organohalogeni spojevi
TRANSCRIPT
![Page 1: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/1.jpg)
ORGANOHALOGENI SPOJEVIORGANOHALOGENI SPOJEVI
![Page 2: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/2.jpg)
− organohalogeni spojevi − sadrže barem jedan atom halogenog elementa u molekuli
– najjednostavniji – ugljikovodici u čijim molekulama je jedan atom vodika zamijenjen atomom halogenog elementa:
alkilhalogenidi → halogenalkani
– rijetki u prirodi: mogu se naći u prirodi (neki morski organizmi, npr. koralji i alge)
– predstavljaju produkte kemijske industrije; kemijski intermedijeri, otapala, tvari s posebnom namjenom (npr. pesticidi)
![Page 3: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/3.jpg)
– neki česti jednostavni halogenalkani i najčešće korišteni nazivi:
MOLEKULSKAFORMULA
SPOJA
SUPSTITUCIJSKO IME
SPOJA
FUNKCIJSKO--RAZREDNO
IME
TRIVIJALNO IME
SPOJACH3Cl klormetan metil-klorid
CH2Cl2 diklormetan metilen-diklorid
CHCl3 triklormetan metenil-triklorid kloroform
CCl4 tetraklormetan ugljik-tetraklorid
tetraklorugljik
CHI3 trijodmetan jodoform
CCl2F2 difluordiklormetan freon 12
CClF2CClF21,2-diklor-1,1,2,2-tetrafluoretan freon 114
CF3CHBrCl22-brom-2-klor-1,1,1-trifluoretan halotan
itd.
![Page 4: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/4.jpg)
Kemijska svojstva halogenalkanaKemijska svojstva halogenalkana
– za halogenalkane karakteristične su:a) reakcije supstitucijeb) reakcije eliminacije
1.) Supstitucijske reakcije
![Page 5: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/5.jpg)
2.) Eliminacijske reakcije
![Page 6: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/6.jpg)
AA RR EE NN II
![Page 7: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/7.jpg)
– benzen – najjednostavniji aromatični ugljikovodik
→ rezonancijske strukture rezonancijske strukture benzena:
![Page 8: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/8.jpg)
– delokaliziranidelokalizirani elektronielektroni u zajedničkoj molekulskoj π orbitali– jednake duljine jednake duljine svih ugljik-ugljik vezaveza u prstenu red veze
C–C u benzenskom prstenu: 1,5
aromatični ugljikovodici podliježu reakcijama elektrofilne elektrofilne supstitucije supstitucije, a mnogo teže reakcijama adicije
→ → struktura molekule benzena:struktura molekule benzena:
![Page 9: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/9.jpg)
– delokalizacija 6 π elektrona → Robinsonov krug:
Sir Robert Robinson (1886.-1975.), engleski organski kemičar
![Page 10: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/10.jpg)
Moderni kriteriji aromatičnostiModerni kriteriji aromatičnosti
– u suvremenoj kemiji – definicija aromatičnosti temelji se na Hückelovom pravilu aromatičnosti (umjesto na procjeni mirisa)
→ aromatičnost – ovisi o strukturi molekule
Erich Armand Arthur Joseph Hückel (1896.-1980.), njemački fizičar i fizikalni kemičar
![Page 11: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/11.jpg)
Hückelovo pravilo aromatičnosti:
– 4 kriterija aromatičnosti:1.) molekula mora biti ciklična2.) molekula mora biti planarna3.) molekula mora biti kompletno konjugirana4.) molekula mora zadovoljavati Hückelovo pravilo, odn.
sadržavati odgovarajući broj π-elektrona a) aromatični spojevi: (4n+2) π-elektrona, n ∈ 𝒩0
b) antiaromatični spojevi: (4n) π-elektrona, n ∈ 𝒩0 c) nearomatični spojevi: ne zadovoljavaju neki od
kriterija aromatičnosti pod 1, 2 ili 3.
![Page 12: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/12.jpg)
Neki jednostavni areni – supstituirani benzeniNeki jednostavni areni – supstituirani benzeni
CH3
metilbenzenmetilbenzen(triv. ime: toluen)
CH=CH2
etenilbenzenetenilbenzen(triv. imena: stiren,
vinil-benzen)
![Page 13: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/13.jpg)
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
1,2-dimetilbenzen1,2-dimetilbenzen(triv. ime: o-ksilen)
1,3-dimetilbenzen1,3-dimetilbenzen(triv. ime: m-ksilen)
1,4-dimetilbenzen1,4-dimetilbenzen(triv. ime: p-ksilen)
o = ortho ≡ 1,2 m = meta ≡ 1,3 p = para ≡ 1,4
![Page 14: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/14.jpg)
naftalennaftalen(triv. ime: naftalin)
antracenantracen fenantrenfenantren
Neki policiklički areniNeki policiklički areni
itd.
![Page 15: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/15.jpg)
fenilna skupinafenilna skupina(fenil-)
Arilne skupineArilne skupine
αα-naftilna skupina-naftilna skupina(α-naftil-)
CH2
benzilna skupinabenzilna skupina(benzil-)
ββ-naftilna skupina-naftilna skupina(β-naftil-)
itd.
![Page 16: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/16.jpg)
Kemijska svojstva arenaKemijska svojstva arena
– u molekulama arena – aromatska stabilizacija veze → areni teško stupaju u reakcije adicije
– za arene su karakteristične reakcije elektrofilne supstitucije
1.) Izgaranje benzena
C C.......
![Page 17: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/17.jpg)
2.) Reakcije elektrofilne supstitucije benzena
a) bromiranje benzena
b) alkiliranje benzena
![Page 18: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/18.jpg)
c) nitriranje benzena
c) sulfoniranje benzena
![Page 19: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/19.jpg)
3.) Reakcije adicije na benzen
a) adicija vodika (katalitičko hidrogeniranje)
b) adicija klora (halogeniranje)
![Page 20: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/20.jpg)
ALKOHOLI I FENOLIALKOHOLI I FENOLI
![Page 21: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/21.jpg)
SAŽETA STRUKTURNA
FORMULA
NAZIV
SPOJACH3OH metanol
C2H5OH etanol
C3H7OH propanol
C4H9OH butanol
C5H11OH pentanol
C6H13OH heksanol
C7H15OH heptanol
itd.
Homologni niz alkohola:
− alkoholi − organski spojevi koji u molekuli sadrže barem jednu hidroksilnu, –OH, funkcionalnu skupinu
![Page 22: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/22.jpg)
kalotni model molekule metanola
![Page 23: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/23.jpg)
kalotni model molekule etanola
![Page 24: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/24.jpg)
Strukturnim projekcijskim formulama prikaži molekulu spoja formule C4H7OH.
konstitucijska izomerija
![Page 25: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/25.jpg)
primarni alkoholi sekundarni alkoholi tercijarni alkoholi
![Page 26: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/26.jpg)
NAZIV SPOJA FORMULA tt / ° C tv / ° C
topljivost (g / 100 g H2O), 20 °C
metanol CH3OH − 98 65 miješanje u svim omjerima
etanol CH3CH2OH − 115 78 miješanje u svim omjerima
propan-1-ol CH3(CH2)2OH − 127 97 miješanje u svim omjerima
butan-1-ol CH3(CH2)3OH − 90 117 7,9
pentan-1-ol CH3(CH2)4OH − 79 138 2,4
heksan-1-ol CH3(CH2)5OH − 52 157 0,6
Fizička svojstva nekih primarnih alkohola
![Page 27: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/27.jpg)
→ vodikove veze između molekula jednostavnih alkohola
![Page 28: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/28.jpg)
→ vodikove veze između molekula
jednostavnih alkohola
![Page 29: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/29.jpg)
→ interakcija molekulâ jednostavnih alkohola i molekula vode vodikovim vezama
![Page 30: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/30.jpg)
→ interakcija molekulâ jednostavnih alkohola i molekula vode vodikovim vezama
![Page 31: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/31.jpg)
Kemijska svojstva alkoholaKemijska svojstva alkohola
– u molekulama alkohola – hidroksilna skupina – određuje kemijska svojstva alkohola
– za alkohole su karakteristične reakcije supstitucije:a) reakcije supstitucije na vezi O–Hb) reakcije nukleofilne supstitucije na vezi C–O
1.) Izgaranje alkohola
![Page 32: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/32.jpg)
2.) Reakcije supstitucije na vezi O–H
a) reakcija alkohola s metalima
b) reakcija alkohola i fenolima s hidroksidima
![Page 33: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/33.jpg)
3.) Reakcije supstitucije na vezi C–O
a) reakcije alkohola s jakim kiselinama
![Page 34: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/34.jpg)
4.) Oksidacija alkohola jakim oksidacijskim sredstvima
![Page 35: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/35.jpg)
→ cjevčice za alko-test
K2Cr2O7
Cr3+
3CH3CH2OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3CH3CHO + Cr2(SO4)2 + K2SO4 + 7H2O
![Page 36: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/36.jpg)
ETERIETERI
![Page 37: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/37.jpg)
SAŽETA STRUKTURNA
FORMULA
FUNKCIJSKO--RAZREDNO
IME
SUPSTITUCIJSKO IME
SPOJACH3OCH3 dimetil-eter metoksimetan
C2H5OCH3 etil-metil-eter metoksietan
C2H5OC2H5 dietil-eter etoksietan
C3H7OC2H5 etil-propil-eter 1-etoksipropan
C3H7OC3H7 dipropil-eter 1-propoksipropan
C6H5OCH3 fenil-metil-eter metoksibenzen
itd.
Neki jednostavniji eteri:
− eteri − organski spojevi koji u molekuli sadrže atom kisika na koji su vezane dvije ugljikovodične (alkilne ili arilne) skupine
![Page 38: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/38.jpg)
kalotni model molekule etera
etereter – trivijalno ime dietil-etera
![Page 39: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/39.jpg)
NAZIV SPOJA FORMULA tt / ° C tv / ° C
topljivost (g / 100 g H2O), 20 °C
etanol CH3CH2OH − 115 78 miješanje u svim omjerima
dimetil-eter CH3OCH3 − 139 − 23 7,1
butan-1-ol CH3(CH2)3OH − 90 117 7,9
dietil-eter C2H5OC2H5 − 117 35 6,0
Kako se odnose fizička svojstva međusobno izomernih alkohola i etera ?
![Page 40: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/40.jpg)
Kemijska svojstva eteraKemijska svojstva etera
– kemijska svojstva etera – određena su skupinom
– za etere su karakteristične reakcije supstitucije
1.) Reakcije etera s halogenovodičnim kiselinama
O
![Page 41: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/41.jpg)
ALDEHIDI I KETONIALDEHIDI I KETONI
![Page 42: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/42.jpg)
− aldehidi i ketoni − organski spojevi koje karakterizira karbonilna funkcionalna skupina:
C
O: :
→ aldehidi i ketoni − međusobno se razlikuju prema položaju funkcionalne skupine u molekuli spoja
![Page 43: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/43.jpg)
– aldehidialdehidi – funkcionalna skupina se nalazi na kraju ugljikovog lanca (ili vezana na cikličku skupinu) karbonilna skupina poprima oblik –CHO (aldehidna skupina, formilna skupina)
C
O: :
R' R''
HC
O: :
R
– ketoniketoni – funkcionalna skupina se nalazi unutar ugljikovog lanca ili cikličku alkilne ili arilne skupine)
karbonilna skupina poprima oblik
–CO– (ketonska skupina)
R’=R’’ ; R’≠ R’’
![Page 44: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/44.jpg)
SAŽETA STRUKTURNA
FORMULA
NAZIV SPOJA
TRIVIJANLNINAZIV SPOJA
HCHO metanal formaldehidCH3CHO etanal acetaldehid
CH3CH2CHO propanal propionaldehid
CH3(CH2)2CHO butanal butiraldehid
C6H5CHO fenilmetanal benzaldehid
itd.
Neki jednostavniji aldehidi:
![Page 45: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/45.jpg)
SAŽETA STRUKTURNA
FORMULA
SUPSTITUCIJSKO IME
SPOJA
FUNKCIJSKO--RAZREDNO
IME
TRIVIJALNINAZIV SPOJA
CH3COCH3 propanon dimetil-keton aceton
CH3COC2H5 butan-2-on etil-metil-keton
C2H5COC2H5 pentan-3-on dietil-keton
CH3COC3H7 pentan-2-on metil-propil-keton
C6H5COCH3 1-feniletanon fenil-metil-keton acetofenon
C6H5COC6H5 difenil-keton benzofenon
itd.
Neki jednostavniji ketoni:
![Page 46: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/46.jpg)
NAZIV SPOJA FORMULA tt / ° C tv / ° C
metanol CH3OH − 98 65
metanal HCHO − 92 − 21
etanol CH3CH2OH − 115 78
etanal CH3CHO − 121 21
propan-1-ol CH3(CH2)2OH − 127 97
propanal CH3CH2CHO − 81 49
Kako se odnose fizička svojstva alkohola i aldehida s jednakim brojem ugljikovih atoma u molekuli?
![Page 47: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/47.jpg)
Priprava aldehida i ketonaPriprava aldehida i ketona
1.) Dehidrogenacija alkohola
– primarni alkoholi → aldehidi– sekundarni alkoholi → ketoni
2.) Oksidacija alkohola
a) oksidacija kisikom uz katalizator
![Page 48: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/48.jpg)
b) oksidacija jakim oksidacijskim sredstvom
3.) Adicija vode na alkine
![Page 49: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/49.jpg)
Kemijska svojstva aldehida i ketonaKemijska svojstva aldehida i ketona
– karbonilna skupina C=O – određuje kemijska svojstva aldehida
i ketona
– za aldehide i ketone su karakteristične: a) adicijske reakcije na vezu C=O b) supstitucijske reakcije na vezi C–H u α-položaju
1.) Reakcije adicije na karbonilnu skupinu
a) adicija vodika (katalitičko hidrogeniranje)
![Page 50: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/50.jpg)
b) reakcija s nascentnim vodikom (redukcija karbonilne skupine u metilensku)
c) reakcije s mješovitim metalnim hidridima (redukcija karbonilne skupine u hidroksilnu)
![Page 51: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/51.jpg)
d) reakcije s organometalnim spojevima (redukcija karbonilne skupine u hidroksilnu)
![Page 52: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/52.jpg)
2.) Reakcije supstitucije na vezi C–H u α-položaju
a) enolizacija aldehida i ketona
b) reakcija enolatnih iona
![Page 53: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/53.jpg)
Kvalitativni testovi za aldehidnu skupinuKvalitativni testovi za aldehidnu skupinu
1.) Tollensov test („srebrno zrcalo”)– Tollensov reagens: amonijakalna vodena otopina AgNO3
CH3CHO + 2[Ag(NH3)2]+ +3OH− → CH3COO− + 2Ag + 4NH3 + 2H2O
Bernhard Christian Gottfried Tollens(1841.-1918.), njemački kemičar
![Page 54: organohalogeni spojevi](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022102514/586786e41a28ab2c408bd2ee/html5/thumbnails/54.jpg)
2.) Fehlingov test
CH3CHO + 2Cu2+ +4OH− → CH3COOH + Cu2O + 2H2O
– Fehlingova otopina I: vodena otopina CuSO4, γ = 70 g dm−3
– Fehlingova otopina II: lužnata otopina KNa-tartarata γ(NaOH) = 120 g dm−3
γ(KNa-tartarat) = 50 g dm−3
Hermann von Fehling(1812.-1985.), njemački kemičar