1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

علم الكيمياء : الكيمياء العضوية : مواضيع عامة في الكيمياء العضوية :

Simple electrophilic addition mechanism

المؤلف:  University of Missouri System

المصدر:  Organic Chemistry

الجزء والصفحة:  .................

17-9-2020

1648

Simple electrophilic addition mechanism

Electrophilic addition reactions – the general picture

In electrophilic reactions, pi-bonded electrons act as bases and nucleophiles. It is relatively simple to understand how the lone pair of electrons on a thiol group could be nucleophilic – they are free and unbonded, a clear case of electron richness.  But the pi bonds of alkenes?  These electrons are not free, they are already involved in a bond!

The key to understanding electrophilic reactions is to consider again the geometry of alkene groups and the orbitals that overlap to form the pi bond. Recall that the two carbons in an alkene group are both sp2 hybridized, meaning that each carbon has three sp2 hybrid orbitals extending out in the same plane, and a single, unhybridized p orbital perpendicular to that plane – one lobe above the plane, one lobe below.

image032.png

The unhybridized p orbitals on the two alkene carbons overlap, in a side-by-side fashion, to form the pi bond, which protrudes above and below the plane formed by the sigma bonds.  The two electrons shared in this pi bond are, on average, further away from the carbon nuclei than the sigma-bonded electrons, and thus are held less tightly.  This in turn means that less energy is required to pull the pi-bonded electrons out of their orbital – they are, in other words, more reactive.  Now, imagine that an electrophile approaches an alkene. The electrophile, because it is electron-poor,  may be able to pull the pi-bonded alkene electrons out of their bond and into one of its empty orbitals.

image036.png

If this happens, a new sigma bond is formed between one of the carbons and the electrophile (and the carbon, which was sp2-hybridized when it was part of the alkene, is now sp3-hybridized).  The other alkene carbon, which lost the pi electrons, is still sp2-hybridized, but it now bears a positive charge because its unhybridized 2pz orbital is empty.  But it won’t stay empty for long – a carbocation is generally a very reactive, unstable intermediate.  In an electrophilic addition reaction, a nearby nucleophile (often water) will quickly donate a pair of electrons to form a new sbond, and with four sigma bonds the carbon will change to sp3 hybridization.

image040.png

The first step in an electrophilic addition, in which the pi electrons in an alkene break away to attack an electrophile, is slower than the second step (coordination), in which a nucleophile attacks the positively charged intermediate.

image044.png

In other words, the first step (electrophilic addition) is the rate-determining step (RDS).

image048.png

This makes sense, because the first step involves breaking an existing bond and forming a high energy carbocation intermediate (this process has a high energy barrier), whereas the second step (coordination) involves quenching that intermediate and forming a new bond (this process has a very low energy barrier).

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي