متبادل کا رد عمل: تفصیل، مساوات مثالیں

کئی متبادل ردعمل افادیت درخواست ہونے کو مختلف مرکبات کی تیاری کا راستہ کھولتا ہے. کیمیکل سائنس اور صنعت میں ایک بہت بڑا کردار electrophilic اور nucleophilic متبادل دیا جاتا ہے. نامیاتی ترکیب میں، ان کے عمل پر متنبہ کرنا ہے کہ خصوصیات کی ایک بڑی تعداد ہے.

کیمیائی مظاہر کی ایک قسم. متبادل ردعمل

کیمیائی تبدیلیوں معاملے کی تبدیلی، مختلف خصوصیات کی ایک بڑی تعداد کے ساتھ منسلک ہے. مختلف نتائج، تھرمل اثرات ہو سکتے ہیں؛ کچھ عمل، ختم کرنے کے لئے جا رہے ہیں جو دیگر میں آتا کیمیائی توازن. ایجنٹوں ترمیم کرنا یہ اکثر اضافہ یا آکسیکرن کی ڈگری گھٹ کے ہمراہ ہے. ان کے حتمی نتائج میں کیمیائی مظاہر کی درجہ بندی میں مصنوعات سے reactants کے درمیان گتاتمک اور ماتراتمک اختلافات پر توجہ اپنی طرف متوجہ. یہ خصوصیات، متبادل سمیت کیمیائی رد عمل، کے ممتاز 7 اقسام ہو سکتی اسکیم کے مطابق آگے بڑھنے سے: A-B-C A + C + بی کیمیائی مظاہر کی ایک پوری کلاس کی سادہ ترین ریکارڈنگ ایک خیال ہے کہ اغاز مواد درمیان نام نہاد "حملہ آور ہے دیتا ہے "ابیکرمک ایٹم میں ذرہ substituent، آئن فعال گروپ. متبادل ردعمل سنترپت اور کی خصوصیت ہے کھشبودار ہائڈروکاربن.

A-B-C + E C + A-B-E: متبادل ردعمل ڈبل زر مبادلہ کی شکل میں ہو سکتا ہے. ایک اقسام پائی جاتی - نقل مکانی، جیسے، تانبا، لوہا تانبے سلفیٹ کے حل سے: CuSO ₄ + فے = FeSO ₄ + کیوبک "حملہ" ذرات ایٹم، آئنوں یا فعال گروپوں کام کر سکتے ہیں کے طور پر

Homolytic متبادل (بنیاد پرست، SR)

بنیاد پرست ٹوٹنا کووالانٹ الیکٹران جوڑی کا طریقہ کار مختلف عناصر کے لئے عام ہے جب تناسب انو کی "ٹکڑے" کے درمیان تقسیم کیا جائے گا. آزاد ذراتی کی تشکیل. یہ غیر مستحکم ذرہ استحکام کے نتیجے میں رد عمل کے نتیجے کے طور پر اس وقت ہوتی ہے. مثال کے طور پر میتھین سے ایتھین کی تیاری میں آزاد ذراتی متبادل ردعمل میں ملوث پیداوار: CH ₄ چوہدری ₃ • + • H؛ چوہدری ₃ • + • چوہدری ₃ → C2H5؛ H • + • ایچ → H2. متبادل کے آپریٹنگ طریقہ کار پر Homolytic بانڈ وپاٹن الکاناس کی خصوصیت ہے، ردعمل ایک زنجیر کردار ہے. میتھین ایچ ایٹموں کامیابی کلورین کی طرف سے تبدیل کیا جا سکتا ہے. اسی طرح bromine کے، آئوڈین کے ساتھ رد عمل کا اظہار ہے لیکن براہ راست ہائیڈروجن الکاناس تبدیل کرنے کے قابل نہیں ہے کے لئے، فلورین ان کے ساتھ بھی بھرپور طریقے سے رائے.

Heterolytic بانڈ وپاٹن طریقہ کار

آئن بہاؤ متبادل رد عمل کے طریقہ کار، الیکٹرون اکٹھی ذرات میں تقسیم ہو چکنے کے بعد نو پیدا ہو گئی. الیکٹرانوں کی پابند جوڑی تمام راستے "ٹکڑے" میں سے ایک کے لئے، سب سے زیادہ کثرت سے، مواصلات کے ساتھی، ضمنی قطبی انو میں منفی کثافت آفسیٹ تھا جس پر محیط ہے. متبادل کی طرف سے رد عمل متائل شراب چوہدری ₃ OH کی تشکیل کے رد عمل میں شامل ہیں. میں brommetane CH3Br فرق انو heterolytic کردار ہے، چارج ذرات مستحکم ہیں. متائل ایک مثبت چارج، اور Bromo نے حاصل کر لی گئی - منفی: چوہدری ₃ BR → چوہدری ₃ ^{+ +} BR ^-؛ NaOH کے → نہ ^{+ +} OH ^-؛ چوہدری ₃ ^{+ +} OH ^- → چوہدری ₃ OH؛ نہ ^{+ +} BR ^- ↔ NaBr.

Electrophiles اور nucleophiles

الیکٹرانوں کی کمی ہے اور ان کو قبول کر سکتے ہیں کہ ذرات، "electrophiles." کہا جاتا ہے یہ haloalkanes میں halogens کے ساتھ بندوا کاربن ایٹم ہے. Nucleophiles وہ ایک covalent بانڈ پیدا کرنے کے الیکٹرانوں کے ایک جوڑے کے "متاثرین" ہیں، اعلی برقیہ کثافت ہے. متبادل کا رد عمل امیر منفی الزامات nucleophiles electrophiles الیکٹرانوں کے خسارے کی طرف سے حملہ کر رہے ہیں. یہ رجحان ایٹموں یا دیگر ذرات کی تحریک کے ساتھ منسلک ہے - گروپ کو چھوڑ کر. متبادل رد عمل کی ایک اور قسم - electrophile nucleophile حملہ. دو کے عمل کے درمیان تمیز کرنے کے لئے کبھی کبھی مشکل، ایک کی تبدیلی یا دوسرے قسم کا حوالہ دیا جو انو کی بالکل کس قسم کی وضاحت کرنے کے لئے مشکل ہے کیونکہ - substrate کے، اور جو - ابیکرمک. عام طور پر اس طرح کے معاملات میں، مندرجہ ذیل عوامل پر غور کر رہے ہیں:

• چھوڑنے سے گروپ کی نوعیت؛
• nucleophile کی reactivity؛
• سالوینٹس کی نوعیت؛
• ساخت کی alkyl حصہ.

Nucleophilic متبادل (SN)

نامیاتی انو میں بات چیت کے عمل میں ہے پولرائزیشن میں اضافہ کیا گیا. جزوی مثبت یا منفی چارج کی مساوات میں یونانی حروف تہجی کے خط کی طرف سے نشاندہی کی جاتی ہے. بروویکرن مواصلات اس ٹوٹنا کی نوعیت اور انو کی "ٹکڑے" کے مستقبل کے رویے کا ایک اشارہ دیتا ہے. مثال کے طور پر iodomethane میں ایک کاربن ایٹم، ایک جزوی مثبت چارج ہے کہ یہ ایک electrophilic مرکز ہے. یہ پانی، آکسیجن ئلیکٹرانوں کے ایک زیادہ ہے جہاں کی دوئبروویی اپنی طرف متوجہ. ایک nucleophile ساتھ electrophile کے ردعمل میں میتھانول قائم کیا جاتا ہے: چوہدری ₃ میں H ₂ O → چوہدری ₃ OH + HI +. nucleophilic متبادل کا رد عمل ایک منفی چارج آئن یا مالیکیول ایک آزاد الیکٹران جوڑے، ایک کیمیائی بانڈ کی تخلیق میں حصہ لینے نہیں ہے جس ہونے کی شرکت کے ساتھ جگہ لے. nucleophilic حملے اور آئوڈین نقل و حرکت کے لیے اپنی کشادگی کے باعث SN _2-ردعمل میں iodomethane کی فعال شرکت.

Electrophilic متبادل (SE)

نامیاتی انو موجود nucleophilic مرکز، جو الیکٹران کثافت کی ایک زیادہ کی طرف سے خصوصیات ہے ہو سکتا ہے. یہ منفی الزامات electrophilic ابیکرمک کی کمی کے ساتھ رائے. ایسے ذرات کم برقیہ کثافت کے حصے کے ساتھ مفت مداری انو ہونے ایٹموں ہیں. سوڈیم formate میں چارج ہونے کاربن "-"، پانی دوئبروویی کے ایک مثبت حصہ کے ساتھ رد عمل کا اظہار کر رہا ہے - ہائیڈروجن: چوہدری ₃ نہ + H ₂ O → CH ₄ + NaOH کے. اس کے رد عمل کی مصنوعات، electrophilic متبادل - میتھین. heterolytic رد عمل تعامل جب oppositely کا نامیاتی انو کی مراکز چارج کیا، ان سے غیر نامی مادہ کیمسٹری میں آئنوں کے ساتھ تعلق دیتا ہے. یہ نامیاتی مرکبات کے تبادلوں شاذ و نادر ہی ان cations اور anions کی تشکیل کے ساتھ کیا جاتا ہے کہ نظر انداز نہیں کرنا چاہئے.

Unimolecular اور bimolecular رد عمل

nucleophilic متبادل monomolecular (SN1) ہے. ترتییک بیوٹائل کلورائد - اس طریقہ کار کی طرف سے، ایک اہم مصنوعات کے نامیاتی ترکیب کے hydrolysis بہتی ہے. پہلے مرحلے جو اور carbonium تعلیم میں ترقی پسند ویوجن ایک کلورائد کی anion کے ساتھ منسلک کیا جاتا ہے، سست ہے. دوسرے مرحلے میں ایک تیز رد عمل carbonium آئن اور پانی اس وقت ہوتی ہے. رد عمل کی مساوات alkane میں حسب دستور کے متبادل کے hydroxy ہے اور بنیادی شراب حاصل کرنے کے لئے: (چوہدری _{3) 3} C-CL → (چوہدری _{3) 3} C ^{+ +} CL ^-؛ (چوہدری _{3) 3} C ^{+ +} H ₂ O → (چوہدری _{3) 3} C-OH ⁺ H +. حسب دستور کی وجہ سے کاربن کے بیک وقت تباہی کی طرف سے خصوصیات بنیادی اور ثانوی alkyl halides کے ایک قدم آب پاشیدگی اور جوڑی سی OH کی تشکیل کے لئے. یہ nucleophilic bimolecular متبادل میکنزم (SN2).

متبادل کے Heterolytic میکانزم

متبادل طریقہ کار الیکٹران کی منتقلی، انٹرمیڈیٹ کے احاطے کی تخلیق شامل ہے. رد عمل زیادہ تیزی سے آمدنی، آسان یہ اس کے لئے مخصوص انٹرمیڈیٹس کے لئے ہے. اکثر ایسا عمل بیک وقت کئی سمتوں میں جا رہی ہے. فائدہ عام طور پر اس کے قیام کے لئے توانائی کی کم از کم اخراجات کی ضرورت ہوتی ہے، جس میں ذرات استعمال کیا جاتا ہے جس طرح ہو جاتا ہے. مثال کے طور پر، ایک ڈبل بانڈ کی موجودگی ایک allyl تعلیم کے امکانات کو بڑھاتا CH 2 = CH-CH ₂ ^+، _CH3 ⁺ آئن کے مقابلے میں. وجہ پوری انو زائد منتشر، مثبت چارج کی delocalization اثر انداز ہوتا ہے جس میں ایک سے زیادہ بانڈ کی برقیہ کثافت میں مضمر ہے.

بینزین متبادل ردعمل

گروپ نامیاتی مرکبات کی جس electrophilic متبادل طرف سے خصوصیات ہیں - ایرینا. benzene انگوٹی - electrophilic حملے کے لئے ایک آسان اعتراض. عمل، دوسرے پولرائزیشن ابیکرمک کے ساتھ بات چیت شروع ہوتا ہے، اس طرح ملحقہ benzene انگوٹی کے قیام electrophile الیکٹران بادل. نتیجہ ایک پیچیدہ منتقلی ہے. ابھی تک نہیں کاربن ایٹم سے ایک کے ساتھ قیمتی مواصلات electrophilic ذرات، یہ پورے منفی چارج "کھشبودار چھ" الیکٹرانوں کی طرف متوجہ کر رہا ہے. عمل electrophile اور ایک انگوٹی کاربن ایٹم کے تیسرے مرحلے میں الیکٹرانوں کی ایک عام جوڑی (covalent بانڈ) باندی. لیکن اس معاملے میں، "کھشبودار چھ" کی تباہی، ایک مستحکم ماحول دوست توانائی کے ریاست کے حصول کے لحاظ سے ضرر رساں ہے جو ہے. ایک کہا جا سکتا ہے کہ ایک رجحان نہیں ہے "ایک پروٹون کی رہائی." یہ ایک مستحکم مواصلاتی نظام، عام arenes ^{صحتیاب،} H ⁺ الگ کیا جاتا ہے. سائیڈ مادہ ایک benzene انگوٹی اور دوسری ابیکرمک سے anion کے ہائیڈروجن تعلیم پر مشتمل ہے.

نامیاتی کیمسٹری کے متبادل رد عمل کی مثالیں

الکاناس خاص طور پر عام متبادل ردعمل کے لیے. electrophilic اور nucleophilic رد عمل کی مثالیں cycloalkanes اور arenes کا باعث بن سکتی. نامیاتی مادہ کی انو میں اسی طرح کے رد عمل عام حالات میں ہیں، لیکن عام طور پر - اور اتپریرک کی موجودگی میں ہیٹنگ کی طرف سے. عام اور ساتھ ساتھ تعلیم حاصل کی عمل کی طرف سے electrophilic کھشبودار متبادل شامل ہیں. اس قسم کی سب سے اہم ردعمل:

1. بینزین کی Nitration نائٹرک ایسڈ کے ساتھ C ₆ H ₆ → C ₆ H ₅ -کوئی _2: - H ₂ SO ₄ کی موجودگی میں سکیم مندرجہ ذیل _ہے.
2. بینزین، خاص طور پر کلورین، مساوات طرف کے اتپریرک halogenation: C ₆ H ₆ + سے Cl ₂ → C ₆ H ₅ سے Cl + یچسییل.
3. گندک ایسڈ "ناراج" کے ساتھ بینزین آمدنی کے کھشبودار sulfonation، benzenesulfonic ایسڈ بنائے گئے ہیں.
4. Alkylation - alkyl کرنے بینزین کی انگوٹی سے ہائیڈروجن ایٹم کے متبادل.
5. Acylation - کیٹوناس کی تشکیل.
6. Formylation - ایک گروپ چو اور aldehydes کے قیام پر ایک ہائیڈروجن کی جگہ.

متبادل کی طرف سے رد عمل الکاناس اور cycloalkanes، جس halogens آپ سی ایچ بانڈ حملے میں رد عمل میں شامل ہیں. Derivatization ایک، دو یا سیر ہائڈروکاربن اور cycloparaffins میں ہائیڈروجن ایٹم کی تمام کی تبدیلی کے ساتھ منسلک کیا جا سکتا ہے. کم سالماتی وزن کے galogenoalkanov کے بہت سے مختلف اقسام سے تعلق رکھنے والے زیادہ پیچیدہ مادے کی پیداوار میں استعمال کیا جاتا ہے. متبادل کا رد عمل کے نظام کا مطالعہ میں حاصل کامیابیوں، الکاناس، سے Cyclo مرحلے اور ہیلوجنیٹڈ ہائڈروکاربن کی بنیاد پر syntheses کی ترقی کے لئے ایک طاقتور محرک دی.