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QO1 > Halogenación de alcanos > Flashcards

Halogenación de alcanos Flashcards

(97 cards)

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1
Q

¿Qué es el mecanismo de una reacción?

A

Es la descripción paso a paso de los enlaces que se rompen y se forman para dar los productos.

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Q

¿Qué estudia la termodinámica de una reacción?

A

La energía en equilibrio y qué tan favorable es la formación de productos.

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Q

¿De qué depende la cantidad de reactivos y productos en el equilibrio?

A

De sus estabilidades relativas.

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4
Q

¿Qué analiza la cinética de una reacción?

A

Cómo varía la rapidez con diferentes condiciones y concentraciones.

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5
Q

¿Qué se necesita para iniciar la cloración del metano?

A

Calor o luz.

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6
Q

¿Qué productos se forman al clorar metano con cloro?

A

Clorometano y cloruro de hidrógeno.

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7
Q

¿La cloración del metano ocurre a temperatura ambiente sin luz?

A

No, necesita luz o calor.

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8
Q

¿Qué color de luz es más eficaz para iniciar la cloración del metano?

A

Azul, porque es absorbida por el cloro gaseoso.

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9
Q

¿Qué significa que la reacción tenga un rendimiento cuántico alto?

A

Que se forman muchas moléculas por cada fotón de luz absorbido.

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10
Q

¿Cuáles son los tres tipos de pasos en una reacción en cadena?

A

Iniciación, propagación y terminación.

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11
Q

¿Qué ocurre en el paso de iniciación?

A

Se forma un intermediario reactivo.

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12
Q

¿Qué pasa en los pasos de propagación?

A

El intermediario reacciona con una molécula estable, forma un producto y otro intermediario.

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13
Q

¿Cómo se detiene la cadena de reacción?

A

Cuando se acaban los reactivos o se destruyen los intermediarios.

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14
Q

¿Qué ocurre en los pasos de terminación?

A

Se destruyen intermediarios y la reacción se detiene.

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15
Q

¿Qué tipo de reacción ocurre en la cloración del metano?

A

Una sustitución: el cloro reemplaza un hidrógeno.

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16
Q

¿Qué sucede en el paso de iniciación en la cloración del metano?

A

La luz azul rompe Cl₂ en dos radicales Cl·

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17
Q

¿Qué es un radical libre?

A

Una especie con un electrón desapareado y alta reactividad.

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18
Q

¿Por qué el radical Cl· es inestable?

A

Porque tiene un electrón desapareado y no completa su octeto.

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19
Q

¿Cuál es el primer paso de propagación en la cloración del metano?

A

Metano + Cl· → Radical metilo + HCl

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20
Q

¿Cuál es el segundo paso de propagación en la cloración del metano?

A

Radical metilo + Cl₂ → Clorometano + Cl·

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21
Q

¿Qué pasa con los radicales en los pasos de propagación?

A

Se consume uno y se produce otro, así continúa la cadena.

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22
Q

¿Qué condición permite que la cadena continúe?

A

Que se generen nuevos radicales en cada paso.

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23
Q

¿Qué resume la halogenación por radicales?

A

Iniciación → se forman radicales
Propagación → un radical crea otro
Reacción global = suma de pasos de propagación

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24
Q

¿Qué es una reacción de terminación?

A

Un paso que consume más radicales de los que forma, deteniendo la reacción.

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25
¿Qué representa ΔG?
La diferencia de energía libre entre productos y reactivos.
26
¿Qué indica ΔG sobre la energía?
Cuánta energía está disponible para hacer trabajo.
27
¿Con qué se relaciona ΔG∘?
Con la constante de equilibrio Keq ​
28
¿Cuál es la ecuación que relaciona Keq con ΔG∘?
Keq = e^(−ΔG∘/RT)
29
¿Qué dice la ecuación ΔG∘ = − RT ln(Keq) ?
Relaciona la energía libre con el equilibrio de una reacción.
30
Si K>1, ¿qué signo tiene ΔG∘?
Negativo. Se libera energía. Reacción favorecida.
31
Si K<1, ¿qué signo tiene ΔG∘?
Positivo. Hay que dar energía. Reacción desfavorecida.
32
¿Qué dos factores contribuyen al cambio de energía libre ΔG∘?
La entalpía ΔH∘ y la entropía ΔS∘ multiplicada por la temperatura.
33
¿Cuál es la fórmula de la energía libre de Gibbs?
ΔG∘ = ΔH∘ −TΔS∘
34
¿Qué representa ΔH∘?
El calor liberado o absorbido en una reacción (entalpía).
35
¿Qué representa ΔS∘?
El cambio en el desorden o libertad de movimiento (entropía).
36
¿Qué significa si ΔH∘ es negativo?
Reacción exotérmica; se libera calor.
37
¿Qué significa si ΔH∘ es positivo?
Reacción endotérmica; se absorbe calor.
38
¿Cuándo la entalpía favorece una reacción?
Cuando ΔH∘ es negativo.
39
¿Qué describe la entropía ΔS∘?
El desorden o libertad de movimiento.
40
¿Qué tipo de ΔS∘ favorece una reacción?
Positivo (+); más libertad en los productos.
41
¿Por qué la entropía a veces no domina la reacción?
Porque suele ser menor que la contribución de la entalpía.
42
¿Qué es la energía de disociación de enlace (EDE)?
La energía necesaria para romper un enlace homolíticamente.
43
¿Qué ocurre en una ruptura homolítica?
Cada átomo se queda con un electrón → se forman radicales.
44
¿Qué ocurre en una ruptura heterolítica?
Un átomo toma los dos electrones → se forman iones.
45
¿Las EDE son positivas o negativas? ¿Por qué?
Positivas (endotérmicas), porque romper enlaces consume energía.
46
¿Cómo se calcula ΔH∘ con las EDE?
Suma de EDE de enlaces rotos menos suma de EDE de enlaces formados.
47
¿Qué significa una EDE alta?
Que el enlace es fuerte; se necesita más energía para romperlo.
48
¿Qué mide la rapidez de una reacción?
Qué tan rápido desaparecen reactivos y aparecen productos.
49
¿De qué depende la rapidez de reacción?
De la concentración de los reactivos.
50
¿Qué es la ley de rapidez?
La relación matemática entre concentración y rapidez, única para cada reacción.
51
¿Cómo se obtiene la ley de rapidez?
Solo mediante experimentos.
52
¿Qué expresa la ecuación de Arrhenius?
Cómo cambia la constante de rapidez K con la temperatura.
53
Escribe la ecuación de Arrhenius
K = A e^(−Ea/RT)
54
¿Qué representa A en la ecuación de Arrhenius?
El factor de frecuencia: colisiones con orientación correcta.
55
¿Qué representa Ea?
Energía mínima que necesitan las moléculas para reaccionar (energía de activación).
56
¿Cómo afecta la temperatura a la rapidez de reacción?
A mayor temperatura, más colisiones superan la energía de activación → reacción más rápida.
57
¿Qué es el estado de transición?
Estado temporal de máxima energía entre reactivos y productos. No se puede aislar.
58
¿Cómo se representa el estado de transición?
Con corchetes y una doble cruz: ‡‡
59
¿En qué se diferencia un intermediario de un estado de transición?
El intermediario es estable (aunque breve); el estado de transición es inestable y efímero.
60
¿Qué hacen los catalizadores?
Bajan la energía del estado de transición, acelerando la reacción sin cambiar el equilibrio.
61
¿Qué muestra un diagrama de energía de reacción?
Cómo cambia la energía durante la reacción, incluyendo el estado de transición y la energía de activación.
62
¿Qué representa el término exponencial en la ecuación de Arrhenius?
El término exponencial corresponde a la fracción de colisiones en la que las partículas tienen la energía mínima necesaria para reaccionar
63
¿Qué controla la rapidez global de una reacción con varios pasos?
El paso más lento o paso determinante.
64
¿Qué tiene cada paso en una reacción con varios pasos?
Su propia rapidez característica.
65
¿Qué paso es el limitante en la halogenación del metano?
La extracción del hidrógeno.
66
¿Qué pasa si los pasos de propagación no son rápidos?
Los radicales colisionan sin reacción y ocurren pasos de terminación.
67
¿Cómo reaccionan los halógenos con metano? (orden de rapidez)?
F₂: explosiva Cl₂: moderada Br₂: lenta (requiere calor) I₂: muy lenta
68
¿Qué pasa en la cloración del propano?
Se pueden formar productos con Cl en carbono primario o secundario.
69
¿Qué tipo de hidrógeno forma el producto más común?
El más reactivo y abundante (ej. secundario).
70
¿Cómo se mide la reactividad de un tipo de hidrógeno?
Dividiendo el producto observado entre la cantidad de H equivalentes.
71
¿Cómo varía la estabilidad de los radicales?
Metilo < 1° < 2° < 3°
72
En una reacción endotérmica, ¿a qué se parece el estado de transición?
A los productos → más selectiva.
73
En una reacción exotérmica, ¿a qué se parece el estado de transición?
A los reactivos → menos selectiva.
74
¿Qué dice el postulado de Hammond?
Especies cercanas en energía → parecidas en estructura.
75
¿Qué predice el postulado de Hammond?
La estructura del estado de transición y la selectividad.
76
¿Qué es una reacción selectiva?
Una que forma mayormente un producto específico, no una mezcla.
77
¿Para qué sirven los inhibidores de radicales?
Para frenar reacciones en cadena de radicales libres.
78
¿Qué es el HAB (hidroxianisol butilado)?
Un antioxidante que actúa como inhibidor de radicales en alimentos.
79
¿Qué son los intermediarios reactivos?
Especies muy inestables con vida corta, que reaccionan tan pronto se forman.
80
¿Qué tienen de especial los carbonos trivalentes?
Tienen solo 3 enlaces y reaccionan rápido para volverse tetravalentes.
81
¿Cómo se clasifican los intermediarios según carga?
* Carbocationes: carga + * Radicales: sin carga, electrón impar * Carbaniones: carga – * Carbenos: sin carga, 2 electrones no enlazantes
82
¿Qué hibridación tiene un carbocatión?
sp², con estructura plana y orbital p vacío.
83
¿Cómo se estabiliza un carbocatión?
Por efecto inductivo, hiperconjugación y resonancia.
84
Orden de estabilidad de carbocationes
3° > 2° > 1° > metilo
85
¿Qué es la hiperconjugación?
Interacción de orbital p vacío con enlaces sigma vecinos.
86
¿Qué caracteriza a un radical libre?
Tiene un electrón desapareado en orbital p (sp²).
87
¿Cómo se estabilizan los radicales?
Por grupos alquilo (donadores) y por resonancia.
88
Orden de estabilidad de radicales libres
3° > 2° > 1° > metilo
89
¿Qué hibridación tiene un carbanión?
sp³, estructura tetraédrica.
90
¿Qué tipo de especie es un carbanión?
Nucleófilo fuerte y base fuerte.
91
Orden de estabilidad de carbaniones
Metilo > 1° > 2° > 3°
92
¿Qué estabiliza un carbanión?
Resonancia y grupos electronegativos vecinos.
93
¿Qué es un carbeno?
Intermediario neutro con 6 electrones, hibridación sp².
94
¿Qué dualidad tienen los carbenos?
Son electrófilos y nucleófilos al mismo tiempo.
95
Ejemplos comunes de carbenos
:CH₂ (metileno), :CBr₂
96
¿Qué hacen los carbenos con alquenos?
Forman anillos de ciclopropano.
97
¿Por qué no se pueden aislar los carbenos?
Porque reaccionan o se dimerizan muy rápido.

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