Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
bg‑violet

Czym jest addycja?

Charakterystyczną cechą związków, zawierających wiązania wielokrotne (w tym alkenów), jest zdolność do reakcji: addycjipolimeryzacji.

AddycjąaddycjaAddycją nazywa się proces przyłączania do atomów węgla, połączonych wiązaniem podwójnym lub potrójnym cząsteczek homo- lub heteroatomowych, w wyniku czego zmniejsza się krotność wiązania w cząsteczce organicznego substratu. Reakcja addycji zachodzi wtedy, gdy dwa substraty łączą się ze sobą, tworząc jeden produkt.

Indeks dolny Źródło: M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Chemia Repetytorium, Warszawa 2010. Indeks dolny koniec

Wśród elektrofiliczynnik elektrofilowyelektrofili, które przyłączają się do wiązania podwójnego w procesie addycji, na uwagę zasługują cząsteczki fluorowców.

Ważne!
  • Brom (Br2) oraz chlor (Cl2) chętnie przyłączają się do alkenów.

  • Jod (I2) nie reaguje z większością alkenów.

  • Fluor (F2) z uwagi na dużą reaktywność nie jest stosowany w warunkach laboratoryjnych.

  • W reakcjach addycji halogenów do wiązania podwójnego rozpuszczalnikiem może być CH2Cl2 lub CCl4.

  • Addycja zachodzi szybko w pokojowej temperaturze lub niższej i nie wymaga naświetlania promieniami ultrafioletowymi.

bg‑violet

Mechanizm addycji bromu do wiązania podwójnego w etenie

Mechanizm addycji elektrofilowej cząsteczki chlorowca do wiązania podwójnego  można przedstawić w kilku etapach:

R1ekFLchaEOXD
ETAP 1. Pod wpływem elektronów π z wiązania podwójnego następuje silniejsza polaryzacja wiązania atomowego w cząsteczce halogenu (B r indeks dolny dwa). Na ilustracji znajduje się cząsteczka etenu. Zaznaczono spolaryzowane wiązanie podwójne między dwoma atomami węgla. Od górnego wiązania podwójnego strzałka w górę do cząsteczki B r indeks dolny dwa., ETAP 2. Atom chlorowca znajdujący się bliżej wiązania przyjmuje częściowy ładunek dodatni, ponieważ jego elektrony są odpychane przez elektrony podwójnego wiązania. Polaryzacja wiązania prowadzi do dysocjacji cząsteczki B r indeks dolny dwa, w wyniku czego pojawiają się dwa jony o przeciwnych ładunkach: B r indeks górny minus nazywamy czynnikiem nukleofilowym, a B r indeks górny plus czynnikiem elektrofilowym. Ilustracja przedstawia: cząsteczka B r indeks dolny, dwa, strzałka w prawo, B r indeks górny, plus - czynnik elektrofilowy dodać B r indeks górny minus - czynnik nukleofilowy. ETAP 3. W następnej kolejności czynnik elektrofilowy przyłącza się do jednego z atomów węgla tworzącego wiązanie podwójne, wykorzystując parę elektronową z wiązania podwójnego. W wyniku tego procesu drugi atom węgla traci elektrony i zyskuje ładunek dodatni, stając się karbokationem. Na ilustracji jest równanie reakcji: jedna cząsteczka etenu dodać kation bromu strzałka w prawo cząsteczka bromoetanu. Atom bromu przyłączony jest do pierwszego atomu węgla. Drugi atom węgla jest katonem. Podpisano karbokation., ETAP 4 Następnie czynnik nukleofilowy przyłącza się do karbokationu, w wyniku czego powstaje cząsteczka produktu. Na ilustracji jest równanie reakcji: karbokation dodać anion bromu, strzałka w prawo, jedna cząsteczka 1,2-dibromoetanu.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie: M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia: Liceum - poziom podstawowy i rozszerzony, Wydawnictwo Szkolne PWN, Warszawa - Bielsko‑Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.
Przykład 1

Przy sprzężonym układzie wiązań podwójnychsprzężony układ wiązań podwójnychsprzężonym układzie wiązań podwójnych, w reakcji zachodzącej przy stosunku molowym substratów 1:1, możliwa jest addycja w układzie 1,2 (tzw. addycja 1,2) oraz addycja w układzie 1,4 (tzw. addycja 1,4).

Podczas reakcji addycji 1,2 elektrofilczynnik elektrofilowyelektrofil przyłącza się wyłącznie do jednego wiązania podwójnego, podczas gdy drugie wiązanie pozostaje niezmienione. Addycja 1,2 cząsteczki bromu do 1,3-pentadienu prowadzi do 4,5-dibromopent-2-enu.

Podczas reakcji addycji 1,4 cząsteczka elektrofilaczynnik elektrofilowyelektrofila zostaje przyłączona do atomu pierwszego oraz ostatniego atomu węgla w sprzężonym układzie wiązań. Wiązanie podwójne tworzy się między atomami węgla numer 23, a więc w miejscu, gdzie przed addycją było wiązanie pojedyncze.

R145e1ULiMhnz
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie: M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.
Przykład 2

Przy izolowanym układzie wiązań podwójnychizolowany układ wiązań podwójnychizolowanym układzie wiązań podwójnych każde z wiązań zachowuje swoje właściwości (takie jak wiązanie podwójne w alkenach); wiązania podwójne nie oddziałują na siebie:

Rq6w723WJ0toK
Źródło: GroMar Sp. z o.o., na podstawie: M. Krzeczkowska, J. Loch, A. Mizera, Repetytorium chemia. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010., licencja: CC BY-SA 3.0.

Słownik

addycja
addycja

(łac. additio „dodawanie”) proces przyłączania do atomów węgla połączonych wiązaniem podwójnym lub potrójnym cząsteczek homo- lub heteroatomowych, w wyniku czego zmniejsza się krotność wiązania w cząsteczce organicznego substratu

polaryzacja
polaryzacja

zjawisko nierównomiernego rozkładu cząstkowego ładunku elektrycznego na atomach połączonych wiązaniem chemicznym

czynnik elektrofilowy
czynnik elektrofilowy

elektrofil, cząsteczka lub grupa, w której występuje niedomiar elektronów i w odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich akceptorem

czynnik nukleofilowy
czynnik nukleofilowy

nukleofil, cząsteczka lub grupa, w której występuje nadmiar elektronów i w odpowiednich warunkach może być ich donorem

karbokation
karbokation

(łac. carbo „węgiel”, gr. katiṓn „idący w dół”) jon karboniowy; kation org., w którym dodatni ładunek, wywołany deficytem elektronów, jest zlokalizowany na atomie węgla

sprzężony układ wiązań podwójnych
sprzężony układ wiązań podwójnych

wiązania podwójne są rozdzielone jednym wiązaniem pojedynczym

izolowany układ wiązań podwójnych
izolowany układ wiązań podwójnych

wiązania podwójne są rozdzielone więcej niż jednym wiązaniem pojedynczym

Bibliografia

Gorzynski Smith J., Organic Chemistry, wyd. 3, New York 2011.

Krzeczkowska M., Loch J., Mizera A., Chemia. Repetytorium. Liceum – poziom podstawowy i rozszerzony, Warszawa – Bielsko‑Biała 2010.

McMurry J., Chemia organiczna, cz. 2, Warszawa 2010.

Morrison R. T., Boyd R. N., Chemia organiczna, t. 1. Warszawa 2010.

Patrick G. L., Organic Chemistry, wyd. 2., London – New York 2004.