Confronto delle caratteristiche del legame σ e del legame π
legame σ
Può esistere da solo nei legami covalenti
Sovrapporre lungo l'asse di simmetria per formare un legame, con un ampio grado di sovrapposizione
La nuvola elettronica è cilindrica
La densità della nube elettronica è maggiore sull'asse di simmetria ed è concentrata tra i due nuclei.
legame π
Non può esistere da solo e coesistere con il legame σ
Si sovrappongono parallelamente tra loro lungo l'asse di simmetria, con un piccolo grado di sovrapposizione
La nuvola elettronica è grumosa e ha un piano di simmetria
La densità della nuvola elettronica sul piano di simmetria è quasi zero e la nuvola elettronica è relativamente dispersa.
isomeri cis-trans
A causa dell'ostruzione della rotazione attorno al legame π, gli atomi o i gruppi della molecola sono disposti in diverse posizioni nello spazio e gli isomeri prodotti sono chiamati isomeri cis-trans o isomeri geometrici.
isomero cis
Gruppi identici si trovano sullo stesso lato del carbonio del doppio legame
isomero trans
Gli stessi gruppi si trovano sui lati opposti del carbonio del doppio legame
Lo stesso gruppo si trova sullo stesso atomo di carbonio
Nessun isomeria cis-trans
Nomenclatura degli isomeri cis-trans
Notazione di configurazione cis/trans
Notazione di configurazione Z/E
Z-
I gruppi prioritari si trovano sullo stesso lato del carbonio del doppio legame
E-
Il gruppo prioritario si trova sul lato opposto del carbonio del doppio legame
Proprietà fisiche
Tra gli isomeri cis e trans degli alcheni, la forma cis ha un punto di ebollizione più alto rispetto alla forma trans.
La forma trans ha una simmetria maggiore, quindi il punto di fusione della forma trans è generalmente più alto di quello della forma cis.
proprietà chimiche
Reazione di idrogenazione catalitica
Maggiore è il numero di sostituenti sul carbonio del doppio legame, maggiore è l'ingombro sterico, più stabile è l'alchene e minore è la probabilità che subisca idrogenazione catalitica.
Sotto la catalisi del platino (pt), palladio (pd), nichel (Ni), ecc., viene aggiunto idrogeno per generare alcani
Appartiene alla reazione di riduzione
Gli alcheni con piccolo ostacolo sterico sono facili da aggiungere
Reazione di addizione elettrofila
Una reazione di addizione in cui un elettrofilo attacca la nuvola di elettroni π di un doppio legame
Aggiunta all'alogenuro di idrogeno
Rispettare le "Regole di Markov"
Multiidrogenazione dell'idrogeno
L'ordine di attività degli alogenuri di idrogeno
Addizione con acido solforico
Gli alcheni reagiscono con l'acido solforico concentrato freddo per formare esteri di idrogeno solforato, che possono essere ulteriormente idrolizzati per formare alcoli.
Rispettare le "Regole di Markov"
Aggiungere all'acqua
Sotto la catalisi degli acidi inorganici (come acido solforico diluito e acido fosforico diluito), gli alcheni reagiscono con l'acqua per formare alcoli
Rispettare le "Regole di Markov"
Aggiunta con alogeno
L'aggiunta di alcheni agli alogeni produce l'o-dialoalcano
L'ordine di reattività degli alogeni
Addizione con acido ipoalogeno
Gli alcheni reagiscono con l'acido ipoalogeno (soluzione acquosa di alogeno) per formare o-alogenidrine
Gli alogeni vengono aggiunti agli atomi di carbonio contenenti più idrogeno
reazione di idroborazione
Il borano reagisce con gli alcheni nei solventi eterei per formare alchilborano
Reazione di idroborazione-ossidazione
Il trialchil boro viene ossidato con H2O2 in condizioni alcaline e il legame C-B viene rotto per generare 3 molecole di alcol.
Rispettare le "Regole Anti-Markov"
Il borano può facilmente polimerizzare in diborano, che può essere decomposto in borano in solventi eterei.
Reazione di addizione dei radicali liberi
La reazione di sostituzione dei radicali liberi e la reazione di addizione sono essenzialmente una coppia di reazioni competitive. Una bassa concentrazione di alogeno favorisce la reazione di sostituzione.
effetto perossido
In presenza di perossido, avviene una reazione di addizione tra alcheni e acido bromidrico per produrre prodotti "regola anti-Markov".
L'effetto del perossido è efficace per HBr ma non per HI e HCl
Rispettare le "Regole Anti-Markov"
reazione di ossidazione
Ossidazione del permanganato di potassio o del tetrossido di osmio
Gli alcheni subiscono una reazione di ossidazione con il permanganato di potassio acido caldo e concentrato e i doppi legami carbonio-carbonio si rompono.
Non c'è idrogeno sul carbonio a doppio legame
C'è un idrogeno sul carbonio a doppio legame
generare acido carbossilico
Ci sono due idrogeni su un carbonio con doppio legame
Genera acido formico, che è instabile e continua a essere ossidato per generare anidride carbonica.
Gli alcheni reagiscono con una soluzione acquosa fredda e diluita di permanganato di potassio, le olefine vengono ossidate a cis-diolo e il permanganato di potassio viene ridotto a biossido di manganese
ossidazione dell'ozono
Gli alcheni reagiscono con l'ozono per formare ozonidi, che vengono trattati con acqua o acido (Zn, H2O) in presenza di un agente riducente per formare aldeidi o chetoni.
ossidazione perossiacida
Gli alcheni reagiscono con i perossiacidi per formare epossidi
Reazione di alogenazione dell'idrogeno α
In condizioni di luce o alta temperatura, l'idrogeno α viene sostituito dall'alogeno per generare alcheni alogenati
L'atomo di carbonio adiacente al doppio legame carbonio-carbonio è un atomo di carbonio α
Polimerizzazione
Sotto l'azione di un catalizzatore o iniziatore, le olefine vengono polimerizzate per formare composti macromolecolari
Stabilità del carbocatione
Carbocatione terziario > Carbocatione secondario > Carbocatione primario > Carbocatione metilico
Stabilità dei radicali liberi
Radicale allilico > Radicale carbonioso terziario > Radicale carbonioso secondario > Radicale carbonioso primario > Radicale etilenico
effetto di induzione
A causa delle diverse elettronegatività degli atomi di legame nella molecola, la nuvola di elettroni del legame covalente non è più distribuita uniformemente tra i due atomi, ma è polarizzata dall'atomo meno elettronegativo all'atomo più elettronegativo lungo la catena del carbonio induzione elettrostatica
Effetto di induzione di ritiro di elettroni (-I)
gruppo attrattore di elettroni
Ridurre la densità della nuvola di elettroni π
Effetto indotto dalla donazione di elettroni (I)
gruppo donatore di elettroni
I gruppi alchilici sono gruppi donatori di elettroni
Aumenta la densità della nuvola di elettroni π
Reazione di addizione cis
Reazione di idrogenazione catalitica
Reazione di idroborazione-ossidazione
Gli alcheni reagiscono con una soluzione acquosa fredda e diluita di permanganato di potassio
reazione di addizione trans
Addizione con acido ipoalogeno
Reazioni conformi alla regola anti-Markov
Reazione di idroborazione-ossidazione
Gli alcheni con molti sostituenti hanno un'elevata densità della nuvola di elettroni π e un'elevata attività di reazione di addizione elettrofila; se sono presenti gruppi di ritiro di elettroni, si verificheranno effetti di induzione di ritiro di elettroni, riducendo la densità della nuvola di elettroni π e l'attività di reazione di addizione elettrofila più vicina al doppio legame, maggiore è l’influenza
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