Στην αλογόνωση των αλκανίων οι αντιδράσεις σε θερμοκρασία δωματίου είναι αργή στο σκοτάδι, ενώ το γρήγορο ηλιακό φως γιατί;

Η αλογόνωση των αλκανίων είναι μια αντίδραση που περιλαμβάνει την υποκατάσταση ενός ατόμου υδρογόνου σε αλκανό με άτομο αλογόνου. Αυτή η αντίδραση είναι συνήθως αργή σε θερμοκρασία δωματίου στο σκοτάδι, αλλά επιταχύνεται δραματικά στο φως του ήλιου. Εδώ είναι γιατί:

Μηχανισμός αλογονισμού

Η αλογόνωση των αλκανίων προχωρά μέσω μιας αλυσιδωτής αντίδρασης μηχανισμός. Αυτός ο μηχανισμός αποτελείται από τρία βασικά βήματα:

1. Η αντίδραση αρχίζει με την ομολυτική διάσπαση του μορίου αλογόνου (x 2 ) με φως ή θερμότητα, σχηματίζοντας δύο άτομα αλογόνου (x •).

2. διάδοση: Το άτομο αλογόνου (x •) αντιδρά με ένα μόριο αλκανίου, αφαίρεση ενός ατόμου υδρογόνου για να σχηματίσει μια ρίζα αλκυλίου (r •) και ένα αλογονίδιο υδρογόνου (HX). Αυτή η ρίζα αλκυλίου αντιδρά στη συνέχεια με ένα άλλο μόριο αλογόνου για να σχηματίσει ένα αλογονοαλκάνιο και ένα άλλο άτομο αλογόνου, συνεχίζοντας την αλυσιδωτή αντίδραση.

3. Τερματισμός: Η αλυσιδωτή αντίδραση τερματίζεται όταν δύο ρίζες συνδυάζονται για να σχηματίσουν ένα σταθερό μόριο.

Ο ρόλος του ηλιακού φωτός

* Εισαγωγή ενέργειας: Το ηλιακό φως παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για να ξεκινήσει η αντίδραση. Η ενέργεια από το φως του ήλιου σπάει ομολυτικά τον ομοσπονδιακό, παράγοντας τις ελεύθερες ρίζες που απαιτούνται για την έναρξη της αλυσιδωτής αντίδρασης.

* αυξημένο ρυθμό: Η υψηλότερη εισροή ενέργειας από το ηλιακό φως αυξάνει τον ρυθμό του βήματος έναρξης, οδηγώντας σε μεγαλύτερη συγκέντρωση ριζοσπαστών. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα πολύ ταχύτερο συνολικό ρυθμό αντίδρασης.

Γιατί να επιβραδύνετε στο σκοτάδι

* Έλλειψη εκκίνησης: Στο σκοτάδι, τα μόρια αλογόνου στερούνται την ενέργεια για να σπάσουν τους δεσμούς τους και να σχηματίσουν ρίζες. Χωρίς ρίζες, η αλυσιδωτή αντίδραση δεν μπορεί να ξεκινήσει.

* Χαμηλή ενέργεια: Ακόμη και αν υπάρχουν μερικές ριζοσπάστες από άλλες πηγές, η χαμηλή ενέργεια σε θερμοκρασία δωματίου στο σκοτάδι κάνει τα βήματα διάδοσης αργά, οδηγώντας σε μια πολύ αργή συνολική αντίδραση.

Περίληψη

Η αλογόνωση των αλκανίων είναι μια αντίδραση ελεύθερων ριζών που απαιτεί ενέργεια για να ξεκινήσει. Το ηλιακό φως παρέχει την απαραίτητη ενέργεια για να σπάσει τον δεσμό αλογόνου-μισού, ξεκινώντας την αλυσιδωτή αντίδραση. Στο σκοτάδι, η έλλειψη ενέργειας εμποδίζει αυτή την έναρξη, με αποτέλεσμα μια πολύ πιο αργή αντίδραση.