1LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICI

Funcie de numrul de covalene satisfcute de ali atomi de carbon, exist: atom de C nular nici o covalen satisfcut de ali atomi de carbon atom de C primar o covalen satisfcut de ali atomi de carbon

atom de C secundar 2 covalene satisfcute de ali atomi de carbon

atom de C teriar 3 covalene satisfcute de ali atomi de carbon

atom de C cuaternar 4 covalene satisfcute de ali atomi de carbon

Tipuri de atomi de carbon

Cn

C Cpp

C C C C Csp p s s

C C

C

C C C C C Ctp

p

p t t ts p

C C

C

C

C

C C C C C C C C C

Cq q q q

p

p

p

p p p

p

t s s s

2LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICI

Dipol un sistem format din 2 sarcini electrice punctiforme, egale i de semn contrar, aflate la o anumit distan Legturile covalente formate ntre atomi cu aceeai electronegativitate se numesc legturi covalente nepolare. Legtura covalent format ntre atomi cu electronegativiti diferite devine o legtur covalent polar, atomii legai capt sarcini electrice pariale (+, ) molecula apare ca un dipol n care centrul sarcinii pozitive nu coincide cu centrul sarcinii negative. Polaritatea legturii

este o proprietate caracteristic legturii covalente.

se noteaz cu sarcini fracionate se determin cantitativ prin dipolmoment sau moment electric de dipol

Dipolmoment molecular. Polaritate

= ed [] S.I. = 1Debye (D) = 10 10 u.e.s x 10-8 cm

Momentul electric de dipol: este o mrime vectorial, caracterizat prin mrime i orientare se reprezint grafic, convenional printr-o sgeat paralel, cu legtura covalent, al crei vrf este ndreptat spre atomul mai electronegativ

Csp3 Cl+ XC= 2,5 eVXCl= 3 eV

A B

H F H3C OH H3C OH+

3LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICI Dipolmomentul molecular:

este rezultanta nsumrii vectoriale a momentelor de legtur dac moleculele prezint legturi de acelai fel ntre atomi, orientate simetric sau legturi polare care datorit simetriei se pot anula reciproc, dou cte dou, vor prezenta un dipolmoment molecular nul.

NH H

H

=1,46 D

OH H

=1,84 D

CH H

H

=0

H

CCl Cl

Cl

=0

Cl

CH H

H

=1,86

Cl

4LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICIFACTORI CALITATIVI CARE INFLUENEAZ DENSITATEA

DE ELECTRONI A LEGTURII COVALENTEEfecte electroniceDatorit polarizrilor unora dintre legturi i apariiei unui dipolmoment, au

loc deplasri i delocalizri ale electronilor ce alctuiesc legturile respective, traduse prin dou tipuri de efecte electronice: Efectul inductiv Efectul electromer

a. Efectul inductiv

Este determinat de prezena n molecul a unor substitueni atrgtori sau respingtori de electroni, care provoac o polarizare a legturilor , care se transmite printr-un mecanism de inducie electrostatic la legturile vecine. Se noteaz cu I. Se reprezint prin sgei drepte Dac deplasarea de electroni este permanent efect inductiv static (IS) Dac deplasarea de electroni apare temporar, sub efectul mediului de reacie efect inductiv dinamic (Id)

5LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICI Efectul inductiv static

Grupe cu efect +IS

R C C X

- IS

R C H

etalon

YCCR

+ IS

Se propag n caten, efectul lui scade cu creterea distanei fa de atomul care l provoac. Se apreciaz comparativ cu hidrogenul, legtura C-H fiind practic nepolar

efect inductiv pozitiv (+IS) provocat de substitueni respingtori de electroni efect inductiv negativ (-IS) provocat de substitueni atrgtori de electroni

radicalii alchil: -CH3< -CH2 - CH3< -CH(CH3)2 grupele cu sarcin negativ: -RN-, O-, S-

Grupe cu efect -IS- NO2>-NO>-CN>-COOH>-F>-OH>-NH2>-Cl>-Br>-I>-OR>-SH->-CCH>-C6H5

6LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICIb. Efectul electromer

Este determinat de prezena n molecul a unor electroni pi sau p neparticipani i const n deplasarea electronilor pi ai legturilor multiple sub aciunea unui atom din molecul sau a interaciei electronilor pi cu ali electroni , p sau pi. Se numete efect electromer sau de conjugare i se noteaz cu E Se reprezint prin sgei curbe care indic deplasarea electronilor pi de la poziia de origine spre poziia unde a migrat perechea de electroni Dac deplasarea de electroni este permanent, n starea fundamental a moleculei efect electromer static (ES) sau mezomer (M) Dac deplasarea de electroni apare temporar, sub efectul mediului de reacie efect electromer dinamic (Ed) Consecina efectului electromer e modificarea densitii electronice a sistemului cu apariia unor structuri moleculare similare, cu sarcini electrice repartizate conform deplasrii electronilor, numite structuri limit sau mezomere Prin combinarea acestor structuri mezomere din punct de vedere energetic, rezult hibridul de rezonan, care corespunde structurii reale a moleculei

A B A B A B+

7LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICI Efectul electromer static

n funcie de tipul conjugrii care are loc, efectul electromer poate fi: efect electromer pozitiv (+ES) efect electromer negativ (-ES)

Deplasrile de electroni se pot datora:

conjugrii pipipipi-pipipipi din sistemele cu duble legturi conjugate Exemple:

1,3-butadiena

CH2CHCHH2C CH2CHCHH2C CH2CHCHH2C CH2CHCHH2Cstructuri limita hibrid de rezonanta

benzaldehida

CO

HC

O

HC

O

HC

O

HC

O

H+

hibrid de rezonantastructuri limita- ES

8LEGTURA CHIMIC N COMPUII ORGANICI conjugrii p-pipipipi dintre electronii neparticipani ai unei grupri i electroni pi ai unei duble legturi vecine:

Exemplu: clorura de vinil

CH2 CH Cl CH2 CH Cl H2C CH Cl+

structura limita hibrid de rezonanta+ ES

Grupe cu efect +ES (conj p-pipipipi)-OR2< -OR< - O- -NH2

9IZOMERIA COMPUILOR ORGANICI Definiii

Fenomenul prin care aceleiai formule moleculare i corespund compui cu structuri i proprieti fizico-chimice diferite se numete izomerie.Substanele respective se numesc izomeri.

Tipuri de izomerii1. Izomeria de constituie (de structur): se refer la modul de legare al atomilor

dintr-o molecul prin legturi sau pi; nu ine cont de orientarea substituenilor n spaiul tridimensional

a. Izomeria de catenb. Izomeria de poziiec. Izomeria de funciuned. Izomeria de valen

10

IZOMERIA COMPUILOR ORGANICIa. Izomeria de caten izomerii difer prin forma catenei i prin modul de legare a atomilor din structura de baz a moleculei

C4H10 H3C CH2 CH2 CH3n-butan

H3C CH CH3

izo-butanCH3

b. Izomeria de poziie se refer la locul ocupat n caten de o funciune, o dubl sau o tripl legtur sau la poziia relativ a substituenilor dintr-un inel aromatic

H3C CH2 CH CH21-butena

H3C CH CH CH32-butena

H3C CH2 CH2Cl

1-clor-propan

H3C CH CH3

2-clor-propanCl

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3

CH3orto-xilen meta-xilenpara-xilen

11

IZOMERIA COMPUILOR ORGANICIc. Izomeria de funciune corespunde compuilor cu aceleai formule moleculare dar care conin funciuni diferite

d. Izomeria de valen sau tautomeria apare la compuii care conin un atom de hidrogen mobil. Formele tautomere difer prin poziia unui atom de hidrogen i a unei duble legturi

H3C COH

H2C COHH

f. cetonica f. enolicaacetaldehida

2. Stereoizomeria: ine cont de orientarea substituenilor n spaiul tridimensionala. Izomeria de conformaie rezult datorit rotaiei libere n jurul legturii simple C-Cb. Izomeria de configuraie - se refer la aranjrile spaiale statice fa de un element

structural rigid din molecul (planul legturii pi, planul unui ciclu sau un atom de C asimetric) Izomeria geometric - apare la compuii care conin o dubl legtur sau un ciclu Izomeria optic (chiral) apare la compuii chirali, care prezint activitate

optic

H3C CH2 CH CH21-butena

C4H8 H2CH2C CH2

CH2

ciclobutanC2H6O CH3 CH2 OH

alcool etilicH3C O CH3

eter metilic