Αντίδραση Αλογόνωσης

Η αλογόνωση είναι μια χημική αντίδραση όπου ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται από ομάδες αλογόνου. Αν δούμε τη σειρά αντιδραστικότητας των ενώσεων αλογόνου, βρίσκονται ως φθόριο> χλώριο> βρώμιο> ιώδιο, όπου το φθόριο είναι πιο δραστικό από όλα τα άλλα. Ταυτόχρονα, όντας πιο επιθετικό, συμμετέχει και σε περισσότερες αντιδράσεις με οργανικά υλικά. Ταυτόχρονα, βοηθά επίσης στο να γίνουν τα οργανοαλογόνα τα πιο σταθερά. Αν κάνουμε ένα άτομο φθορίου να αντιδράσει μαζί του, τότε μπορεί να αποδειχθεί πολύ δύσκολο να το διαχωριστεί.

Ομοίως, είναι πολύ δύσκολο να γίνει το ιώδιο ιώδιο οργανικό, όπου το ιώδιο πρέπει να αντιδράσει με οργανικά μόρια. Αλλά το ιώδιο μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί μετά την αντίδραση. Μαζί με αυτό μπορούμε επίσης να δούμε την ηλεκτραρνητικότητα του ατόμου αλογόνου, το οποίο λειτουργεί ως κινητήρια δύναμη κατά τις αντιδράσεις αλογόνου. Κατά τη διάρκεια αυτού, η φύση του μορίου παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην ολοκλήρωση της αντίδρασης. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αλογόνωσης ανάλογα με το υπόστρωμα, όπου εμφανίζονται κορεσμένοι υδρογονάνθρακες και ακόρεστες οργανικές αντιδράσεις αλογόνωσης.

C6H6 + Cl2 → C6H5Cl + HCl

Γιατί είναι σημαντικές οι αντιδράσεις αλογόνου;

Η χημική σύνθεση είναι πολύ σημαντική για την αντίδραση αλογόνου, τα προϊόντα που παράγονται μέσω της αντίδρασης αλογόνου χρησιμοποιούνται σε πολλά μέρη, στα οποία βιομηχανίες όπως φαρμακευτικά προϊόντα, πολυμερή και πλαστικά, ψυκτικά μέσα, πρόσθετα καυσίμων, επιβραδυντικά πυρκαγιάς, γεωργικά προϊόντα είναι τα κύρια στοιχεία όπως το φθόριο ή χλώριο χρησιμοποιούνται για καλύτερη θεραπεία σε κύριους τομείς όπως η ιατρική. Παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην παραγωγή ενώσεων όπως οργανικά βρωμίδια και οργανοδίνες.

Ως υπόστρωμα, η χημεία έχει αποδειχθεί χρήσιμη σε πολλούς τομείς, βοηθώντας στη βελτίωση των λειτουργικών ομάδων και παρέχοντας τη βάση για πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις. Αυτή η αλκοόλη βοηθά στην υδρόλυση κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, όπου βοηθά στο σχηματισμό δεσμών C–Cl ή C–Br. Είναι χρήσιμο για αντιδράσεις οξείδωσης, όπου βοηθά στο σχηματισμό κετονών, αλδεΰδων και οξέων.

Είναι επίσης απαραίτητο για τις αντιδράσεις αποβολής, όπου σχηματίζονται διπλοί δεσμοί. Η βρωμίωση οργανικών ενώσεων κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων συχνά βοηθά στο σχηματισμό αντιδραστηρίων Grignard. Ταυτόχρονα βοηθά επίσης στην αλκυλίωση των δακτυλίων, οι οποίοι χρειάζονται κυρίως κατά την αντίδραση Friedel Crafts, όπου χρησιμοποιούνται αλκυλαλογονίδια ως αντιδραστήρια. Επιπλέον, παίζει σημαντικό ρόλο στη μετατροπή του φθοροαιθυλενίου σε χλωροδιφθορομεθάνιο.

Τύποι αντιδράσεων αλογόνωσης

Η αντίδραση αλογόνωσης μπορεί να πραγματοποιηθεί τόσο οργανικά όσο και ανόργανα, όπου το υπόστρωμα παρέχει την κύρια βάση, εδώ περιγράφονται οι μέθοδοι αλογόνωσης, οι οποίες είναι οι εξής:

• Σύστημα ελεύθερων ριζών με κορεσμένους υδρογονάνθρακες
• σαν ένα ακόρεστο πλάσμα
• όπως η ηλεκτροφιλική υποκατάσταση

Αλογόνωση ελεύθερων ριζών ή υποκατάσταση αλογόνου - Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες χρησιμοποιούν κυρίως άτομα υδρογόνου, όπου τα άτομα υδρογόνου αντικαθίστανται από αλογόνα κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Εδώ παρατηρείται η σχετική αδυναμία του δεσμού C-H στην αντίδραση, όπου προσδιορίζεται η τοποχημεία αλογόνου των αλκανίων σε αυτήν την αντίδραση. Κατά τη διάρκεια αυτής, η αντίδραση διεξάγεται με το αλκένιο για να παραχθούν αλκυλαλογονίδια, όπου η θερμότητα είναι ο κύριος συντελεστής. Η κύρια χρήση αυτής της αντίδρασης είναι στην παραγωγή χλωριωμένου μεθανίου στις βιομηχανίες.

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl

Αντίδραση προσθήκης αλογόνου- Ο ακόρεστος άνθρακας είναι το κύριο μέρος αυτής της αντίδρασης, όπου φαίνεται η αντίδραση αλκενίων και αλκυνίων. Εδώ τα ιόντα αλωνίου παίζουν σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό προϊόντων στην αντίδραση, όπου τα αλογόνα αντιδρούν με αλκάνια. Εδώ μπορούμε να δούμε το χλώριο να αντιδρά με το αιθυλένιο.

Υποκατάσταση αλογόνου - Αυτή η αντίδραση συμβαίνει κυρίως με κορεσμένους υδρογονάνθρακες, όπου τα άτομα αλογόνου αντικαθιστούν τα άτομα υδρογόνου κατά τη διάρκεια της αντίδρασης. Επίσης, τα αλογόνα ελεύθερων ριζών που υπάρχουν εδώ χρησιμοποιούνται συνήθως για την επεξεργασία υδρογονανθράκων, ενώ συνήθως διακρίνονται κορεσμένοι υδρογονάνθρακες με αλογόνα, οι οποίοι σχηματίζουν δεσμούς C–H κατά την αντίδραση των αλκανίων με τα αλογόνα.

Στο παράδειγμα που δίνεται εδώ, θα ανακαλύψουμε ένα πράγμα. Παράγουμε αλκυλαλογονίδια όταν αντιδρούμε αλογόνα με αλκάνια, αν και η επίδραση της θερμότητας είναι πιο αισθητή σε αυτήν την αντίδραση.

CH3CH3 + Cl2 → CH3CH2Cl + HCl

CH4 + Br2 → CH3Br + HBr

Εδώ θα δούμε διάφορες αντιδράσεις παρουσία οξέων Lewis (FeCl3 ή AlCl3), με κύρια παραδείγματα τις διαδικασίες υποκατάστασης ή την ηλεκτροφιλική αλογόνωση.

C6H5 – H + Cl2 → C6H5 – Cl + HCl

Αντίδραση Ηλεκτρόφιλης Υποκατάστασης- Διαδικασία Ηλεκτρόφιλης Υποκατάστασης, με χρήση κυρίως αρωματικών ενώσεων αλογόνου, με το βρώμιο και το χλώριο να συμμετέχουν ως κύριοι συμμετέχοντες. Το οξύ Lewis χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή αυτής της αντίδρασης.

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

2Fe + 3Br2 → 2FeBr3

Παραδείγματα

Ανάλογα με την αντιδραστικότητα των αλογόνων, μπορεί να περιγραφεί F2> Cl2> Br2> I2, με σχετικά παραδείγματα ως εξής:

Αντίδραση με Χλώριο- Η αλληλεπίδραση του χλωρίου με το βενζόλιο αποδίδει χλωροβενζόλιο, το οποίο γενικά πραγματοποιείται παρουσία σιδήρου ή χλωριούχου αργιλίου. Η χλωρίωση επιβραδύνεται σημαντικά από την παρουσία οξυγόνου.

C6H6 + Cl2 → C6H5 – Cl + HCl

Αντίδραση με φθόριο – Η αλληλεπίδραση του φθορίου με το βενζόλιο παράγει φθοροβενζόλιο, το οποίο γενικά πραγματοποιείται παρουσία σιδήρου ή χλωριούχου αργιλίου.

C6H5 -NO2 + F2 → C6H4 – F- NH2

συμπέρασμα

Οι αντιδράσεις αλογόνου έχουν μεγάλη σημασία κυρίως στη συνθετική χημεία, καθώς και παρέχουν μεγάλη υποστήριξη σε βιομηχανίες όπως πολυμερή και πλαστικά, ψυκτικά μέσα, επιβραδυντικά πυρκαγιάς, πρόσθετα καυσίμων, γεωργικά προϊόντα κ.λπ. Επιπλέον, είναι ο κύριος συντελεστής στην αντίδραση πολυμεράσης . Είναι επίσης απαραίτητο στην κατασκευή φωτοβολταϊκών ή στην παραγωγή διχλωροαιθανίου.