Файл: Билет 32Алкены. Реакции.docx

Факторы, влияющие на скорость химических реакций.

В гомогенных системах:

1. 
   концентрация веществ – чем больше, тем выше скорость;
   
2. 
   природа реагентов – тут будет играть характер связей, какие-то связи проще разорвать, чем другие;
   
3. 
   температура – при увеличении температуры энергия сталкивающихся частиц возрастёт, они начитают чаще сталкиваться друг с другом, т.е. с ростом температуры и сам химический процесс будет ускоряться;
   
4. 
   присутствие катализатора (увеличивает скорость) или ингибитора (уменьшает скорость);
   
5. 
   давление (для реакций в газовой среде).
   

В гетерогенных системах:

1. 
   Пун
   
2. 
   ы 234 и 5 (если твердое вещество реагирует с газом);
   
3. 
   площадь поверхности соприкосновения реагентов – то есть чем больше измельчено вещество, тем выше скорость реакции.
   

Закон действующих масс – при постоянной температуре скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам в уравнении реакции.
Химическая реакция: аА + bB = Cc

Скорость реакции V = k* C(A)^a *C(B)^b
Где k – константа скорости прямой реакции; C(A) – концентрация вещества А; C(B) – концентрация вещества В; a + b – молекулярность реакции или порядок реакции.

Рассмотрим химическую реакцию: 2NO₂ ⇄ N₂O₄

Ее скорость реакции V = k* C_NO2²

Энергия активации Е_а— минимальная энергия взаимодействующих частиц, достаточная для того чтобы все частицы вступили в хим. реакцию

Сущность действия катализаторов: любая каталитическая реакция проходит через промежуточные стадии, каждая из которых характеризуется значением энергии активации (E_a1 и E_a2), намного меньшим, чем в отсутствие катализатора (Е_а), из-за чего общая энергия активации меньше в присутствии катализатора. E_a1 + E_a2 < Е_а

схема: А + Б = В (медленно)

механизм: 1) А + Кат = [АКат] (быстро)

2. 
   [АКат] + Б = В (быстро)
   
3. 
   Обобщение:
   

1. 
   Катализируют только энергетически возможные реакции (то есть CO₂ и СО не реагируют, то и в присутствии катализаторов не будут)
   
2. 
   Не расходуются в процессе реакции
   
3. 
   Увеличивают скорость реакции, снижая ее энергию активации
   
4. 
   Ускоряют наступление химического равновесия, но не сдвигают его
   

---

Фосфолипиды (глицеро- и сфингофосфолипиды). Строение и роль в организме. Реакции гидролиза.

Фосфолипиды ФЛ
ФЛ – структурные компоненты клеточных мембран.
Реакции гидролиза – распад на структурные компоненты.
Билет 29

Конфигурация и конформация.

Пространственное строение органических соединений.

Конфигурация– расположение атомов молекулы в пространстве без учета возможных конформаций.

Диастереомеры — пространственные изомеры, не являющиеся зеркальными отражениями друг друга.

π-Диастереомеры — стереоизомеры, существование которых обусловлено наличием π-связи.

σ-Диастереомеры — стереоизомеры, существование которых обусловлено наличием цикла или нескольких асимметрических атомов углерода.

Энантиомеры – пространственные изомеры, относящиеся друг к другу как предмет и несовместимое с ним его зеркальное отражение.

Конформация – пространственные формы молекул, образующиеся в результате поворота одной части молекулы относительно другой вокруг σ-связи. Для их изображения используются проекции Ньюмона. (На экзамене думаю будет достаточно этого определения и одной из проекций Ньюмона)

Заслоненные конформации — конформации с максимумом внутренней энергии, в которых заместители, находящиеся у соседних атомов углерода, наиболее сближены.

Заторможенные конформации — наиболее выгодные конформации с минимумом внутренней энергии, к ним относятся анти- и скошенные (гош-конформации).

Скошенная (гош) конформация – конформация с углом 60о между связями двух заместителей, находящихся у соседних атомов углерода.

Анти-конформация – заторможенная конформация, в которой два заместителя, находящиеся у соседних атомов углерода, наиболее удалены друг от друга.

Способы изображения пространственного строения молекул.

Формулы Ньюмена — способ изображения конформаций молекул, при котором молекула располагается так, что наблюдатель смотрит вдоль связи, вокруг которой происходит вращение одной части молекулы относительно другой. При этом молекула проецируется на плоскость, перпендикулярную этой связи.

---

Формулы Фишера — способ изображения пространственного строения соединений, содержащих асимметрические атомы углерода *С. В формулах Фишера асимметрический атом находится в точке пересечения двух взаимно перпендикулярных отрезков, причем горизонтальный отрезок соответствует химическим связям, выходящим вперед из плоскости чертежа, а вертикальный – связям, уходящим за эту плоскость.

4. 
   и L-изомеры – пара энантиомеров. Если -ОН или -NH₂ группа у наиболее удалённого "хирального" атома C от самой окисленной группы, располагается слева, то такой энантиомер обозначают символом L (лат. lævus — левый), если же она располагается справа, то это D-энантиомер (лат. dexter — правый).
   

Конфигурационные стереоизомеры.

Хиральность — свойство объекта не быть идентичным своему зеркальному отражению.

Асимметрический атом углерода – центр хиральности – атом углерода, связанный с 4мя разными заместителями. Обозначается звездочкой *С.

Функциональные производные карбоновых кислот: сложные эфиры, ангидриды, галоненангидриды, амиды. Сравнительная активность в реакциях нуклеофильного замещения (ацилирования). Роль кислотного и основного катализа.
Функциональные производные карбоновых кислот имеют общий вид:

Если Х=

- ОR, то это сложные эфиры

- NH₂, то это амиды.

- OC(O)R (оксикарбониьная), то это ангидриды

- Hal, то это галоненангидриды, амиды.
1 – электрофильный центр; 2 – оснóвный центр, нуклеофильный; 3 – оснóвный центр, нуклеофильный, но более слабый, чем 2.

Любая группа Х (кроме Cl и оксикарбонильной) является электронодонором для оксогруппы и ослабляет её электрофильный центр. Поэтому атака нуклеофилом идет хуже, чем у альдегидов и кетонов. А чем сильнее электрофильный центр, тем лучше соединение участвует в реакциях нуклеофильного присоединения A_N:

Роль кислотного катализа – повышение электрофильности карбонильного углерода С.

Роль основного катализа – повышение нуклеофильности реагента.

Билет 27

ковалентная, ионная, водородная, металлическая; их краткая характеристика. Характеристики ковалентной связи: длина, энергия, валентный угол. Механизмы образования ковалентной связи. Химическая связь – это совокупность сил, связывающих атомы или молекулы друг с другом в новые устойчивые структуры.

---

Основные типы химической связи:Ионная связь – хим. связь, образованная электростатическим притяжением (притяжением плюса к минусу) двух противоположно заряженных ионов, где электронная пара принадлежит полноценно одному из ионов. Обычно это связь между ионами металла и неметалла. Ме-Неме. В твердом состоянии имеют ионную кристаллическую решётку. Водородная связь — электростатическое взаимодействие между атомом водорода, связанным с электроотрицательным атомом, и другим электроотрицательным атомом (O, S, N, F). Она слабее и длиннее ковалентных связей. Водородные связи могут быть межмолекулярными или внутримолекулярными. Водородные связи принимают важную роль в межмолекулярном взаимодействии, от чего зависит агрегатное состояние вещества. Еще ее можно встретить между азотистыми основаниями в двуцепочной ДНК или во вторичной структуре белков и т.д.Металлическая связь – это связь между положительными ионами металлов с помощью общих электронов. Ме-Ме. Это происходит из-за того, что у металлов – небольшое число электронов на внешнем уровне, слабо удерживаемых ядром и из-за этого они покидают свои орбитали и свободно передвигаются по всему объему. Металлическая связь делокализована, ненаправлена и ненасыщена. Ковалентная связь – химическая связь, осуществляемая за счет образования общей электронной пары, при перекрывании электронных облаков соединяемых атомов. Образуется между атомами неметаллов.

Длиной ковалентной связи называют расстояние между ядрами атомов, которые образуют связь. Длина связи напрямую связана с радиусом атома - чем он больше, тем длиннее связь. Зная ковалентный радиус атомов, очень легко вычислять длину ковалентной связи в молекуле. Например, длина ковалентной связи молекулы HF = 30 + 58 = 88 пм.

Энергия ковалентной связи (выражают в ккал/моль или кДж/моль) – энергия, которая необходима для разрыва связи (при образовании ковалентной связи энергия выделяется, при разрыве - поглощается). Чем выше энергия связи, тем прочнее связь. Энергия связи зависит от ее длины - чем длиннее связь в молекуле, тем проще ее разорвать (затратить меньше энергии).

Валентный угол — угол между линиями

---

, соединяющими химически связанные атомы.

Механизмы образования:

Обменный. При обменном механизме в образовании общей электронной пары от каждого атома участвуют и атомная орбиталь, и неспаренный электрон, находящийся этой орбитали.

Донорно акцепторный. Наблюдается, когда один компонент (донор) имеет на атомной орбитали внешнего уровня электронную пару, а другой (акцептор) – свободную орбиталь. При слиянии атомных орбиталей возникает молекулярная орбиталь , на которой находится общая электронная пара. Встречается в ионе аммония NH₄⁺, гидроксония H₃O⁺, комплексах.

Карбоновые кислоты. Строение карбоксильной группы как р,π-сопряженной системы. Кислотные свойства, образование солей. Делокализация заряда в анионах карбоновых кислот. Сравнение кислотных свойств в гомологическом ряду карбоновых кислот. Реакции карбоновых кислот с нуклеофильными реагентами; образование сложных эфиров, ангидридов, галогенангидридов и амидов.

Карбоновые кислоты – органические соединения, имеющие в своем составе карбоксильную группу (-СООН). Общая формула C_nH_2nO₂. Название = количество С + овая кислота (пентан+овая= пентановая кислота)

Строение карбоксильной группы:

Неподеленная пара электронов на p-орбитали атома кислорода ОН-группы взаимодействует с p-орбиталями двойной связи (С=О) с образованием р, π-сопряженной системы.
Кислотные свойства карбоновых кислот проявляются в реакциях с основаниями с образованием солей. Чтоб назвать соль отнять от названия кислоты -вая и прибавить –ат, н-р, пропановая→пропаноат.
Кислотные свойства выражены сильнее чем у спиртов и фенолов, за счет образования стабильного карбоксилат аниона, где отрицательный заряд делокализован (распределен) по р, π-сопряженной системе.

Сравнение кислотных свойств в гомологическом ряду карбоновых кислот:
Электроноакцепторные заместители усиливают кислотность карбоновых кислот, т.к. стабилизируют сопряженный анион.

Электронодоноры дестабилизируют сопряженный анион и поэтому ослабляют кислотность карбоновых кислот.

---