Презентация Кислотно-основные взаимодействия. Принцип ЖМКО Пирсона онлайн

Содержание слайда: Кислотно-основные взаимодействия. Принцип ЖМКО Пирсона

Содержание слайда: Электролитическая теория первая научная ионная теория кислот и оснований (Оствальд, Аррениус, 1890 год). Согласно этой теории, кислоты - это водородсодержащие соединения, способные при электролитической диссоциации выступать в роли источника протонов (ионов Н+), а основания рассматривались как источник ионов гидроксила (ОН-).

Содержание слайда: Амфотерность А. Ганч в 1917-1927 годах ввел понятие об амфотерности - способности некоторых соединений проявлять как кислотные, так и основные свойства в зависимости от условий и природы реагентов, участвующих в кислотно-основном взаимодействии. Как оказалось позже, соединений, проявляющих амфотерность, подавляющее большинство. В зависимости от природы партнера по взаимодействию кислота может выступать в роли основания, и наоборот.

Содержание слайда: Теории кислот и оснований протолитическая (И. Бренстед и Т. Лоури) и электронная (Г. Льюис) теории кислот и оснований были предложены одновременно в 1923 году. По Бренстеду-Лоури, кислоты представляют собой вещества, способные отдавать протон, а основания - вещества, присоединяющие протон. Кислота – понятие относительное. CH3COOH + H2O = H3O+ + CH3COO- H2SO4 + CH3COOH = CH3C(OH)2+ + HSO4-

Содержание слайда: В протолитической теории Вода принята за своеобразный стандарт для оценки кислотно-основных свойств веществ - стандарт нейтральной среды. Если в аналогичных условиях рассматриваемое вещество способно отдавать протон легче, чем вода, то его относят к группе кислот. Если вещество по способности присоединять (связывать) протон превосходит воду - это основание (основность выше, чем у воды).

Содержание слайда: Почему вода? Вода - одно из самых распространенных на Земле соединений. Ее кислотно-основные свойства определяют естественный фон (атмосфера, почва, моря и океаны). Вода хорошо растворяет многие полярные и диссоциирующие на ионы вещества. По физическим характеристикам вода хорошо сольватирует как недиссоциированные молекулы, так и свободные ионы. Кроме того, молекулы воды способны к автопротолизу - передаче протона между молекулами одного и того же вещества: H2O + H2O = H3O+ + OH-

Содержание слайда: Количественная мера кислотности и основности Кислотность соединений количественно оценивается долей ионизированной формы вещества в растворе (воде) или константой равновесия (К) реакции переноса протона от кислоты к воде как основанию.

Содержание слайда: Принцип ЖМКО Пирсона (1963) Кислоты и основания Льюиса делятся на жёсткие и мягкие, причём мягкие кислоты преимущественно реагируют с мягкими основаниями, а жёсткие кислоты — с жёсткими основаниями. Жёсткость кислоты или основания означает его склонность образовывать связи преимущественно ионного характера, а мягкость кислоты или основания — склонность к образованию связей ковалентного характера

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Классификация кислот и оснований в рамках принципа ЖМКО

Содержание слайда: Помимо условного деления на три типа, можно также проследить зависимость жёсткости или мягкости в рядах отдельных кислот и оснований Льюиса. Например, при движении по группе периодической системы сверху вниз жёсткость оснований уменьшается: F- > Cl- > Br- > I- Помимо условного деления на три типа, можно также проследить зависимость жёсткости или мягкости в рядах отдельных кислот и оснований Льюиса. Например, при движении по группе периодической системы сверху вниз жёсткость оснований уменьшается: F- > Cl- > Br- > I- При движении по группе сверху вниз жёсткость кислот тоже уменьшается : Li+ > Na+ > K+; Zn2+ > Cd2+ > Hg2+ Для изоэлектронных соединений жёсткость возрастает при движении по группе слева направо: СH3- < NH2- < OH- < F-

Содержание слайда: Ж. кис.+ Ж. осн. = Зарядовый контроль Высоколежащая НСМО к-ты + низколежащая ВЗМО осн-я. Определяющая роль – возмущение II порядка, зарядовое взаимодействие, определяемое кулоновскими силами (~ q1q2/r2)

Содержание слайда:

Содержание слайда: Применение в органической химии В органической химии принцип ЖМКО широко применяется для предсказания или объяснения протекания химических реакций. Например, реакцию между тиоэфиром CH3COSR и алкоголят-ионом RO– можно представить как переход ацильного катиона CH3CO+ (жёсткой кислоты Льюиса) от мягкого основания Льюиса RS– к жёсткому основанию Льюиса RO–. Согласно принципу ЖМКО, аддукт жёсткой кислоты и жёсткого основания более устойчив, поэтому равновесие в реакции сдвинуто вправо.

Содержание слайда: Принцип Пирсона также полезен для предсказания реакционной способности соединений с двумя реакционными центрами, например, енолят-ионов или α,β-ненасыщенных соединений. Последние, например, склонны к реакциям с нуклеофилами по двум положениям, причём преимущественное направление реакции зависит от жёсткости нуклеофила как основания Льюиса Принцип Пирсона также полезен для предсказания реакционной способности соединений с двумя реакционными центрами, например, енолят-ионов или α,β-ненасыщенных соединений. Последние, например, склонны к реакциям с нуклеофилами по двум положениям, причём преимущественное направление реакции зависит от жёсткости нуклеофила как основания Льюиса

Содержание слайда:

Содержание слайда: Амбидентные субстраты и реагенты -0.31 +0.09 -0.79 S - C = N MО ЖО Пример: S=C=N- + R-C(=O)Cl  S=C=N-C(=O)R ЖО ЖК -S-C=N + СH3-I  CH3-S-C≡N МО МК

Содержание слайда: Амбидентность нитрит – иона O- – N = O ЖО МО С8H17Br + AgNO2  C8H17O-N=O + AgBr Мягкая кислота Ag+ координируется с мягким основанием N и освобождает O С8H17Br + NaNO2  C8H17NO2 + NaBr Жесткая кислота Na+ координируется с жестким основанием О и освобождает N

Содержание слайда: Амбидентность енолят-аниона (С2H5)3OF (фторид триэтилоксония) – очень жесткий реагент – алкилирует енолят –анион по атому О (жесткому основному центру) С2Н5I – очень мягкий реагент – алкилирует енолят-анион по атому С (мягкому основному центру)

Содержание слайда:

Содержание слайда: