Lezione 14: Alcani e cicloalcani Flashcards
Cosa sono gli isomeri strutturali (costituzionali), riportare un semplice esempio
Due isomeri strutturali possiedono stessa formula molecolare, e sono quindi formati dallo stesso numero e tipo di atomi, ma diverso concatenamento.
La diversità di concatenamento conferisce alle due specie isomere diverse proprietà chimico-fisiche.
esempio: C3H7F (2-fluoropropano, 1-fluoropropano)
Cosa sono gli stereoisomeri, riportare alcuni esempi.
Sapere cosa è ad esempio uno stereoisomero conformazionale, cis-, trans., R-, S-
Due stereoisomeri possiedono stessa formula molecolare, e sono quindi formati dallo stesso numero e tipo di atomi, sono caratterizzati dalla stessa connettività ma presentano diversa disposizione lungo la catena organica dei loro atomi.
Gli stereoisomeri, o isomeri spaziali, si dividono in:
1) CONFORMERI - ROTAMERI
Si tratta di molecole non rigide, ovvero che presentano legami sigma in corrispondenza dei quali è possibile la rotazione: la rotazione permette la trasformazione reciproca degli isomeri.
E’ talvolta possibile che la presenza di barriere rotazionali determinate soprattutto dall’ingombro sterico dei sostituenti legati impediscano la rotazione.
2) STEREOISOMERI CIS E TRANS
Si tratta di molecole rigide, ovvero strutture in cui non è possibile la rotazione attorno a legami sigma che comporta la trasformazione reciproca degli isomeri.
3) STEREOISOMERI CONFIGURAZIONALI (OTTICI) R- E S-
Si tratta di stereoisomeri chirali, ovvero molecole speculari e non sovrapponibili.
Classificazione degli idrocarburi in saturi ed insaturi, alifatici e aromatici.
Schema sugli appunti.
Cosa è un conformero - rotamero eclissato, sfalsato in anti e sfalsato in gauche.
Due conformeri, o rotameri, sono due isomeri che si interconversono l’uno nell’altro attraverso una semplice rotazione attorno a un legame sigma.
Attraverso la proiezione di Newmann è possibile rappresentare le rotazioni attorno al legame sigma dei sosituenti.
ESEMPIO: etano
normalmente, la molecola si trova in posizione sfalsata, che è anche la conformazione a minore energia potenziale e dunque più stabile. Se avviene la rotazione attorno al legame C1-C2 la molecola passa però attraverso lo stato di transizione a più alta energia potenziale detto conformazione eclissata. In questo caso, l’angolo torsionale tra sfalsato ed eclissato è di 60°
Sapere cosa sono le interazioni gauche
si consideri la proiezione di Newmann del butano: a differenza dell’etano, questa molecola non possiede solo conformazioni sfalsate ed eclissate, dal momento che la sua energia potenziale e quindi stabilità è determinata anche dall’ingombro sterico dei CH3 legati a C2 e C3.
Vedi grafico appunti.
Sapere spiegare la stabilità del rotamero più stabile di un cicloesano mono- di-sostituito
ESERCITAZIONI
Semplici reazioni e funzionalizzazioni di alcani (elenco)
reazioni:
1) PIROLISI : ad alte T, in assenza di O2
2) COMBUSTIONE: in presenza di O2
funzionalizzazioni:
3) ALOGENAZIONE: mediante radicali liberi, tramite sostituzione nucleofila bimolecolare
4) OSSIGENAZIONE: per via enzimatica
Differenza tra scissione omolitica e scissione eterolitica di un legame chimico
SCISSIONE OMOLITICA:
Si ha lo spostamento di un solo elettrone, il quale porta alla formazione di due radicali liberi, ovvero due atomi con un orbitale singolarmente occupato: ciascun atomo inizialmente legato prende su di sè un solo elettrone, coinvolto inizialmente nella formazione del legame covalente tra i due atomi.
SCISSIONE ETEROLITICA:
Si ha lo spostamento di una coppia di elettroni coinvolta in un legame covalente, che comporta la formazione di due ioni.
Uno dei due atomi inizialmente coinvolti nel legame prende su di sè tutti e due gli elettroni coinvolti nel legame covalente, formando un anione monvalente: l’altro atomo viene privato dell’elettrone di legame, e forma un catione monovalente.
Sapere cosa è la reibridizzazione
La reibridizazione consiste nel processo a cui si sottopone una atomo di carbonio in seguito alla formazione di un carbonio radicalico. L’atomo di carbonio in questione da sp3 diventa ibridato sp2 in quanto ora forma solo tre legami sigma e ha un orbitale p singolarmente occupato.
Sapere l’andamento della stabilità di un radical metile, primario, secondario, terziario
più stabile è il terziario, il meno stabile è il metile
Sapere cosa s’intende per atomo di carbonio radicalico (in meccanismi di reazione radicalico), carbocatione e carbanione (in meccanismi carbocationici e carbanionici)
Un atomo di carbonio radicalico è un atomo di carbonio con un orbitale singolarmente occupato, evidentemente molto reattivo. Può formarsi in seguito a una scissione omolitica di un legame covalente.
Un carbocatione è un catione monovalente di un atomo di carbonio.
Un carbanione è un anione monovalente di un atomo di carbonio.
Possono formarsi in seguito a una scissione eterolitica di un legame covalente.
