انشطار الرابطة التساهمية - الوسيطات النشطة - طاقة الرابطة - cleavage

انشطار الرابطة التساهمية

تنشطر الروابط التساهمية في التفاعلات الكيميائية لتكوين روابط جديدةمكونه بذلك النواتج ويكون هذا الانشطار أما متجانس أو غير متجانس. 

الانشطار المتجانس Homolytic cleavage

يحدث عندما تنشطر الرابطة التساهمية بحيث يحتفظ آل جزء ناتج بإلكترون من إلكترونات الرابطة ويسمى بالجذر الحر Free radical  

الانشطار غير المتجانس Heterolytic cleavage

يحدث عندما تنشطر الرابطة التساهمية بحيث يحتفظ أحد الجزئين الناتجين بإلكتروني الرابطة ويسمى آل جزء بالأيون Ion   

الوسيطات النشطة Reactive intermediates

في التفاعلات الكيميائية التي تتم على عدة خطوات تتكون وسيطات نشطة نتيجة لانشطار الروابط التساهمية . 

الجذر الكربوني الحر  

فقير للإلكترونات فهو يحتوي على سبعة إلكترونات في غلاف التكافؤ لذا يتفاعل آإلكتروفيل Electrophile أي الباحث عن الإلكترونات .

الكاتيون الكربوني Carbocation

هو الاسم الأحدث لأيون الكربونيوم Carbonium ion وهو أيضا فقير للإلكترونات حيث يحتوي على ستة إلكترونات فقط في غلاف التكافؤ ويتفاعل كإلكتروفيل .

الأنيون الكربوني  Carbanion

غني  بالإلكترونات فهو قادر على منح ز وج من الإلكترونات لذلك يتفاعل كنيوكلوفيل Nucleophile أي الباحث عن الشحنة الموجبة .   

الكربين Carbene

ينشأ نتيجة الانشطار غير المتجانس لرابطتين على نفس ذرة الكربون ويحتوي على ستة إلكترونات في غلاف التكافؤ .

ملاحظة  

في الكاتيونات الكربونية آلما آانت الشحنة منتشرة  أو غير متمرآزة delocalized تكون أآثر ثباتا وبما أن مجموعات الألكيل دافعة للإلكترونات electron releasing فهي تعمل على إزاحة الكثافة الإلكترونية نحو الشحنة الموجبة وبالتالي تقلل من تر آيزها وتساهم بذلك في تثبيت الكاتيون الكربوني باآتسابها جزء من الشحنة الموجبة .

ثبات الجذر الحر يماثل تقريبا ثبات الكاتيون الكربوني . 

سؤال/

 رتب الجذور الحرة التالية على حسب درجة ثباتها ؟ 

جواب/

طاقة الرابطة  Bond energies

هناك نوعان من طاقة الرابطة هما :- 

طاقة التفكك  Dissociation energy

ويرمز لها بالرمز D وهذه الطاقة تتطلب كسر مفرد للرابطة في الجزئ متعدد الذرات في الطور الغازي وينتج جذور حرة في نفس الطور .

طاقة الربط Bond energy  

يرمز لها بالرمز E وتعتمد على الصيغة البنائية للجزئ فمثلا جزئ الميثان CH₄ يحتوي على أربع روابط C-H متكافئة وبالتالي تكون قيمة الطاقة اللازمة لكسر الرابطة الأولى ليست نفسها للثانية وهكذا .

تعتمد طاق  الرابطة على طبيع  الجزئ حي  يؤخذ متوسط الق م المختلفة لهذه الطاق ت والجدول التالي يوضح بعض قيم طاقات الروابط وأطوالها

ملاحظة  

1. تعبر الطاقة اللازمة لكسر الرابطة التساهمية عن قوة هذه الرابطة حيث كلما زادت طاقة الرابطة كلما كانت الرابطة أقوى .
2. إن قيمة طاقتي التفكك والربط للجزيئات ثنائية الذرة تكون هي نفسها .
3. تؤثر قيم الكهروسالبية لذرات العناصر على قيم طاقات الربط.
4. تتأثر قيم طاقات الربط بطول الرابطة حيث كلما قصرت الرابطة كلما زادت طاقة الربط .  
5. كلما زادت كهروسالبية الذرة آلما زادت طاقة تفكك الرابطة ، وكلما زاد عدد المجموعات المستبدلة على ذرة الكربون المكونة للرابطة كلما قلت طاقة تفككها ويكون تأثير المجموعات الساحبة للإلكترونات أعلى من تأثير المجموعات الدافعة والأمثلة التالية توضح ذلك :-

المصادر

• الكيمياء العضوية الحديثة . د عادل جرار  ، الطبعة الأولى (2002) / دار أويا للطباعة والنشر والتوزيع ـ طرابلس ـ الجماهيرية العظمى . 
•   الكيمياء العامة . فريدريك لونجو . مترجم . منشورات الأردن . (1981) / مجمع اللغة العربي الأردني . 

• Organic Chemistry / G. Patrick  . ( Second edition) , 2004 , BIOS Scientific , UK .
• Organic Chemistry / G. Marc Loudon  . ( Fourth edition ) , 2002 , Oxford University Press , Inc . USA
•   Stereochemistry /  David G. Morris  , 2001, Royal Society of Chemistry , UK .
•  Organic Chemistry / Philip S. Bailey , Christina A. Bailey . ( Sixth edition ) ,  2000, Prentice-Hall , Inc . New Jersey .
•  Organic Chemistry / Graham Solomons , Craig Fryhle . ( Seventh edition ) , 2000,  John Wiley & Sons .
• Organic Chemistry / Thomas N. Sorrell , 1999, University Science Books .
• Foundations of  Organic Chemistry / Michael Hornby , Josephine  Peach  , 1997,  Oxford University Press , Inc .  New York .
• Textbook of Practical Organic Chemistry / Vogel^'s. ( Fifth edition ) , 1996,  Longman , Edinburgh Gate , UK .
• Organic Chemistry / John McMurry . ( Fourth edition ) , 1996, T I P , Inc .USA
• Organic Chemistry / Morrison , Boyd . ( Fifth edition ) , 1987,  Allyn  and  Bacon  , Inc .
• Introduction to Organic Chemistry / Douglas Applequist , Charles Depuy , Kennth  L. Rinehart , (Third edition ) ,1982 , John Wiley & Sons , Inc .
• Organic Chemistry " A Short Course " / Harold  Hart ,  Robert  D.  Schuetz .  ( Fifth edition ) , 1978 , Houghton Mifflin Company . USA .
• Organic Chemistry / Douglas C. Neckers , Michael P. Doyle , 1977 , John Wiley  & Sons , Inc . USA .
• Solution Manual /Douglas C. Neckers , Michael P. Doyle , Erich C, 1977 , John  Wiley & Sons , Inc .
•  Fundamental Principal  Lecturer in Organic Chemistry / I. Finar, Sixth edition  ,1976, Longman , London .
• Organic Chemistry / G. A. Taylor , 1975, Longman Group Limited , London .
• Essential of Organic and Biochemistry / Donald  J. Burton , Joseph  I. Routh .   1974,  W. B. Saunders Company . Toronto , Canada .
• Inorganic Chemistry , Principles of Structure  and  Reactivity  / James HuHeey ,  Ellen A. Keiter , Richard  L. Keiter  . ( Fourth edition ) , 1993, Harper Collins .
• General Chemistry / James E. Brady . ( Fifth edition ) , 1990, John Wiley & Sons ,  Inc . Canada .
• Chemical Principles / William L. Masterton , Emil J. Slowinski , Conrad  L.  Staitski . ( fifth edition ) , 1981, Holt-Saunders Japan , LTD .
• General Chemistry / Luder , Zuffanti , Shepard , Vernon . ( Third edition ) , 1966,
•  W. B. Saunders Company . London W. C. I
• Biochemical Calculations / Irwin H. Segel . ( Second Edition ) , 1975