Tepkimeler ve Mekanizmaları

Transkript

1 3. BölümB ORGANĐK K TEPKĐMELERE GĐRĐŞG ĐŞ Tepkimeler ve Mekanizmaları Genel olarak tepkimeler dört sınıfa ayrılabilir: Yer değiştirmeler Katılmalar Ayrılmalar Çevrilmeler MEKANĐZMA: Reaktanların ürünlere dönüşümü sırasında moleküler düzeyde meydana gelen olayların bir tanımıdır. Tepkimenin bütün basamaklarındaki olayların (elektron hareketlerini de içeren) bir gösterimidir.

2 Kovalent bağların omoliz ve eterolizi Organik tepkimeler daima bazı kovalent bağların kırılması ve yeni bağların oluşmasını içerir. Kovalent bağların kırılımı iki yoldan gerçekleşir: eteroliz= eterolysis (Đngilizce) Yunanca etero= Farklı + lysis= Bölünme, parçalanma omoliz= omolysis (Đngilizce) Yunanca omo=aynı + lysis= Bölünme, parçalanma 3.. Bölüm: B Asitler ve Bazlar: Arrhenius Tanımı

3 Tanımlar Arrhenius Asitler proton( + ) verecek şekilde suda iyonize olan bileşiklerdir. iklerdir. Bazlar hidroksit iyonları ( O - ) verecek şekilde suda iyonize olan bileşiklerdir. iklerdir. Brønsted nsted-lowry Lewis Asitler proton verebilen ( veya kaybeden) bileşiklerdir. iklerdir. Bazlar ise proton alan bileşiklerdir iklerdir. Asitler elektron çifti alıcılar ları,, bazlar ise elektron çifti vericileridir. Arrhenius Asit ve Bazları Asitler proton( + ) verecek şekilde suda iyonize olan (çö( çözünen) bileşiklerdir. iklerdir A + +. A Bazlar hidroksit iyonları ( O - ) verecek şekilde suda iyonize olan (çö( çözünen) bileşiklerdir iklerdir. M+ + M O O

4 Arrhenius Asit ve Bazları Kuvvetli asitler suda tamamen ayrışı ışırlar (iyonize olurlar). Zayıf f asitler ise suda kısmen k ayrışı ışırlar. A + +. A Kuvvetli bazlar suda tamamen ayrışı ışırlar (iyonize olurlar). Zayıf f bazlar ise suda kısmen ayrışı ışırlar. M O M+ + O Asit Kuvveti Ölçüsü: pk a A + +. A K a = [ + ][A ] [A] pk a = log 10 K a

5 Asitler ve Bazlar: Brønsted nsted-lowry TanT anımı Brønsted nsted-lowry tanımı: Asitler proton vericileridir Bazlar proton alıcılar larıdır Brønsted Asit-Baz Tepkimesi Bir proton asitten baza tranfer olur. B. + + A B + A baz asit

6 Brønsted Asit-Baz Tepkimesi Bir proton asitten baza tranfer olur. B. + + A B + A baz asit Konjuge (eşlenik) asit Konjuge (eşlenik) baz Br dan Suya Proton Transferi hidronyum iyoni onu O. baz + Br + O Br. + asit Konjuge Konjuge (eşlenik) (eşlenik) asit baz Asit-baz tepkimeleri daima daha zayıf f asit ve daha zayıf f bazın n oluşumu umu yönündey nde meydana gelirler

7 Proton Transferinin Denge Sabiti O. + + Br O Br. + K a = [ 3 O + ][Br ] [Br] Arrhenius K sı a ile benzeşir. Fakat + ın yerini 3 O + alır. 3 O + = + varsayılır. r. Arrhenius ve Brønsted K a değer erlerieri aynıdır. Proton Transferinin Denge Sabiti O. + + Br O Br. + K a = [ 3 O + ][Br ] [Br] pk a = log 10 K a

8 Brønsted Asidi Olarak Su N. O N O + + baz asit konjuge asit konjuge baz Kuvvetli asit asit Asit pk a Konj. Baz Zayıf asit Asitlerin pk a değerleri erleri* Kuvvetli asitler hidronyum iyonundan daha kuvvetli asitlerdir ir *Daha detayli bilgi için i in Tabloya a bakinizb I I Br -5.8 Br 2 SO 4 Cl 3 O SO 4 Cl O

9

10 Kuvvetli asit asit Asit pk a Konj. Baz Zayıf asit Önemli bir genelleme! I I Br -5.8 Br 2 SO 4 Cl 3 O SO 4 Cl O Asit kuvvetlendikçe e asidin konjuge bazı zayıflar (baz olarak) *Daha detayli bilgi için i in Tabloya a bakinizb

11 Asitlerin pk a değerleri erleri* Asit pk a Konj. Baz 3 O O F 3.5 F C 3 CO C 3 CO 2 + N N 3 2 O 15.7 O Zayıf f asitler hidronyum iyonundan daha zayıf f asitlerdir ir *Daha detayli bilgi için i in Tabloya a bakinizb Asitlerin pk a değerleri erleri* Asit pk a Konj. Baz C 3 O 15.2 C 3 O 2 O 15.7 O C 3 C 2 O ~16 C 3 C 2 O (C 3 ) 2 CO ~17 (C 3 ) 2 CO (C 3 ) 3 CO ~18 (C 3 ) 3 CO Alkoller asitlik olarak suya benzerler; alkollerin konjuge bazları baziklikte hidroksit iyonuna yakınd ndırlar *Daha detayli bilgi için i in Tabloya a bakinizb

12 Asitlerin pk a değerleri erleri* Asit pk a Konj. Baz N 3 ~36 N 2 (C 3 ) 2 N ~36 (C 3 ) 2 N Amonyak ve aminler oldukça a zayıf f asitlerdir ; konjuge bazlar zları ise kuvvetli bazlardır. r. *Daha detayli bilgi için i in Tabloya a bakinizb C Asitlerin pk a değerleri erleri* Acid pk a Conj. Base C 26 C C 43 2 C C 2 C 3 C C C idrokarbonların çoğu oldukça a zayıf f asitlerdir. *Daha detayli bilgi için i in Tabloya a bakinizb C 3 C 2

13 Baziklik ve pk b pk a ve pk b Aslında farklı bir baziklik sabiti (K b ) gerekli değildir. Brønsted-Lowry yaklaşı şımındaki konjugayon ilişkisi nedeniyle asit-ba baz tepkimelerini ve asitlik- bazlık k kavramlarını sadece pk a değerlerini erlerini kullanarak inceleyebiliriz.

14 Örnek: angisi daha kuvvetli bazdır, amonyak (solda) veya piridin (sağda)? Daha kuvvetli asitlerin konjuge bazlarının daha zayıf f bazlar olduğunu unu anımsayal msayalım. m. Bir bileşiğin in daha kuvvetli bir baz olabilmesi için in konjuge asidinin daha zayıf f bir asit olması gereklidir. Amonyak ve piridinin konjuge asitlerinin pk a değerlerine erlerine bakalım. N N Örnek + N pk a = 9.3 Daha zayıf f asit + N pk a = 5.2 Daha kuvvetli asit Bu nedenle amonyak piridine göre daha a kuvvetli bazdır.

15 3. Bölüm-B 2. KısımK Yapı ve Asitlik Arasındaki Đlişki Asitlik Kuvveti Bir asidin kuvvetini etkileyen faktörler: Oluşan A - anyonunun kararlılığı(en önemli!): A - iyonu ne kadar kararlıysa o kadar kolay oluşur. Bu da -A nın asitliğini arttırır. A - iyonunun bazikliği ne kadar düşükse o kadar kararlıdır -A + + A - -A bağının heterolitik olarak kırılabilmesi gerekir -A bağının kuvveti: Bu bağ ne kadar zayıfsa o kadar kolay kırılır.

16 A - Anyonunun Kararlılığını Etkileyen Faktörler (-) yük daha elektronegatif bir atom üzerinde ise anyon daha kararlıdır (-) yükün daha geniş alana yayılması (rezonans ve indüktif etkiler, aromatiklik) Melezleşme (yükün daha fazla s karakteri içeren bir melez orbitalse olması) -I bağı yukardaki seride en zayıf bağdır. Periyodik tabloda düşey sütunda aşağıya inildikçe asitlik artar. Asidin konjuge bazı zayıfladıkça asidin kendisinin kuvveti artar

17 Periyodik çizelgede aynı yatay sıradaki elementlerin bileşiklerinin asitliği soldan sağa doğru artar: Bağ kuvvetleri kabaca aynıdır, hidrojene bağlı atomun elektronegatifliği belirleyicidir. Melezleşmenin etkisi: Oluşan anyonun karbon atomunun melez orbitallerinin daha fazla s karakterine sahip olması, anyonun elektronlarının daha düşük enerjili olacağı ve anyonun da daha kararlı olacağı anlamına gelir.

18 Đndüktif Etkiler Bazı fonksiyonel gruplar uzayda molekülün bağları boyunca yayılan bir etkiyle molekülün çeşitli kısımlarındaki elektron dağılımını etkilerler. Buna indüktif etki denir. Đki çeşit indüktif etki vardır Elektron çeken Elektron veren Rezonans Etkileri Molekül veya iyonlar iki veya daha fazla eşdeğer rezonans yapısıyla gösterilebildiklerinde rezonans etkiyle kararlı kılınılırlar.

19 Đndüktif Etki

20 Đndüktif Etki (2) Elektron çekici gruplar eksi yük merkezinden uzaklaştıkça etkileri azalır Đndüktif Etki (3)

21 Melezleşme Etkisi Melezleşme Etkisi(2) Melezleşme yük merkezinden uzaktayken bile etkilidir.

22 Aromatiklik Etkisi 4n+2 (n= 0,1,2,.tam sayı) adet elektron içeren halkalı planar (düzlemsel) ve konjuge sistemler aromatiktir ve oldukça kararlıdır. 4n (n= 1,2,.tam sayı) adet elektron içeren halkalı planar (düzlemsel) ve konjuge sistemler anti-aromatiktir ve oldukça kararsızdır. Aromatiklik Etkisi