2.16: خلاصه
- Page ID
- 215649
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)درک شیمی آلی به معنای دانستن نه تنها آنچه اتفاق می افتد، بلکه همچنین به این معنی است که چرا و چگونه در سطح مولکولی اتفاق می افتد. در این فصل، ما برخی از راه هایی را که شیمیدانان توصیف و واکنش شیمیایی را توضیح می دهند، بررسی کرده ایم، در نتیجه پایه ای برای درک واکنش های خاص که در فصل های بعدی مورد بحث قرار می گیرند، ارائه می دهیم.
مولکولهای آلی اغلب دارای پیوندهای کووالانسی قطبی در نتیجه اشتراک الکترون نامتقارن ناشی از تفاوت در الکترونگاتیوی اتمها هستند. به عنوان مثال پیوند کربن-اکسیژن قطبی است، زیرا اکسیژن الکترونهای مشترک را با شدت بیشتری نسبت به کربن جذب می کند. پیوندهای کربن-هیدروژن نسبتاً غیرقطبی هستند. بسیاری از مولکول ها به عنوان یک کل نیز قطبی هستند، به دلیل وجود پیوندهای قطبی منفرد و جفت های الکترون تنها. قطبیت یک مولکول با گشتاور دوقطبی آن، μ اندازه گیری می شود.
علائم بعلاوه (+) و منهای (—) اغلب برای نشان دادن وجود بارهای رسمی روی اتم ها در مولکول ها استفاده می شود. اختصاص بارهای رسمی به اتم های خاص یک تکنیک حسابداری است که امکان پیگیری الکترون های ظرفیت در اطراف یک اتم را فراهم می کند و برخی از سرنخ ها را در مورد واکنش شیمیایی ارائه می دهد.
برخی از مواد، مانند یون استات و بنزن، نمی توانند با یک ساختار پیوند خطی نشان داده شوند و باید به عنوان ترکیبی رزونانس از دو یا چند ساختار در نظر گرفته شوند، که هیچ کدام به خودی خود درست نیستند. تنها تفاوت بین دو شکل تشدید در محل الکترونهای آنها \(\pi\) و غیرپیوندی است. هسته ها در هر دو ساختار در مکان های یکسان باقی می مانند و هیبریداسیون اتم ها یکسان باقی می ماند.
اسیدیته و پایه ارتباط نزدیکی با ایده های قطبیت و الکترونگاتیوی دارند. اسید Brønsted—Lowry ترکیبی است که می تواند یک پروتون (یون هیدروژن، H +) اهدا کند و یک باز Brønsted—Lowry ترکیبی است که می تواند یک پروتون را بپذیرد. قدرت اسید یا باز Brønsted-Lowry با ثابت اسیدیته آن، K a یا لگاریتم منفی ثابت اسیدیته، p K a بیان می شود. هرچه p K a بزرگتر باشد، اسید ضعیف تر است. مفیدتر تعریف لوئیس از اسیدها و بازها است. یک اسید لوئیس ترکیبی است که دارای اوربیتال خالی کم انرژی است که میتواند یک جفت الکترون را بپذیرد؛ Mg 2 +, BF 3, AlCl 3, و H + مثالهایی هستند. یک پایه لوئیس ترکیبی است که می تواند یک جفت الکترون مشترک اهدا کند. NH 3 و H 2 O نمونه هایی هستند. اکثر مولکول های آلی که حاوی اکسیژن و نیتروژن هستند می توانند به عنوان پایه های لوئیس به سمت اسیدهای به اندازه کافی قوی عمل کنند.
انواع فعل و انفعالات غیرکووالانسی تأثیر قابل توجهی بر خواص بیومولکولهای بزرگ دارند. پیوند هیدروژنی - تعامل جذاب بین یک اتم هیدروژن قطبی مثبت که به یک اتم اکسیژن یا نیتروژن با یک جفت الکترون مشترک در اتم O یا N دیگر پیوند دارد، به ویژه در شکل دادن پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک به شکل آنها بسیار مهم است.