المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
غزوة الحديبية والهدنة بين النبي وقريش
2024-11-01
بعد الحديبية افتروا على النبي « صلى الله عليه وآله » أنه سحر
2024-11-01
المستغفرون بالاسحار
2024-11-01
المرابطة في انتظار الفرج
2024-11-01
النضوج الجنسي للماشية sexual maturity
2024-11-01
المخرجون من ديارهم في سبيل الله
2024-11-01


Preparing Alkyl Halides from Alkanes: Radical Halogenation  
  
833   03:56 مساءً   date: 25-5-2017
Author : John McMurry
Book or Source : Organic Chemistry
Page and Part : 9th. p 290


Read More
Date: 31-5-2016 3840
Date: 21-11-2019 955
Date: 23-9-2019 878

Preparing Alkyl Halides from Alkanes: Radical Halogenation

Simple alkyl halides can sometimes be prepared by reaction of an alkane with Cl2 or Br2 in the presence of light through a radical chain-reaction pathway. The mechanism is shown in Figure 1.1 for chlorination.

Figure 1.1 Mechanism of the radical chlorination of methane. Three kinds of steps are required: initiation, propagation, and termination. The propagation steps are a repeating cycle, with Cl· a reactant in step 1 and a product in step 2, and with ·CH3 aproduct in step 1 and a reactant in step 2. (The symbol hn shown in the initiation step is the standard way of indicating irradiation with light.)

The radical substitution reactions require three kinds of steps: initiation, propagation, and termination. Once an initiation step has started the process by producing radicals, the reaction continues in a self-sustaining cycle. The cycle requires two repeating propagation steps in which a radical, the halogen, and the alkane yield alkyl halide product plus more radical to carry on the chain. The chain is occasionally terminated by the combination of two radicals.

Although interesting from a mechanistic point of view, alkane halogenation is a poor synthetic method for preparing alkyl halides because mixtures of products invariably result. For example, chlorination of methane does not stop cleanly at the monochlorinated stage but continues to give a mixture of dichloro, trichloro, and even tetrachloro products.

The situation is even worse for chlorination of alkanes that have more than one kind of hydrogen. For example, chlorination of butane gives two monochlorinated products in a 30;70 ratio in addition to dichlorobutane, trichlorobutane, and so on.

As another example, 2-methylpropane yields 2-chloro-2-methylpropane and 1-chloro-2-methylpropane in a 35;65 ratio, along with more highly chlorinated products.

From these and similar reactions, it’s possible to calculate a reactivity order toward chlorination for different kinds of hydrogen atoms in a molecule.

Take the butane chlorination, for instance. Butane has six equivalent primary hydrogens ( - CH3) and four equivalent secondary hydrogens ( - CH2 - ). The fact that butane yields 30% of 1-chlorobutane product means that each one of the six primary hydrogens is responsible for 30% / 6 = 5% of the product. Similarly, the fact that 70% of 2-chlorobutane is formed means that each of the four secondary hydrogens is responsible for 70% / 4 = 17.5% of the product. Thus, a secondary hydrogen reacts 17.5% / 5% = 3.5 times as often as a primary hydrogen.

A similar calculation for the chlorination of 2-methylpropane indicates that each of the nine primary hydrogens accounts for 65% / 9 = 7.2% of the product, while the single tertiary hydrogen (R3CH) accounts for 35% of the product. Thus, a tertiary hydrogen is 35% / 7.2% = 5 times as reactive as a primary hydrogen toward chlorination.

The data show that a tertiary C - H bond (400 kJ/mol; 96 kcal/mol) is weaker than a secondary C - H bond (410 kJ/mol; 98 kcal/mol), which is in turn weaker than a primary C - H bond (421 kJ/mol; 101 kcal/mol). Since less energy is needed to break a tertiary C - H bond than to break a primary or secondary C - H bond, the resultant tertiary radical is more stable than a primary or secondary radical.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .