Example: stock market

KEM 101 Föreläsningsanteckningar uppdaterad

ORGANISK KEMI. O O O. O. O O O. O O O. O O. O. O. H. H. H. H. F REL SNINGAR HT 06. LARS ERIK ANDREAS EHNBOM. Organisk kemi - kolf reningarnas kemi * kan framst llas fr n organismer (1828). * beh vdes ingen livskraft (1860) Kolf reningar best r av ett kolskelett Grupp, alkylgrupp Funktionell grupp Kolskelett radikalen som best mmer lat. radix = rot och r funktionen och mer passiv reaktiviteten, fr mst: C, O, N, X och S. Strukturisomeri kemiska bindningar Valensteori kol alltid fyrv rt och halogener alltid env rda Kolskelettet Om ttade f reningar (f r lite v te) reagerar l ttare n m ttade f reningar. + Br + Br reaktion + Br reaktion Lewis 1916. Kovalent (= sambruk, samvalent) bindning = elektronparbindning: C:C C::C C:::C och inneb r att atomerna delar p . elektronerna. Vad r en bindning? Elektriska krafter. Bohrs atommodell 1913. Elektroner cirkulerar i banor med en viss konfiguration (K, L, M ) kring atomk rnan som best r av protoner och neutroner.

Kolskelett ”radikalen” lat. radix = rot och är mer passiv Funktionell grupp som bestämmer funktionen och reaktiviteten, främst: C, O, N, X och S. Grupp, t.ex. alkylgrupp

Information

Domain:

Source:

Link to this page:

Please notify us if you found a problem with this document:

Other abuse

Transcription of KEM 101 Föreläsningsanteckningar uppdaterad

1 ORGANISK KEMI. O O O. O. O O O. O O O. O O. O. O. H. H. H. H. F REL SNINGAR HT 06. LARS ERIK ANDREAS EHNBOM. Organisk kemi - kolf reningarnas kemi * kan framst llas fr n organismer (1828). * beh vdes ingen livskraft (1860) Kolf reningar best r av ett kolskelett Grupp, alkylgrupp Funktionell grupp Kolskelett radikalen som best mmer lat. radix = rot och r funktionen och mer passiv reaktiviteten, fr mst: C, O, N, X och S. Strukturisomeri kemiska bindningar Valensteori kol alltid fyrv rt och halogener alltid env rda Kolskelettet Om ttade f reningar (f r lite v te) reagerar l ttare n m ttade f reningar. + Br + Br reaktion + Br reaktion Lewis 1916. Kovalent (= sambruk, samvalent) bindning = elektronparbindning: C:C C::C C:::C och inneb r att atomerna delar p . elektronerna. Vad r en bindning? Elektriska krafter. Bohrs atommodell 1913. Elektroner cirkulerar i banor med en viss konfiguration (K, L, M ) kring atomk rnan som best r av protoner och neutroner.

2 Endast vissa banor till tna dvs. energin r kvantiserad enligt kvantvillkoret f r Plancks konstant: E1 E2 E h . De olika konfigurationerna elektronskalen kallas kvanttal. F r ndringsenergin r energin mellan de olika elektronskalen. Elektron kan b de vara en partikel eller en v g, en dualism som verkar beroende p hur vi m ter. Tunneleffekten dvs. partikel g r igenom en d rr och n r de kommer p andra sidan d rren blir partikeln en v g. Foton = ljuskvantum Ljusabsorbtion ljusemission genom excitation L gre till h gre energi leder till att energi upptages (absorberas). H gre till l gre energi leder till att ljus s nds ut (emitteras). Elektroners energi beror p avst ndet och formen p den rymd dem befinner sig i. Schr dinger ekvation (1926) H E . = hamiltonoperator (psi), en funktion som beskriver rymden d r vi kan hitta elektroner H = potentiell energi, hur l ngt fr n k rnan och r relseenergi E = total energi F rv ntningsv rdet E1 (antalet energiv rden som elektronen har) = 1 3D-funktioner (3 koordinater) och mot varje energiv rde svarar ej funktion.

3 E2 = 2 v gfunktion = orbital S-orbital Energi: orbital: H: 1s 2. He: 1s Detta resulterar i att helium inte r magnetiskt medan v te r magnetiskt. V te har h gre energi n helium d rf r blir helium mindre reaktivt. Ettan framf r 1s r huvudkvanttalet. Pauliprincipen (av Wolfgang Pauli) = n r elektronerna r med motsatt spinn blir de icke-magnetiska och f r s ledes en l gre energi och blir mer stabila. 1s = sharp, en spektroskopiterm (sf risk). Elektronens eget spinn: Ett klot av elektrisk laddning skapar ett magnetf lt S N. N S. Tv teorier 1. Molekylorbitalteorin (MO-teorin). 2. Hybridisering = v gfunktion = orbital (orbit = omloppsbana). Energi, E . H: 1s S-orbital, sannolikhet r 1. He: * 1s att hitta en elektron *Naturen str var efter s l g energi som m jligt enligt Pauliprincipen. Li: 2s Litium vill d rf r g rna bli en litiumjon med en avgiven elektron. 2. 1s Koncentrisk = den lille ligger mitt i den store Katjon = positivt laddad jon 2 2+.

4 Be ( r giftig) 2s Be 2. 1s B: 2p (px, py, pz). 2. 2s 2. 1s Mitt I en p-orbital r sannolikheten att elektronen ska finnas d r 0. P-orbitalen har tre olika riktningar: x, y och z. Tunneleffekt Elektronen hoppar ver k rnan och g r ver till den andra C: 2p sidan utan att vara vid k rnan 2 d r sannolikheten att hitta en 2s elektron r 0. 2. 1s Hundts regel = n r det finns tv valenselektroner men 3 lediga orbitaler kommer elektronerna att sprida sig men har inte motsatt spin (oftast). Vad tj nar MO-teorin f r syfte? F r att beskriva bindningar. H: 1s + H: 1s H2 (g): [Ya + Yb] (a) denna molekyl har en l gre energi n ursprungsatomerna. Kovalent bindning = en v gfunktion med l gre energi. V gfunktioner kommer att adderas vilket leder till st rre rymd/utstr ckning eller utstr ckning 0. K rnorna r plusladdade vilket leder till repellering, allts en ellipsoid. Laddningarna kommer att ha motsatt spinn. Det finns tv fall. verlappat: Ya Ya + Yb (a) MO.

5 Yb Ya + Yb *. MO. Molekylteorin MO*, antibindande AO AO. * = exciterad MO sigmabindning Tillf r vi energi till MO kommer AO att bildas dvs. en bindning bryts. Atomorbital (AO) h g energi: H samlade x H samlade x Molekylorbital (MO) l g energi: H H = sigmabindning ( -bindning, frontalkrockat ). utspridda xx Bindning = elektronerna har antagit en orbital d r de har l gre energi nAO nMO. n antal Analogi: J mf r ett h gt glasr r fyllt med vatten (x) som ger ett oerh rt tryck allts en h g energi eller d r vattnet ligger p . marken (xx) och trycker endast lite, allts en l g energi. Elektronens energi H g energi pga. f r n ra varandra vilket leder till repellation Var f r sig, h g energi Avst nd fr n atomk rnan (i origo). J mviktsl get, ven vid 0K sker sv ngning. a (r) =. bidningsavst ndet, bindningsl ngd +. C C Enkelbindning H. I organisk kemi r vi intresserade av f ljande bindningar: C H. C C. H: 1s + H. H: 1s C: Kolatomens 6 elektroner Linus Pauling (1920).

6 C: 2p Fyra valenselektroner 2s 1s H. 2p excitation 2s H. 1s 1 styck s och 3 stycken p-orbitaler har genererats, totalt 4 AO. Men var kommer den energin ifr n? Excitation = n r v gfunktioner adderas och sigmabindningar bildas erh lles massor av energi. 3. 4 AO 4 HO (hybridorbitaler), 4 st. sp (3 p-orbitaler). 1 st. s Elektronerna pekar som mot h rn i 3 st. p bildar 4 HO: en tetraeder och elektronerna blir (hybridiserat) j mt f rdelade i rummet. 3. Det r ett sp -hybridiserat kol eftersom 3 st. p-orbitaler deltager samt 1 st. s-orbital. Vinkeln mellan orbitalerna r 109,5 och d . 3. v tena bildar sigmabindningar till orbitalerna kallas kolet f r ett sp -hybridiserat kol. N r en sigmabindning skapas leder det till s nkt energi och den energin r st rre j mf rt med vad hybridiseringen kostade. H. Molekylorbital: H. dvs. metan H. H. C = C Dubbelbindning CH3-CH3 och etan kan bildas d en sigmabindning skapas mellan tv orbitaler. (v te tas bort).

7 Tre orbitaler ligger i ett plan(vitt) och den ohybridiserade 2. 1 st. s 3 AO bildar 3 Allts kan 3 sp -hybridiserade orbitalen (bl ) ligger vinkelr t mot planet. 2 st. p HO: orbitaler bildas. (hybridisering). 3AO 3HO. 120 vinkel r der mellan de hybridiserade orbitalerna i planet. Det r allts samma v gfunktion i -bindningen och det r en lateral addition. -bindningen r l ngre ut n -bindningen vilket leder till att den f r en h gre energi och r allts mer instabil. 2. Ett sp -hybridiserat kol r skapat (dubbelbindning). De hybridiserade orbitalerna (HO, vita) r helt symmetriska och ligger i ett plan med 120 graders vinkel. Ex. eten C C Trippelbindning Skapar 2 sp- 1 st. s hybridiserade orbitaler. 1 st. p 2 AO 2 HO. Gult indikerar att de tv elektronerna samverkar f r att skapa en -bindning och det indikerar att de tv elektronerna skapar en 2. sigmabindning. Och de sista tv orbitalerna (diagonala) verkar ortogonalt f r att skapa -bindningen som r den minst stabila (h gst energi).

8 Hybridisering 3. sp C C C H C Cl osv. skapas vid f r mycket klor 2. sp C=C C=O osv. skapas vid f r lite v te sp C C. H3C CH3. H2C CH2 r symmetriska ex. eytn (acetylen) H C C H. Bl : 1-bindning R d: 2-bindning Gr n: -bindningen Elektronegativitet = vissa element (grund mnen) r mer elektronegativa n andra dvs. de har st rre f rm ga att dra till sig elektroner och de f r d 1 elektron till vilket leder till att de kan uppn delgasstruktur. C Cl . C=O.. s+ s- Induktiv Allts r f rskjutningen av elektroner mot det mest elektronegativa mnet vilket leder till en polarisering: O effekt r magnesium elektropositivt d det l tt avger elektroner. s+++ s+. s- C Mg Cl s++.. C Cl + - (litet delta). Laddningsf rskjutning Kolatomen r h r en elektrofil atom och kloratomen r en nukleofil atom Nukleofil atom = elektronegativt Elektrofil atom = elektropositivt + - Na Cl jonbindning H Cl sigmabindning (15 20 % joniskt inslag). HCl H2O H3O Cl . proton anjon HA H A.

9 I organisk kemi kan m nga andra molekyler ta upp n vatten varf r vatten ej skrivs ut, ex. alkohol. Observera! O O. +. Br nstedts definition: H3C H + H3C. OH O. Syra = protongivare Bas = protontagare +. HAc H + OAc H A .. K a syrakonstant = . HA . +. (odisossierad vilket r bra till vattenl sningar) HOAc ( ttiksyra) H + OAc (acetatjon). En f rskjutning t h ger (dvs. t jonerna) leder till ett stort Ka. O. H3C Ac = acetylgrupp pK a log K a Lewis definition: + - +. Syra = upptar elektroner katjoner, AlCl3 (neutrala molekyler) och metalljoner, H. Bas = avger elektroner - kloridjon Cl eller eten (dubbelbindning), ammoniak, vatten O + Nu - + n+ +. Elektronfattigt: H M (metallkatjon) = elektrofil E. - - - Elektronrikt: OH, Cl , CN , H2O, NH3, dubbelbindning = nukleofil Nu - +. Alkaner m ttade kolv ten (paraffinkolv ten) r f ga reaktionsben gna. 13 C, 14 C samt 15 C ing r i diesel E+. Metan (metylalkohol = tr vin, tr sprit) CH4. Etan (lat. aceta = ttiksyra) CH3 CH3.

10 Propan (grek. pro = f rsta, lat. pion = syra, f rsta fettsyran, propionsyra) CH3 CH2 CH3. Butan* (butaroil, sm rsyra) CH3 CH2 CH2 CH3. *Det finns olika typer av butan, olika isomerer: n-butan (normalbutan), isobutan. Isomer = alla molekyler med samma summaformel men liknande strukturformel. Fysikaliskt oerh rt olika men lika kemiskt sett. ( samma del , samma atomsammans ttning). (efter grekiskans r kneord). Pentan: n-pentan, iso-pentan, neo- H3C CH3 pentan: Hexan, giftig CH3. Heptan, i bensin CH3. Oktan, i bensin Nonan Dekan Alkylgrupper (gammalt ord: radikaler, R ). Betecknas stort R. ndelse: yl Metyl CH3 (av metan CH4), CH3 Cl (metylklorid). Etyl CH3 CH2 . Propyl CH3 CH2 CH2 . H3C Prim rt kol (ett C bundet till ett annat). CH3. Sekund rt kol H3C. CH3. H3C Terti rt kol CH3. CH3. Br H3C Kvart rt kol H3C CH3. H3C CH3. CH3. Ex. Terti r butylbromid (t(tert)-butylbromid) och den har l gre kokpunkt n en rak kedja d den kemiska strukturen r stel.


Related search queries