06. Nukleofil, elektrofil szubsztitúció Kovalens kötésbe szerveződött mol. a vegyértékelektronok megosztása révén az atomok nemesgáz konfigurációja valósul meg => Lewis - modern kötéselmélet: hullámmechanika/kvantummechanika Heisenberg, Schrödinger - Schrödinger egyenlet az e- hullámtermészsetéből kiindulva difegyenletek megoldása után hullámfv.-t kapunk khí2 -> arányos az e- előfordulási val.-ségel - negoldásként s, p, d pályák, hullámfv. értéke +. -, 0 - még távol se nulla => olyan felületet tüntetünk fel, ahol 90%-os a valószínűség - csomófelület: az fv előjeletvált, energa kiszámolható - három szabály: - felépítési elv: mindig a legalacsonyabb pálya tölt. be - Pauli-elv: egy pályán csak két ellentétes spinű e- lehet - Hund-szabály: azonos energiájú pályák először egyesével töltődnek be - Schödringer egyenlet -> molekulapályák alakja, energiálya, egyszerű esetben -> többelektronos mol.-nál közelítő módszerek: molekulapálya elmélet, VB - nukleofil: magot kedvelő, elektronban gazdag, anionok OH-, Cl-, COO- aminek a negatív töltéstart. atomja a nuleofil centruma - elektrofil: elektronhiányos, kationok NO2+, H3O+, pozitív töltést viselő atom az elektrofil centrum - semleges mol.: szintén rendelkezhetnek nukleofil, elektrofil centrummal, magányos e- pár ... - kinetikai felv.: - molekularitás: AK-kialakulásában résztvevő molekulák száma pl: izomerizációban 1 a molekularitás - reakció rendűsége: kinetikai paraméter , reakció sebességének a koncentrációtól való függése (kísérleti úton állapítjuk meg) - csoportosítás molekularitás alapján: 1. A -> B (izomerizáció) unimolekuláris 2. A + B <-> C+D bimolekuláris 3. trimol. nem gyakori, 3 mol. kéne egyszerre találkoznia - termod. felv.: delta G°(standard szabadenergia vált.) negatív, exoterm, exergonikus delta G° pozitív endoterm, endergomónikus reakció - reakció feltételei: 1. szaadenergia csökkenés -> termod. feltétel 2. akt. energia leküzdése -> kinetikai felt. - katalizátor: reakció kinetikáját befolyásolják - elsőrendű kötések: - ionos - kovalens 160-500 kJ/mol -> nagyon erős - másodrendű kotések = intramolekuláris kölcsönhatások - önmagukba stabilis molekulák között játszódnak le - I. elektrosztatikus - II. diszperziós - 1. polária - 2. apoláris - Hidrogénkötés: (hidrogénhíd) - Hdonor és H akceptor kötött(O-H---OH) - H2O a leggyakoribb donor, akceptor - savas H donor + Lewis bázis (magányos e- pár) - intramolekuláris: két kül. molekula között alakoul ki - intermolekuláris: egy molekulán bellül alakul ki - néhány kJ/mol - 40 kJ/mol, DNS-fehérjék szerkezetében - dipól-dipól kölcsönhatás: - poláros molekulák egyenlőtlen e- elosuózlásuk miatt permanens dipólusként hatnak egymásra - gyengébbek, mint a H-hidak - 4-8 kJ/mol - anyagi tul. befolyásolhatja (aceton magas forráspontja) - ionok és dipólusok közt is lehet olyan (ionos vegy. oldhatóak acetonban) - van-der- waals - permanens dipólussal nem rendelkező molekulák ideiglenes dipólusá válhatnak az e- aszimetrikus elrendeződése miatt - átmenetileg dipólussá váló molekulák még több dipólust indukálnak - stabilizálódik a tölteltolódás, dipólus kölcsonhatás lép életbe - gyenge, különösen hosszú szénláncok esetében jelentős foszfolipid membránban az összetartást ők okozzák - kluszterek létrejötte - gyenge kölcsönhatások, additív jelenségekmiatt jelentőssé nőnek