ενός διπλού δεσμού;

Answer 7

Σε γενικές γραμμές όχι. Για να επιτευχθεί περιστροφή πρέπει να διασπαστεί ο δεσμός π και να δημιουργηθεί εκ νέου.

Question 8

Πόσο είναι το ενεργειακό φράγμα της περιστροφής του διπλού δεσμού;

Answer 8

Το ενεργειακό φράγμα είναι τουλάχιστον εξίσου υψηλό με την ισχύ του δεσμού π.

Question 9

Ποια είναι τα cis και τα trans διυποκατεστημένα αλκένια;

Answer 9

Το cis στερεοϊσομερές έχει τους 2 διαφορετικούς υποκαταστάτες στην ίδια πλευρά του διπλού δεσμού ενώ το trans έχει τους 2 διαφορετικούς υποκαταστάτες σε διαφορετικές πλευρές του διπλού δεσμού.

Question 10

Σε ποιες περιπτώσεις έχουμε ισομέρεια cis trans σε αλκένια;

Answer 10

Σε οποιαδήποτε περίπτωση όπου και οι 2 άνθρακες του διπλού δεσμού είναι συνδεδεμένοι με 2 διαφορετικές ομάδες.

Question 11

Τι σημαίνει διυποκατεστημένο;

Answer 11

Σημαίνει ότι οι 2 άνθρακες του διπλού δεσμού είναι συνδεδεμένοι με 2 υποκαταστάτες διαφορετικούς από Η.

Question 12

Έχουν την ίδια σταθερότητα τα cis-2-βουτένιο και trans-2-βουτένιο;

Answer 12

Όχι. Το cis είναι λιγότερο σταθερό κατά 2,8 kJ/mol.

Question 13

Σε τι οφείλεται η διαφορά σταθερότητας;

Answer 13

Τα cis αλκένια είναι ασθενέστερα από τα trans ισομερή τους λόγω της στερεοχημικής τάσης που αναπτύσσεται ανάμεσα στους 2 υποκαταστάτες στην ίδια πλευρά του διπλού δεσμού. Πρόκειται για στερεοχημική παρεμπόδιση παρόμοια με εκείνη που αναπτύσσεται στην αξονική διαμόρφωση του μεθυλοκυκλοεξανίου.

Question 14

Τι είναι η αντίδραση υδρογόνωσης;

Answer 14

Είναι η προσθήκη Η2 σε ένα αλκένιο με αποτέλεσμα τη μετατροπή του στο αντίστοιχο αλκάνιο.

Question 15

Ποια ΔG είναι μεγαλύτερη το cis ή το trans βουτένιο;

Answer 15

Η ΔG του cis επειδή το cis είναι υψηλότερο ενεργειακά εξαρχής και μετά την αντίδραση και τα 2 ισομερή καταλήγουν στο ίδιο προϊόν με την ίδια ενέργεια, το βουτάνιο. Επομένως μεγαλύτερο ποσό ενέργειας εκλύεται στην υδρογόνωση του cis βουτενίου.

Question 16

Πώς υπολογίζουμε τις σχετικές σταθερότητες των cis και trans ισομερών;

Answer 16

Δεν είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός της μεταξύ τους ισορροπίας. Μετράμε τις θερμότητες υδρογόνωσης για τα ισομερή και υπολογίζουμε τη διαφορά τους.

Question 17

Γιατί δεν είναι ίδιες οι τιμές της διαφοράς των θερμοτήτων υδρογόνωσης ΔΗ και της ενργειακής διαφοράς που υπολογίστηκε από τα δεδομένα ισορροπίας;

Answer 17

Επειδή οι θερμότητες υδρογόνωσης δύσκολα μετριούνται με ακρίβεια και επειδή οι θερμότητες ισορροπίας και δεν μετρούν ακριβώς τα ίδια μεγέθη. Οι θερμότητες αντίδρασης μετρούν τις διαφορές ενθαλπίας ενώ οι σταθερές ισορροπίας μετρούν τις μεταβολές της ελεύθερης ενέργειας ΔG. Επομένως όταν συγκρίνουμε τις 2 μετρήσεις αναμένουμε μια μικρή απόκλιση.

Question 18

Ποια είναι η σειρά σταθερότητας των αλκενίων σύμφωνα με την υποκατάστασή τους; Σε τι οφείλεται;

Answer 18

Τα αλκένια σταθεροποιούνται όσο αυξάνεται η υποκατάστασή τους. Οφείλεται σε συνδυασμό 2 παραγόντων. Αρχικά, στο υπερσυζυγιακό φαινόμενο ή υπερσυζυγία. Επίσης, στο γεγονός ότι ο δεσμός μεταξύ ενός sp2 και ενός sp3 υβριδισμένου άνθρακα είναι πιο ισχυρός από τον δεσμό μεταξύ 2 sp3 ανθράκων. Τα περισσότερο υποκατεστημένα αλκένια έχουν πάντοτε υψηλότερη αναλογία δεσμών sp3 - sp2 σε σχέση με τους δεσμούς sp3 - sp3 και είναι επομένως σταθερότερα.

Question 19

Τι είναι το υπερσυζυγιακό φαινόμενο ή υπερσυζυγία;

Answer 19

Είναι μια σταθεροποιητική αλληλεπίδραση ανάμεσα στον π δεσμό C=C και στους γειτονικούς δεσμούς σ C-H των υποκαταστατών. Σύμφωνα με τη θεωρία των μοριακών τροχιακών υπάρχει ένα δεσμικό ΜΟ που εκτείνεται κατά μήκος της ομάδας των 4 ατόμων C=C-C-H. Όσο περισσότεροι αλκυλουποκαταστάτες υπάρχουν στο διπλό δεσμό τόσο περισσότερες οι πιθανότητες εκδήλωσης του φαινομένου και επομένως τόσο σταθερότερο το αλκένιο.