المناقشة على الكيمياء العضوية

[صباح العارضي‎]

الهيدروكاربونات : Hydrocarbons
الهيدروكاربونات هي مركبات تحتوي على ذرتي الكاربون و الهيدروجين فقط و
هي بداية تكوين مركبات متعددة من المركبات العضوية .
يعتمد نظام التصنيف في هذا النوع على الهيكل الهيدروكاربوني
للهيدروكاربون الأصلي مضافا" أليه نوع المجموعة الوظيفية
الموجودة مثل OH- , NH2- و جزء المركب الذي يعاني مجموعة من
التـــــــفاعلات
الخاصة .
ِتقسم عائلة الهيدروكاربونات الى قسمين رئيسيين هما الهيدروكاربونات
الاليفاتية Aliphatic Hydrocarbons و الهيدروكاربونات الاروماتية
Aromatic Hydrocarbons , و يمكن التمييز بين هذين الصنفين بالنظر الى
صيغتهما الكيميائية , فمثلا تحتوي معظم مركبات الهيدروكاربونات
الاروماتية على صفات مميزة هي الخواص الاروماتية , بينما تسمى المركبات
التي لا تمتلك هذه الصفات بالهيدروكاربونات الاليفاتية و هي تكون مشبعة
او غير مشبعة . تحتوي المركبات المشبعة على أواصر احادية , بينما تحتوي
المركبات غير المشبعة على اواصر مزدوجة كما في الالكيناتAlkenes او
اواصر ثلاثية كما في الالكاينات Alkynes.












و بصورة عامة فان نظام التصنيف المتبع للمركبات العضوية يعتمد على الهيكل
الهيدروكاربوني للهيدروكاربون مضافا اليه نوع المجاميع الوظيفية المتصلة
به .









الالكانات Alkanes :
1- الميثان Methane :
يعد الميثان CH4 من ابسط مركبات سلسلة الالكانات و الذي يتكون من ذرة
كاربون متصلة باربع ذرات هيدروجين بواسطة شكل رباعي السطوح Tetrahedral و
بزاوية قدرها 109.50 و طول اواصره المتساوية الطول و التي تكون قيمتها
1.09 انكستروم (1.09 0A).
و قبل ان تتكون الاواصر بين الهيدروجين و الكاربون تعاني ذرة الكاربون من
عملية التهجين و التي ينتقل فيها احد الكترونات اوربيتال 2S الى 2Pz مما
يجعل لذرة الكاربون اربعة الكترونات منفردة قادرة على المساهمة في تكوين
اربعة اواصر تساهمية مع أي ذرة احادية التكافؤ , و حيث ان الميثان هو
ابسط هذه المجموعة لذلك يعاني من عملية التهجين هذه للوصول الى الحالة
المستقرة , ان التهجين الناتج هو من نوع sp3 حيث انه يتكون من اوربيتال S
و ثلاثة اوربيتالات P و تكون موجهة الى زوايا رباعي السطوح .تتكون اواصر
سيكما σ من تداخل اوربيتالات sp3 الاربعة لذرة الكاربون مع اوربيتالات S
لذرة الهيدروجين .
























الخواص الفيزيائية : Physical Properties
الميثان غاز عديم اللون و بدون رائحة عند حرارة الغرفة .درجة انصهاره
(-0182.6م ) و درجة غليانه (-0161.7 م) . يحتوي الميثان فقط على اربعة
أواصر تساهمية لذلك يكون التجاذب قليلا" جدا" بين جزيئاته غير القطبية و
ان هذا التجاذب يعزى الى قوى فاندرفال Van der Waal's Forces , و هو قليل
الذوبان في الماء بينما يذوب في المذيبات غير القطبية , و يمكن اسالة
الميثان حيث ان سائل الميثان اقل كثافة من الماء و تبلغ كثافته النوعية
0.424 .
و يعد الميثان الناتج الرئيسي لغاز المستنقعات و انه يتكون من التحلل
اللاهوائي للنباتات و الخضراوات فهو يوجد بشكل فقاعات تخرج من سطوح بعض
المستنقعات ,و يعد الميثان المكون الرئيسي للغاز الطبيعي و يمكن فصله عن
بعض الغازات العضوية الاخرى مثل ( الايثان و البروبان و البوتان ) بواسطة
التقطير التجزيئي Fractional Distillation و لكونه عديم الرائحة يضاف
اليه المركب thioethane (CH3CH2SH) ذي الرائحة الكريهة لسهولة تشخيصه عند
تسربه .

تفاعلات الميثان Reactions of Methane :
يتفاعل الميثان فقط مع المواد شديدة الفعالية و تحت ظروف قاسية جدا" , و
سناخذ في هذا المكان تفاعل الاكسدة بواسطة الاوكسجين و بواسطة
الهاليدات :

1- الاكسدة بالاوكسجين :
احراق الهيدروكاربونات يحدث فقط في درجات الحرارة العالية , مثل اللهب ,و
التفاعل يعطي حرارة و التي تكون كافية لتجهيز التفاعل بدرجات الحرارة
العالية و التي تسمح باستمرار عملية الاحتراق , و تسمى الحرارة المنبعثة
بحرارة الاحتراق Heat of Combustion و تعرف بانها كمية الحرارة التي
تصاحب احراق مول واحد من الهيدركاربون الى ثاني اوكسيد الكاربون و
الماء . و تكون قيمتها لــجزيء الميثان حوالي (213 kcal/mol).













و خلال عملية الاكسدة الجزئية المسيطر عليها للميثان في تفاعله المحفز
بدرجات الحرارة العالية مع الماء ,تنتج مواد اخرى اكثر من عملية الحرق ,
فالهيدروجين المتكون يستخدم في صناعة الامونيا , و يستخدم خليط احادي
اوكسيد الكاربون في صناعة كحول الميثانول Methanol و بقية الكحولات , و
الاستيلين الناتج ايضا يستخدم لصناعة اصناف كثيرة من المركبات العضوية .

2- الاكسدة بالهاليدات :Halogenation





تحدث الهلجنة تحت تاثير ضوء الاشعة فوق البنفسجيةUV او درجات الحرارة
بين 250-400 oC لخليط من غازي الميثان و الكلور و يكون التــفاعل عنــيف
لانتـــاج كلوريد الهيدروجـــــين و مركب صـــــــيغته CH3Cl
Chloromethane او
Methyl chloride






و يعــاني كلوريد المثـــيل تعويـض اضـافي ليــكون كلوريد الهــيدروجين و
المـــركب CH2Cl2 ,Dichloromethane او Methylene chloride .











و بنفس الطريقة فان الكلور يستمر في التفاعل لانتاج
CHCl3 ,Trichloromethane أو Chloroform و كذلك CCl4 ,tetrachoromethane
أو Carbon tetrachloride .

ميكانيكية التفاعل Mechanism of Reaction :
ان تفاعل كلورة الميثان يعد مثالا على تفاعل السلسلة Chain Reaction و
الذي يمكن تعريفه بانه التفاعل الذي يتضمن سلسلة من الخطوات التي كل
منها تولد مادة فعالة جدا و التي تنقل التفاعل الى الخطوة اللاحقة .
و يمكن تمثيل الميكانيكية لتفاعل الجذور الحرة كما يلي :-












اول خطوة في سلسلة التفاعلات هي خطوة بداية السلسلة Chain-Initiating
Step ويحدث فيها امتصاص للطاقة و تتولد اصناف فعالة , و تنشطر جزيئة
الكلور انشطارا متجانسا الى ذرات الكلور (جذور حرة Free Radicals) .
هنالك خطوة او اكثر من خطوات نمو السلسلة Chain-Propagating Steps , و في
كل هذه الخطوات تستهلك صنف فعال و يتولد اخر , و هنا في هذا التفاعل نجد
ان ذرة الكلور تتفاعل مع الميثان (خطوة 2) , و جذر المثيل الحر Methyl
Radicals يتفاعل مع جزيئة كلور .
و اخيرا , تكون خطوات انهاء السلسلة Chain-Terminating Steps, و التي
تستهلك فيها الاصناف النشطة و تنتج جزيئات غير فعالة .






الايثان Ethane:
الصيغة الجزيئية للايثان هي C2H6 و ياتي بعد الميثان و يمكن توضيح صيغته
التركيبية كما يلي :










اثبتت التجارب الفيزيائية بان ذرات الكاربون في الايثان هي هرم رباعي
السطوح Tetrahedral و ان زوايا الاواصر فيه متـساوية ( 109.50 ) و اطوال
اواصر سيكما σ C-H هي (1.100A) و طول الاصرة سكما σ (C-C) هي (1.530A) ,
و بما ان كل ذرة كاربون متصلة باربع ذرات اخرى فان اصرة كاربون كاربون في
الايثان تنشأ من تداخل اوربيتالات sp3 لذرة الكاربون مع اوربيتالات sp3
لذرة الكاربون الاخرى .

الهيئات Conformations (الدوران الحر حول اصرة كاربون –كاربون
المنفردة ) اجهاد الشد Torsional Strain
ان معرفة اطوال الاواصر و مقدار الزوايا فيما بينها لا يزودنا بترتيب
منفرد لجزيئة الايثان , و ذلك لان العلاقة بين ذرات الهيدروجين لذرة
كاربون واحدة و ذرات الهيدروجين لذرة الكاربون الاخرى محدد. و اذا فحصنا
نموذج للايثان Model , فأننا نجد انه يمكننا الحصول على ترتيب مثل (I) و
الذي تكون فيه ذرات الهيدروجين متقابلة بصورة تامة الواحدة للاخرى , و
كذلك الترتيب مثل (II) و الذي تكون فيه ذرات الهيدروجين منفرجة بصورة
كاملة , كذلك يوجد عدد غير منته من الترتيبات بين هذين الترتيبين (I) و
(II) , و يتبادر الى الذهن الان سؤال ماهو الترتيب الحقيقي للايثان ؟ و
الجواب طبعا" هو جميع هذه الترتيبات .










اذا كانت الترتيبات المختلفة لا تختلف كثيرا في الطاقة , فان الجزيئة لا
تثبت بصورة أي واحدة من هذه الترتيبات ,و لكنها يمكن ان تتغير بصورة حرة
من هيئةConform الى اخرى , و لان التغير من هيئة لاخرى يتضمن الدوران
حول اصرة كاربون-كاربون ,لذا يمكننا وصف هذا التغير بالقول ان هناك دوران
حر حول اصرة كاربون-كاربون المنفردة و الان يمكننا تعريف الهيئات
Conformations بانها الترتيبات المختلفة للذرات و التي يمكنها ان تنقلب
من واحدة الى الاخرى بالدوران الحر حول الاواصر المنفردة .
يدعى الترتيب (I) بوضعية الكسوف Eclipsed و الترتيب الاخر (II) بوضعية
المنفرجة Staggared .( اما الوضعيات التي تكون بين (I) و (II) فتدعى
بوضعيات المائلة Skew Conformations).
الصورة غير واضحة لحد الان ,فبعض الخصائص الفيزيائية تشير الى ان الدوران
ليس حرا بصورة تامة ,فهناك حاجز طاقة Energy Barrier مقداره 3 kcal/mol ,
و الطاقة الكامنة للجزيئة تكون اقل ما يمكن في وضعية المنفرجة Staggared
و تزداد الطاقة مع الدوران و تصل الى اكبر ما يمكن عندما تكون الجزيئة في
وضعية الكسوف Eclipsed :















ان معظم جزيئات الايثان توجد في وضعية المنفرجة الاكثر استقرارا , او
بتعبير اخر , فان اية جزيئة تميل الى ان تصرف معظم وقتها في الوضعية
الاكثر استقرارا" .
ان حاجز الطاقة Energy Barrier (3 kcal/mol) ليس كبيرا" جدا" , و حتى في
درجة حرارة الغرفة فان جزء من طاقة التصادم بين الجزيئات كافي للتحول
السريع من وضعية منفرجة Staggared الى الاخرى ,و تدعى الطاقة اللازمة
لدوران جزيئة الايثان حول اصرة كاربون كاربون بطاقة الشد (التوتر)
Torsional Energy.




هيئات n-Butane (تنافر فاندفالز Van der Waals Repulsion )
عند القاء نظرة متفحصة على جزيئة n-Butane و هيئاته التي يوجد بها ,فسوف
يتوجه نظرنا باتجاه اصرة C2-C3 الوسطية و نشاهد جزيئة مشابهة للايثان ,و
لكن باستبدال مجموعة methylمثيل بدلا من ذرة هيدروجين على كل ذرة
كاربون .
و كما رأينا في جزيئة الايثان , فستمتلك هيئات المنفرجة Staggared طاقة
توتر اقل و لذلك ستكون اكثر استقرارا" من هيئات المنكسفة Eclipsed , و
لكن نظرا لوجود مجموعة مثيل سنواجه نقطتين جديدتين هنا , اولا : هناك
هيئات منفرجة متعددة Staggared مختلفة , و ثانيا : وجود عامل جديد الى
جانب اجهاد التوتر Tortional Strain سيؤثر على استقرارية الهيئات :







ان الوضعية المتبادلةAnti (I) تكون فيها مجموعتي المثيل ابعد ما يمكن عن
بعضهما البعض (بينهما زاوية 1800 ) , و هناك ايضا" اثنين من هيئات
التجاور Gauche (II , III) و التي تكون فيها مجموعتي المثيل متباعدة
بزاوية مقدارها 600 ,حيث ان الهيئات (II , III) تكون صورة مراتية الواحدة
للاخرى و تملك نفس قيمة الاستقرارية .


























وجد ان هيئة Anti المتبادلة اكثر استقرارا بحوالي 0.8 kcal/mol من هيئة
التجاور Gauche و هيئة Anti تكون خالية من توتر الشد و لكن في هيئة
Gauche ,فان مجاميع المثيل تكون متزاحمة و قريبة من بعضها , و خلال
تقاربهما يكونا قريبين من قيمة نصف قطر فاندفالز Van der Waals Radii
فانه تحت هذه الظروف فان قوى فاندفالز تتنافر أي ان السحب الالكترونية في
المجموعتين تكون قريبة لدرجة ان يحدث بينها تنافر Repulsion
و سنقول ان هناك تنافر فاندرفالز Van der Waals Repulsion ( او تنافر
اعاقة Steric Repulsion) بين مجاميع المثيل , و الجزيئة تكون اقل استقرار
بسبب اجهاد فاندرفالز (اجهاد الاعاقة الفراغية) ٍ










ان اجهاد فاندفالز لا يؤثر على الاستقرارية النسبية لهيئات Staggared
المختلفة فقط , و لكن يرفع ايضا حاجز الطاقة Energy Barrierللانتقال
بينهما , فالطاقة القصوى ترتفع عندما تقع مجاميع المثيل الواحدة خلف
الاخرى – اكثر مما تقع خلف ذرة هيدروجين – و سيكون حاجز الطاقة على اعلى
ما يمكن للجميع ( حوالي 4.4-6.1 kcal/mol ).
ان الطاقة الناتجة من التصادم الجزيئي في درجات الحرارة الاعتيادية تسبب
دوران سريع و لكنها لا تكون كافية لاحداث دوران كامل للجزيئة , لذا
فالجزيئة توجد بهيئات Gauche و Anti .


السلسلة المتشاكلة Homologous Series
ان فحص الصيغ الجزيئية لعائلة الالكانات يبين لنا على سبيل المثال ان
butane يحتوي على ذرة كربون واحدة و ذرتي هيدروجين اكثر من propane و
الذي بدوره يحتوي على ذرة كربون و ذرتي هيدروجين اكثر من ethane و هكذا .
تدعى هذه بالسلسلة المتشاكلة و يمكن تعريفها بانها سلسلة من مركبات يكون
فيها كل فرد يختلف عن سابقه بمقدار ثابت. و هو مجموعة المثيلين Methylene
(CH2) في عائلة الالكانات .

انواع ذرات الكاربون والهيدروجين Classes of Carbon & Hydrogen Atoms
ان من المفيد جدا ان تصنف كل ذرة كربون للالكان من حيث ارتباطها مع عدد
ذرات الكربون الاخرى . فذرة الكربون الاولية (10)Primiry carbon atom هي
ذرة الكـــــربون المـــــرتبــطة الى ذرة كربون واحدة فقـــط , و ذرة
الكـــــــربون الثانــوية (20)Secondary carbon atom تكون مرتبطة الى
ذرتي كربون اخريين , ذرة الكربون الثالثية (30) Tertiary carbon atom
تكون مرتبطة الى ثلاثة ذرات كربون اخرى كما تصنف ذرات الهيدروجين بنفس
الكيفية اولية و ثانوية و ثالثية اعتمادا على ارتباطها بذرات الكربون
الاولية و الثانوية و الثالثية على التوالي كما يلي :











تسمية الالكانات Nomenclature of Alkanes
هناك نظامين لتسمية الالكانات كما يلي :
1- نظام التسمية الاعتيادي Common System
تسمى المركبات العشرة الاولى من عائلة الالكانات ( Methane , Ethane ,
Propane ...etc) بالرجوع الى الاعداد اللاتينية حيث تستخدم الارقام مع
اضافة المقطع ane الى نهاية الرقم كما مبين في الجدول التالي :





Name
الاسم Molecular
Formula
الصيغة
الجزيئية Structural
Formula
الصيغة التركيبية Isomers
عدد الايزومرات Name
الاسم Molecular
Formula
الصيغة
الجزيئية Structural
Formula
الصيغة التركيبية Isomers
عدد الايزومرات
methane CH4 CH4 1 hexane C6H14 CH3(CH2)4CH3 5
ethane C2H6 CH3CH3 1 heptane C7H16 CH3(CH2)5CH3 9
propane C3H8 CH3CH2CH3 1 octane C8H18 CH3(CH2)6CH3 18
butane C4H10 CH3CH2CH2CH3 2 nonane C9H20 CH3(CH2)7CH3 35
pentane C5H12 CH3(CH2)3CH3 3 decane C10H22 CH3(CH2)8CH3 75

يمكن ان تحتوي الالكانات على ايزومرات تركيبية و بالتالي يجب تميزها عن
بعضها البعض باستخدام اسماء خاصة لهذه الايزومرات , فمثلا يمكن تميز
ايزومرات البيوتان butane باستخدام البادئة :n-butane , iso-butane ,اما
ايزومرات البنتان pentane فتميز بـــ n¬-pentane , iso-pentane , neo-
pentane , لكن هناك 5 ايزومرات للهكسان hexane و 9 للهبتان heptane و هلم
جرا, و لذلك فمن الصعب و المستحيل استخدام هذا النوع من التسمية و
بالتالي يتطلب استخدام التسمية النظامية لغرض الحصول على اسماء مقنعة .

مجاميع الالكيل Alkyl Groups
تمتلك بعض المجاميع الالكيلية اسماء خاصة تستخدم في بعض الاحيان عند
استخدام الاسماء النظامية و من هذه المجاميع ما يلي:

ان مجموعة الالكيل المشتقة من البروبان تكون بهيئتين و اعتمادا على موقع
الارتباط و هما n-propyl- و iso-propyl- و كما يلي







اما مجموعة الالكيل المشتقة من البيوتان فتكون باربع هيئات و اعتمادا على
موقع الارتباط و هي كما يلي :-







التسمية النظامية IUPAC Names of Alkanes
يجب استخدام التسمية النظامية للمركبات الاكثر تعقيدا و يعرف باسم نظام
IUPAC المشتق من الاحرف الاولى للاتحاد الدولي للكيمياء الصرفة و
التطبيقية (International Union of Pure and Applied Chemistry) .
وهذا النظام يتبع نفس الاسلوب في تسمية عوائل المركبات العضوية ,فمن
الضروري التفصيل في تسمية الالكانات . و القواعد الاساسية في نظام IUPAC
هي :-

1- اختار المركب الام الذي يكون اطول سلسلة مستمرة , ومن ثم نعتبر المركب
المشتق من هذا التركيب باستبدال الهيدروجين بمختلف مجاميع الالكيل ,
فمثلا Isobutane يمكن اعتباره كمشتق للبروبان استبدلت فيه ذرة هيدروجين
بمجموعة مثيل methyl و لذلك يسمى methylpropane






2- من الضروري , كما في حالة ايزومرات Methylpentanes اعلاه ( IIو III)
فانه يشار الى رقم ذرة الكربون الحاملة لمجموعة المثيل .
3- ترقم سلسلة كربون المركب الام , مبتدئين من الطرف القريب للتفرع او
الذي يعطي التفرع اقل رقم ممكن , فمثلا المركب (II) يسمى 2-methylpentane
و ليس 4-methylpentane .
4- اذا تكررت احدى مجاميع الالكيل اكثر من مرة كتفرع , يشار اليهم
باستخدام المقاطع Di- , tri- , tetra-...etc لتبين عدد المرات المتكررة
فيها تلك المجموعات و تشخص باستخدام رقم ذرات الكربون المرتبطة بها تلك
المجموعات على السلسلة الام للمركب كما في المركب IV))2,2,4-
trimethylpentane












5- اذا كان هناك مجاميع الكيل مختلفة مرتبطة الى السلسلة الام , تسمى حسب
الابجدية الانكليزية , فمثلا في المركب (V) 3,3-diethyl-5-isopropyl-4-
methyloctane . نلاحظ ان مجموعة Isopropyl قد سبقت مجموعة methyl .
تسمى هاليدات الالكيل باسماء Haloalkanes عندما تكون التعويض عبارة عن
هالوجينات بسيطة Floro , chloro , bromo , iodo – مع ذكر الارقام و
المقاطع المناسبة كما في الامثلة التالية :-








الخواص الفيزيائية :-Physical Properties
ان المركبات الاربعة الاولى من في سلسلة الالكانات هي غازات اما
الالكانات من C5 الى C17 فهي سوائل , في حين ان تلك التي تحتوي على 18
ذرة كاربون فما فوق فهي مواد صلبة . تكون الاواصر بين جزيئات الالكانات
تساهمية .
تزداد درجة الغليان بازدياد الوزن الجزيئي بحدود 20-30 درجة مئوية لكل
مجموعة مثيلين (CH2) اضافية حيث تزداد المساحة السطحية و بذلك تزداد
القوى البينية بين الجزيئات لهذا يتطلب طاقة اكبر للتغلب على هذه القوى.
ان درجة غليان الالكانات المتفرعة السلسلة اقل من درجة غليان الاكانات
المستقيمة السلسلة المماثلة لها بالوزن الجزيئي , و هذا يعود الى ان شكل
الجزيئة المتفرعة يكون كرويا أي ان المساحة السطحية تكون اصغر و بذلك تقل
قوى فاندفالز و بذلك يمكن التغلب على هذه القوى في هذه الحالة عند حرارة
اقل .
لا تذوب الالكانات في الماء و لا في المذيبات القطبية لذلك نلاحظ ان
الالكانات تذوب في المذيبات غير القطبية مثل السايكلوهكسان Cyclohexane
والبنزين Benzene و رباعي كلوريد الكربون CCl4 , و يمكن استعمال
الالكانات كمذيبات لمركبات اخرى قليلة القطبية .و يعود ذلك الى عدم
قدرتها على انشاء اواصر هيدروجينية .
تتميز الالكانات بان كثافتها اقل من كثافة الماء و بعض المركبات العضوية
المختلفة .









تحضير الالكانات :Preparation of Alkanes
تحضر الالكانات بطرق مختبرية عديدة منها ما يلي :-

1- هدرجة الالكينات Halogenation of Alkenes
تعتبر من الطرق المهمة لتحضير الالكانات , حيث يتم ذلك اضافة الهيدروجين
الى الالكينات و رج الدورق و بوجود مقدار صغير من العامل المساعد مثل
النيكل او البلاديوم او البلاتين , و تعتبر هذه الطريقة غير محدودة اذ ان
الالكينات نفسها يمكن تحضيرها من الكحولات بسرعة كبيرة و التي يمكن
تحويلها الى الالكانات المقابلة بهذه الطريقة و الحصول على الكانات
مختلفة الشكل و الحجم .










2-اختزال هاليدات الالكيل :Reduction of Alkylhalides
ان اختزال هاليد الالكيل بوجود فلز و حامض تتضمن ببساطة استبدال ذرة
هالوجين بذرة هيدروجين , و يبقى الهيكل الهيدروكاربوني على حاله , و هي
تشبه الطريقة السابقة من حيث تحضير الكانات لها عدد ذرات كربون مطابقة
لعدد ذرات الكربون في المركب المتفاعل .












3- من كاشف كرينيارد The Grignard Reagent :
يحضر كاشف كرينيارد من تفاعل هاليد الالكيل مع فلز المغنيسيوم في الايثر
الجاف Dry ether و قد سمي بكاشف كرينيارد نسبة الى مكتشفه Victor
Grignard الحائز على جائزة نوبل على اكتشافه هذا .
يمتلك كاشف كرينيارد الصيغة العامة RMgX و يسمى بصورة عامة Alkyl
magenedium halide و تكون اصرة كاربون مغنيسيوم عالية القطبية و تسحب
الكاربون الالكترونات من ذرة المغنيسيوم الاقل كهروسالبية و تمثل بالصيغة
التالية :





لان المغنيسيوم يصبح مرتبطا الى نفس ذرة الكاربون المرتبط الى ذرة
الهالوجين , لذلك فان مجموعة الالكيل تبقى سليمة خلال تحضير الكاشف فمثلا
n-propyl chloride ينتج n-propyl magnesium chloride .









و عند تفاعل كاشف كرينيارد مع الماء يتم الحصول على الالكان المقابل لان
الماء يمكنه ان يهب بروتون لانه حامض اقوى لينتج الالكان الحامض الاضعف و
به يمكن الحصول على الكان يحمل نفس عدد ذرات الكاربون كما يلي :








كما يمكن الحصول على الكان يحتوي على عدد ذرات كربون اكثر من هاليد
الالكيل المستخدم في تحضير كاشف كرينيارد و ذلك بمفاعلته مع هاليد الكيل
مناسب , فمثلا لتحضير n-pentane من n-propyl chloride نستخدم مع كاشف
كرينيارد مركب chloroethane للحصول على n-pentane و كما يلي :




4- ازدواج هاليدات الالكيل مع المركبات العضوية الفلزية :
Coupling of Alkyl halide with Organometallic Compounds
يتفاعل هاليد الالكيل مع فلز الليثيوم بنفس الاسلوب المستخدم في تفاعل
كرينيارد للحصول على مركب عضوي فلزي يسمى كاشف الكيل الليثيوم Lithium
alkyl reagent



ان تفاعل كاشف الكيل الليثيوم مع هاليد النحاسوز يعطي كاشف عضوي يسمى
Lithium dialkyl copper





ان تفاعل هذا الكاشف الاخير مع هاليد الكيل اخر ينتج الكانات اكبر . يسمى
هذا التحضير بتحضير كوري-هاوس Corey-House . ان هذا التفاعل يعطي منتوجا
عاليا اذا كانت هاليدات الالكيل المستخدمة كلها اولية , كما و يشترط ان
يكون هاليد الالكيل المستخدم في التفاعل مع الكاشف العضوي الفلزي اوليا و
كما يلي :









تفاعلات الالكانات :Reactions of Alkanes
تدعى الالكانات قديما بالبرافينات Paraffins (و التي تعني خاملة) للدلالة
على ان فعاليتها قليلة جدا , فالالكانات عديمة الفعالية مع الحوامض
القوية مثل HCl , H2SO4 , كذلك تكون خاملة تجاه العوامل المؤكسدة مثل
KMnO4 , Na2Cr2O7 , و تشمل التفاعلات التي تدخلها الالكانات مايلي :

1-الاحتراق Combustion
يشمل الاحتراق الكامل للالكانات بكمية كافية من الاوكسجين الى التحول
الكامل الى بخار الماء و ثاني اوكسيد الكربون و يعطي كمية كبيرة من
الحرارة كطاقة :






2- التكسير الحراري :Pyrolysis (Cracking)
تعرف عملية تحلل (تكسر) المركب بفعل الحرارة فقط بمعزل عن الهواء بعملية
التكسير الحراري Pyrolysis (و هي مشتقة من الاغريقية pyr بمعنى حرارة و
lysis بمعنى تحلل ) كما تدعى عملية التكسير الحراري المتعلقة بالبترول
باسم Cracking ,و فيه تمر الالكانات بغرفة ضيقة ساخنة الى درجة حرارة
عالية , و تتحول الالكانات الكبيرة الى الكانات صغيرة و الكينات و
هيدروجين , و الناتج الرئيسي لهذه العملية هو الاثيلين Ethylene
بالاضافة الى جزيئات صغيرة اخرى :












3- الهلجنة : Halogenation
ان عملية هلجنة الالكانات الاكبر من الميثان و الايثان تجري بنفس اسلوب
هلجنة الميثان الا انها اكثر تعقيدا و تشمل تكوين العديد من الايزومرات و
تعتمد كمية الايزومر الناتج على ثلاثة عوامل يمكن اجمالها بالاتي :
a- عامل الاحتمالية Probability:
و يعتمد هذا العامل على نوع ذرات الهيدروجين الموجودة في الجزيء و عدد كل
منها , مثال ذلك البروبان Propane CH3CH2CH3 يوجد به ست ذرات هيدروجين
اولية و ذرتي هيدروجين ثانوية و النسبة بينهما 6:2 أي 3:1 و لذلك فان
استبدال ذرات الهيدروجين الاولية يعد اكثر احتمالا .
b- نشاط ذرات الهيدروجين Reactivity of Hydrogen Atoms:
ذرات الهيدروجين الثالثية اكثر نشاطا من الذرات الثانوية و اقلها نشاطا
هي ذرات الهيدروجين الاولية , و بذلك تكون ذرات الهيدروجين الاولية اقلها
عرضة للاستبدال .
c- نشاط ذرات الهالوجين Reactivity of Halogen Atoms :
كلما زاد نشاط ذرة الهالوجين كانت اقل انتقاءا" و بذلك يكون ناتج التفاعل
اقرب ما يكون الى الحصيلة المتوقعة من عامل الاحتمالية , و يعرف هذا
المبدأ باسم "مبدأ الفعالية والانتقاء" (Reactivity-Selectivity
Principle) و على ذلك فان ذرة البروم الاقل نشاطا تكون اكثر انتقاءا من
ذرة الكلور و اقل تاثرا بعامل الاحتمالية .
مثال ذلك مايلي :-








































محاظرات الكيمياء العضوية ( الالكانات ) –
المرحلة الثانية ـ
بأشراف الاستاذ / كريم جابر العابدي

[صباح العارضي‎]

انقر فوق
http://groups.google.com/group/sunalsabah/web/%D8%A7%D9%84%D9%83%D9%8A%D9%85%D9%8A%D8%A7%D8%A1+%D8%A7%D9%84%D8%B9%D8%B6%D9%88%D9%8A%D8%A9
- أو قم بنسخها ولصقها في شريط عنوان المتصفح الخاص بك إذا لم يفلح ذلك.

[صباح العارضي‎]