المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
مسائل في زكاة الفطرة
2024-11-06
شروط الزكاة وما تجب فيه
2024-11-06
آفاق المستقبل في ضوء التحديات
2024-11-06
الروايات الفقهيّة من كتاب علي (عليه السلام) / حرمة الربا.
2024-11-06
تربية الماشية في ألمانيا
2024-11-06
أنواع الشهادة
2024-11-06

Chemistry: The Central Science
9-6-2019
أحكام المواريث
2-8-2016
المـبادئ الإداريـة التـي تـحكـم الرقابـة على الجهـاز الـمصرفـي Control of Banking
8/9/2022
السائل السلي Amniotic Fluid
23-8-2020
البنـوك التـجاريـة
26-11-2021
المصدر
20-10-2014


The Nature of the Solvent  
  
1492   08:46 مساءً   التاريخ: 5-1-2022
المؤلف : John D. Roberts and Marjorie C. Caserio
الكتاب أو المصدر : Basic Principles of Organic Chemistry : LibreTexts project
الجزء والصفحة : ........
القسم : علم الكيمياء / الكيمياء العضوية / مواضيع عامة في الكيمياء العضوية /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 15-10-2019 830
التاريخ: 11-9-2020 1016
التاريخ: 2024-02-28 605
التاريخ: 2024-05-06 555

The Nature of the Solvent

The rates of SN reactions are sensitive to the nature and composition of the solvent. This is easy to understand for SN1 reactions because the ionizing power of a solvent is crucial to the ease of formation of ions R and X from RX.

Actually, two factors are relevant in regard to the ionizing ability of solvents. First, a high dielectric constant increases ionizing power by making it easier to separate ions. This is because the force between charged particles varies inversely with the dielectric constant of the medium. Thus water, with a dielectric constant of 80, is 40 times more effective than a hydrocarbon with a dielectric constant of 2. Second, and usually more important, is the ability of the solvent to solvate the separated ions. Cations are solvated most effectively by compounds of elements in the first row of the periodic table that have unshared electron pairs. Examples are ammonia, water, alcohols, carboxylic acids, sulfur dioxide, and methylsulfinylmethane [dimethyl sulfoxide, (CH3)2SO]. Anoins are solvated most efficiently by solvents having hydrogen attached to a strongly elecronegative element Y so the HY bond is strongly polarized as HδYδ. Such solvents usually are called protic solvents. Protic solvents form hydrogen bonds to the leaving group, which assist ionization in much the same way that silver ion catalyzes ionization of alkyl halides. We can represent solvation by the following structural formulas, but it must be recognized that the number of solvent molecules involved in close interacitons can be as large as four or six, or as small as one:

The most effective ionizing solvents are those that effectively solvate both anions and cations. Water strikes an excellent compromise with regard to the structural features that make up ionizing power, that is, dielectric constant and solvating ability. From this, we expect tert-butyl chloride to ionize much more readily in water than in ether, because ethers can solvate only cations effectively, whereas water can solvate both anions and cations. The fact is that SN1 ionizations usually are so difficult that SN1 reactions seldom occur in solvents that cannot effectively solvate both anions and cations, even if the dielectric constant of the solvent is high. Solvation by hydrogen bonding is especially helpful in assisting ionization. Solvents that cannot provide such hydrogen bonding [e.g., CH3OCH3(CH3)3NCH3NO2CH3CN(CH3)2SO] generally are poor for SN1 reactions. These solvents are called aprotic solvents. An important exception is liquid sulfur dioxide, SO2, which promotes SN1 ionization by having a high dielectric constant and being able to solvate both anions and cations.

A list of protic and aprotic solvents, their dielectric constants, boiling points, and melting points is given in Table 8-5. This table will be useful in selecting solvents for nucleophilic substitution reactions.

With regard to SN2 reactions, the solvent can affect profoundly the reactivity of a given nucleophile. Thus anions such as Cl and CN, which are weakly nucleophilic in hydroxylic solvents and in poor ionizing solvents such as 2-propanone (acetone), become very significantly nucleophilic in polar aprotic sovlents such as (CH3)2SO. The reason is that for salts such as NaCl and NaCN the aprotic solvent preferentially solvates the cation, leaving the anion relatively bare. This dissociation of the anion from the cation together with its poor solvation makes the anion abnormally reactive as a nucleophile.

The Greek letters αβγ are used here not as nomenclature, but to designated the positions along a carbon chain from a functional group, XCδCγCβCαX .

Specifically, electrostatic force =q1q2/r212ϵ in which q1 and q2 are the charges, r12 is the distance between the charges, and ϵ is the dielectric constant of the medium; ϵ=1 for a vacuum.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .