Chapitre 9 Flashcards

(59 cards)

1
Q

Qu’est ce que les composés halogénés?

A
  • Molécules organiques auxquelles un ou des atomes d’halogènes sont liés chimiquement.
  • Origine artificielle pour la grande majorité.
  • Appelés aussi dérivés halogénés.
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2
Q

Qu’est-ce que les halogènes?

A
  • Regroupe; Fluor, chlore, brome et iode
  • Espèces très électronégatives
  • Symbolisés par X majuscule
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3
Q

Quelles sont les trois catégories de composés halogénés?

A
  • Primaires (1 chaine alkyle)
  • Secondaires (2 chaines alkyles)
  • Tertiaires (3 chaînes alkyles)
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4
Q

Quelles sont les forces intermoléculaires présentent dans les composés halogènés?

A

-London
-Keesom
-Debye

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5
Q

Quelles caractéristiques sont à l’origine des forces intermoléculaires des composés halogènes?

A
  • Forte électronégativité; Polarise le lien C-X
  • Présentent des dipôles permanents
  • La liaison C-X est covalence polaire
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6
Q

Quelle est la particularité en lien avec les forces et les composés halogènes?

A

La symétrie fait parfois en sorte que les composés halogènes ne sont pas polaires et ne présentent alors que des forces de London.

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7
Q

Qu’arrive-t-il à la masse molaire d’un composés quand il y a des halogènes?

A

L’atome halogène fait en sorte que la masse molaire est plus importante que l’hydrocarbure homologue et que les forces de London sont plus importantes pour les composés halogènes par rapport à l’hydrocarbure homologue.

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8
Q

Comment est la masse volumique des composés halogènes?

A
  • Particularité: Les composés halogènes acycliques possèdent un seul atome de Fluor ou de chlore ont une masse volumique plus petite que l’eau
  • Tous les autres ont une masse volumique plus élevée que l’eau
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9
Q

Expliquer la réactivité des composés halogénés.

A
  • La forte électronégativité des halogènes polarise le lien C-X
  • L’atome de carbone se retrouve porteur d’une charge partielle positive et l’halogène d’une charge partielle négative.
  • Les deux principaux types de réactions chimiques entraînent Le Bris de liaison C-X
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10
Q

Quels sont les deux types de réactions des composés halogénés?

A
  • La substitution nucléophile
  • L’élimination
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11
Q

Quel rôle ont généralement les halogènes en réaction?

A

Ils ont le rôle d’électrophile et peuvent subir des attaques réalisées par des nucléophiles et des bases.
- L’atome halogène est alors généralement expulsé du substrat en emportant un doublet libre.

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12
Q

De quoi dépend la réactivité des composés halogénés?

A

De la force de la liaison C-X

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13
Q

Quels facteurs influencent la liaison C-X?

A
  • La différence d’électronégativité (delta En) entre l’atome de carbone et de l’atome d’halogène
  • L’efficacité du recouvrement orbitalaire.
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14
Q

Comment la différence d’électronégativité influence la force de la liaison C-X?

A
  • Un grand delta En (différence d’électronégativité) entre l’atome de carbone et l’atome halogène a pour résultat d’affaiblir le lien.
  • Ce n’est pas un facteur dominant, la liaison C-F (+ fort) que C-I
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15
Q

Comment l’efficacité du recouvrement orbiculaire influence la force due la liaison C-X?

A
  • Le lien covalent est plus fort lorsqu’il est dû au recouvrement (chevauchement) entre des orbitales de taille similaire
  • Facteur DOMINANT:
    Le lien covalent entre l’atome de carbone (orbitale 2p) et celui du fluor (orbitale 2p) est fort.
    Le lien covalent entre l’atome de carbone (orbitale 2p) et celui de l’iode (orbitale 5p) est faible.
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16
Q

Qu’est-ce que le groupe partant?

A

Le groupe nucléofuge qui part du substrat.

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17
Q

Que signifie nucléofuge?

A
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18
Q

Comment doit être le groupe partant pour que la réaction soit facilitée?

A

Il doit être stabilisé par le gain d’un doublet libre, plus la réaction sera facilitée.

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19
Q

Donnez des exemples de bons groupes partants et expliquez pourquoi.

A

Exemples: Cl-, Br-, I-
Car sont très stables une fois qu’ils ont acquis un 4e doublet libre donc ils sont peu réactifs

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20
Q

Donnez des exemples de mauvais groupes partants et expliquez pourquoi.

A

Exemples: OH- et CH3-
Car ils sont très instables une fois qu’ils ont acquis un doublet libre, ces ions sont donc très réactifs et sont de mauvais groupes partants

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21
Q

Pourquoi la stabilité augmente chez les bases comjuguées des acides de Lewis, qui sont de bons groupe partants?

A

Plus la constante Ka de l’acide conjugué est grande, plus le groupe partant est stable.

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22
Q

Quel est l’impact de la forte électronégativité des halogènes?

A
  • Forte électronégativité = polarise le liens C-X
  • Carbone: porteur de la charge partielle positive, Br : porteur de la charge partielle négative
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23
Q

Qu’est-ce que les réaction des halogènes entraînent?

A

Le bris de la liaison C-X

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24
Q

Quel est le rôle des halogènes dans les réactions?

A

Jouent le rôle d’électrophiles, ils subissent des attaques par des nucléophiles et des bases et son expulsé du substrat en emportant un doublet libre.

25
Qu'est-ce qu'une substitution nucléophile?
- Réaction de substitution : La partie nucléophile d’un réactif vient remplacer l’halogène dans le substrat - L’halogène est attaqué par une espèce nucléophile - L’halogène est expulsé sous la forme X- - Utilisation de nucléophile fort ou faible - Permet de greffer de nombreux groupement fonctionnels
26
Quelles sont les deux types de substitution nucléophiles?
SN2 et SN1
27
Comment est le mécanisme de la substitution Sn2?
Mécanisme bimoléculaire (1 seule étape) : Il n’y a pas d’intermédiaire de réaction, le nucléophile et le composé halogéné sont impliqués dans le complexe activé.
28
Quelle est la loi de vitesse de la substitution Sn2?
v = k[R-X]1 [Nu]1
29
Comment l'encombrement stérique influence la vitesse de Sn2?
Plus le composé halogéné et le nucléophile sont volumineux, plus ils ont un fort encombrement qui ralentit la RX **Le nucléophile a plus de difficulté a attaquer, pogner dans les chaînes alkyles
30
Comment la force du nucléophile influence la vitesse de Sn2?
-Plus le nucléophile fort, plus la réaction est rapide -Plus les électrons du nucléophile sont retenus par un atomes électronégatif, plus ils auront de la difficulté à effectuer l’attaque **Au gym, body builder plus facile pour lui de lever une grosse charge qu’un gros tas, va la lever plus vite car plus fort.
31
Comment les différents types de solvants influencent la vitesse de Sn2?
-Solvants polaires aprotiques = Favorisent le SN2 Puisqu’ils ne font pas de ponts-H, les doublets libres de ces solvants ne sont pas impliqués dans cette interaction ce qui rend les nucléophiles solubilisés plus réactifs. -Solvants polaires protiques = Ralentissent le SN2 Puisqu’ils font des ponts-H, les doublets libres de ces solvants sont impliqués dans cette interaction, ce qui rend les nucléophiles solubilisés moins réactifs. -Solvants apolaires aprotiques = Permettent pas de réaliser le SN2 Puisqu’ils ne font aucunes interactions polaires, les nucléophiles sont très peu solubilisés dans ce solvant et une solubilité est nécessaire pour réaliser la réaction
32
Qu'est-ce qui favorise la réaction Sn2?
- Composés halogénés primaires - Nucléophiles forts/ peu encombrés - Solvants polaires aprotiques
33
Comment est le mécanisme de la substitution Sn1?
Mécanisme unimoléculaire de 3 étapes (seul le composé halogéné est présent dans le complexe activé au courant de l’étape lente)
34
Quelles sont les 3 étapes du mécanisme Sn1?
1) Étape limitante : Rupture hétérolytique du lien C-X, conduisant à un carbocation 2) Étape rapide : Attaque du nucléophile sur le carbocation 3) Déprotonation : Départ du proton sur le nucléophile neutre (souvent présent dans les RX SN1) par attaque d’une base.
35
Quelle est la loi de vitesse du Sn1?
v = k[R-X]1
36
Comment le degré de substitution du carbone porteur de l'halogène dans le composé halogéné influence la vitesse de Sn1?
-Composés halogénés générant les carbocations les plus stables sont favorisés, alors les composés halogénés tertiaires sont les plus favorisés suivi des secondaires. -Composés halogénés qui génèrent des carbocations nullaires ou primaires ne permettent pas la Rx à moins qu’il n’y ait de la résonance. (stabilise
37
Comment la nature du solvant influence la vitesse de Sn1?
-Solvants polaires protiques = Favorisent le SN1 -Solvants polaires aprotiques = Ralentissent le SN1 -Solvants apolaires aprotiques = Empêchent le SN1
38
Quels facteurs favorisent le Sn1?
- Composés halogénés tertiaires - Nucléophiles faibles - Solvants polaires protiques
39
Substitution nucléophile?
40
Qu'est-ce que l'élimination de composés halogénés?
Élimination d’un hydrogène et d’un atome halogène
41
Qu'est-ce que l'élimination de composés halogénés implique?
Implique un nucléophile agissant à titre de base qui doit arracher un atome d’hydrogène, sous forme H+, sur le composé halogéné. Ceci entraîne le départ de l’halogène
42
Quel est le bilan d'une l'élimination de composés halogénés?
Bilan de la réaction = Formation d’un lien pi entre le carbone ayant perdu l’atome d’hydrogène et celui ayant perdu l’atome d’halogène
43
Sur quel carbone l'hydrogène doit-il être arraché dans une élimination de composés halogénés?
L’atome d’hydrogène arraché doit être lié à l’atome de carbone adjacent (position B) à l’atome de carbone lié à l’halogène (position Alpha)
44
Comment est le mécanisme de E2?
Possède un mécanisme bimoléculaire (1 seule étape) : Il n’y a pas d’intermédiaire de réaction, le nucléophile et le composé halogéné sont impliqués dans le complexe activé.
45
Quelle est la loi de vitesse du E2?
v = k[R-X]1 [B]1
46
Qu'est-ce que la règle de Saytzev?
Le produit favorisé (majoritaire) au cours d’une réaction d’élimination sera l’alcène le plus substitué, c’est-à-dire, celui qui présentera le moins d’atomes d’hydrogène directement liés aux atomes de carbone impliqués dans le lien double.
47
Pourquoi la règle de Saytzev est-elle vraie?
Les angles entre les groupement alkyles change de 109 à 120, ce qui minimise les répulsions stériques et qui favorise la stabilité en éloignant les chaînes alkyles entre elles.
48
Comment la température influence la vitesse de E2?
Les températures de réaction élevées favorisent un mécanisme de réaction E2, car on doit briser un lien et donc fournir plus d’énergie.
49
Comment la force des bases influence la vitesse de E2?
Les bases fortes favorisent le mécanisme de réaction E2, car besoin de quelque"un de fort pour briser le lien en une seule étape.
50
Comment la nature du solvant influence la vitesse de E2?
Les solvants peu polaire et aprotiques favorisent un mécanisme de réaction E2 car ces solvants évitent de stabiliser la base, les maintenant ainsi à leur plein potentiel de réactivité.
51
Quels facteurs favorisent le E2?
1) Température élevée 2) Bases fortes 3) Solvants peu polaires aprotiques
52
Comment est le mécanisme de E1?
Mécanisme unimoléculaire de 2 étapes (seul le composé halogéné est présent dans le complexe activé au courant de l’étape lente)
53
Quelles sont les 2 étape du mécanisme de E1?
1) Étape lente : Formation d’un carbocation 2) Étape rapide : Attaque du nucléophile, une base faible ou modérée, qui arrache un H+ sur le carbocation et permet la formation du lien double et du produit
54
Quelle est la loi de vitesse du E1?
v = k[R-X]1
55
Comment la température influence la vitesse de E1?
Les températures de réaction élevées favorisent un mécanisme de réaction E1, car on doit briser un lien et donc fournir plus d’énergie
56
Comment la force de la base influence la vitesse de E1?
Les bases faibles, qui sont en général le solvant, favorisent un mécanisme de réaction E1, car elles laissent le temps nécessaires à la formation du carbocation.
57
Comment la nature du solvant influence la vitesse de E1?
Les solvants polaires protiques favorisent un mécanisme de réaction E1, car ils permettent de stabiliser le carbocation par des interactions ion-dipôle.
58
Comment la substitution du substrat influence la vitesse de E1?
Les composés halogénés tertiaires permettent la formation de carbocations beaucoup plus stables **Les composés halogénés secondaires peuvent réagir via une réaction E1, mais les composés halogénés primaires réagissent de façon négligeables en E1.
59
Quels facteurs influencent E1?
1) Température élevée 2) Bases faibles 3) Solvants polaire protiques 4) Composés halogénés tertiaires