Heterolýza (chemie) - Heterolysis (chemistry)

V chemii , heterolýza nebo heterolytic štěpení (z řeckého ἕτερος, heteros, „odlišný“, a λύσις, Lūsis, „uvolnění“), je proces štěpení / lámání kovalentní vazbu , kde je již vázán druh má jak originální valenční elektrony od ostatních druh. Během štěpení heterolytické vazby neutrální molekuly bude generován kation a anion . Nejčastěji více elektronegativní atom udržuje dvojici elektronů na aniontové, zatímco elektropozitivní atom se stává kationtovým.

Heterolýza (chemie) .png

K heterolytickému štěpení dochází téměř vždy u jednoduchých vazeb ; proces obvykle produkuje dva druhy fragmentů.

Energie potřebná k rozbití vazby se nazývá disociační energie heterolytické vazby , která není ekvivalentní disociační energii homolytické vazby běžně používané k vyjádření energetické hodnoty vazby. Ale přesto mají podobnosti, protože se oba týkají přetržení svazku.

Jedním příkladem rozdílů v energiích je energie potřebná k rozbití vazby vodík-vodík

Δ H = 104 kcal/mol
Δ H = 66 kcal/mol (ve vodě)

Dějiny

Objev a kategorizace štěpení heterolytických vazeb byla jasně závislá na objevu a kategorizaci chemické vazby.

V roce 1916 vyvinul chemik Gilbert N. Lewis koncept vazby elektron-pár, ve které dva atomy mohou sdílet jeden až šest elektronů, čímž se vytvoří jednoduchá elektronová vazba, jednoduchá vazba, dvojná vazba nebo trojná vazba . To se stalo vzorem pro kovalentní vazbu.

V roce 1932 Linus Pauling poprvé navrhl koncept elektronegativity , který také představil myšlenku, že elektrony v kovalentní vazbě nemusí být rovnoměrně sdíleny mezi vázanými atomy.

Ionty však před svazky studoval hlavně Svante Arrhenius ve své disertační práci z roku 1884. Arrhenius propagoval vývoj iontové teorie a navrhl definice kyselin jako molekul, které produkují vodíkové ionty, a zásad jako molekul, které produkují hydroxidové ionty.

Účinky solvatace

Rychlost reakce u mnoha reakcí zahrnujících unimolekulární heterolýzu silně závisí na rychlosti ionizace kovalentní vazby. Limitujícím reakčním krokem je obecně tvorba iontových párů. Jedna skupina na Ukrajině provedla hloubkovou studii o roli nukleofilní solvatace a jejím vlivu na mechanismus vazebné heterolýzy. Zjistili, že rychlost heterolýzy silně závisí na povaze rozpouštědla .

Například, změna reakčního média z hexanu do vody zvyšuje rychlost terc-butylchloridu (t-BuCl) heterolýza o 14 řádů. To je způsobeno velmi silným solvatováním přechodového stavu . Hlavními faktory, které ovlivňují míru heterolýzy, jsou hlavně polarita a elektrofilní rozpouštědlo, jakož i jeho ionizační síla. Polarizovatelnost, nukleofilita a soudržnost rozpouštědla měly na heterolýzu mnohem slabší účinek.

Existuje však diskuse o účincích nukleofility rozpouštědla, některé dokumenty tvrdí, že nemá žádný účinek, zatímco některé dokumenty tvrdí, že více nukleofilních rozpouštědel snižuje rychlost reakce.

Viz také

Reference

  • Armentrout, PB a Jack Simons. „Pochopení štěpení heterolytických vazeb.“ JOURNAL-AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 114 (1992): 8627-8627.