2010年11月21日 星期日

瞭解有機反應 摘要

有機化學的基礎213

1.      一個反應能量剖面圖可釐清吸熱endothermic、散熱exothermic、熱中性thermoneutral反應

2.      單步驟反應 One-step reaction,又稱為協同反應concerted多步驟反應multistep reaction,反應過程會有1個或好幾個中間產物intermediates

3.       反應能量剖面圖指出「反應物」變成產物的「焓變化」,也指出一個反應系列的「活化能障壁」。大部分的有機反應,焓變化對自由能的影響,比熵變化大;不過,熵變化對反應的影響力,還要依照反應「溫度」與反應「化學計量」來判斷。

4.      多步驟反應,形成中間產物的階段,顯然是反應能量路徑中的速率決定步驟

5.      重要的有機中間產物有:碳陽離子carbocations、自由基free radicals、碳陰離子carbanions、碳烯carbenes、自由基陽離子radical cations、自由基陰離子radical anions

6.      過渡狀態」是「反應物」變為「產物」路徑中的能量最高點。

7.      根據Hommond postulate「過渡狀態」長得最像能量接近的化合物反應物或產物。如果一個反應的「過渡狀態」像「反應物」就是「散熱反應exothermic reaction」,如果「過渡狀態」像「產物」就是「吸熱反應endothermic reaction」。

8.      「化學平衡」的位置取決於到底是「反應物」比較穩定,還是「產物」比較穩定?一個反應的熱力可透過平衡位置比較出來。

9.      在一個非常容易逆反應的化學反應中,反應會朝向產生更穩定的產物方向進行,這種反應稱為「熱力控制thermodynamic control」。(環戊二烯+呋喃→內向異構物)

10.  動力控制kinetic control」之下的反應是指,逆反應速率非常慢、慢到察覺不出來的反應,要用這種反應製造產物,是透過控制正、逆反應不同的活化能障壁(與相對速率),而不是自由能ΔG°的差距(誰是比較穩定的產物)。(環戊二烯+呋喃→外向異構物)

11.  酸鹼平衡是其中一種非常重要的化學平衡類別。我們用pKa來描述酸鹼平衡位置,pKa是酸性大小的指標。

12.  有機化合物解離出質子後,產生的陰離子的陰電性、混成軌域、鍵能、共振穩定度、芳香性誘導效應,深深影響有機化合物的酸性。pKa的正數值非常大,代表這是弱酸性的有機酸。

13.  「反應速率」的關鍵是「活化能障壁」。在特定時間中,反應容器裡的化合物,只有一部份的分子有足夠的能量跨越「活化能障壁」。

14.  靠打斷「化學鍵」為主來形成的「過渡狀態」,「活化能障壁」較大;靠「化學鍵」鍵結為主來形成的「過渡狀態」,「活化能障壁」較小。

15.  根據「碰撞理論」,在雙分子反應,增加任何「反應物」的濃度,都會增加有效碰撞出產物的數量。

n   翻譯編寫 Marye Anne Fox, James K. WhitesellOrganic Chemistry

參考資料:

希臘哲學47 褻瀆神明被處死刑

培根啟迪5 啟蒙才子

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