Практикум: механизмы и энергетика

Энергетика

Практикум собирает всю тему. Сначала задачи на первые два вопроса о реакции — выгодна ли она и как быстро идёт.

Как решать задачи на энергетику

1. \(K = e^{-\Delta G/RT}\); 5,7 кДж/моль — множитель 10 при 298 К.
2. \(\Delta H = \sum E_{\text{разорв}} - \sum E_{\text{образ}}\).
3. \(E_a^{\text{обр}} = E_a - \Delta H\).

Механизмы

Третий вопрос — как именно идёт реакция. Ответ на него — механизм, и разбирают его всегда в одном порядке.

Как разбирать механизм

1. Найдите нуклеофил и электрофил каждой стадии.
2. Назовите шаг: атака, уход, перенос протона, перегруппировка.
3. Лимитирующая стадия — самое высокое ПС; по Хэммонду оно похоже на ближайший по энергии интермедиат.

Итоги седьмой темы

Тема дала инструменты, которыми разбирают любую реакцию. Энергия Гиббса показывает, выгодна ли реакция и где установится равновесие; энергия активации — как быстро реакция идёт; механизм — как именно: какие связи рвутся и образуются, через какие интермедиаты и переходные состояния. Нуклеофил отдаёт пару электронов, электрофил её принимает; ионные механизмы складываются из четырёх элементарных шагов; скорость задаёт самый высокий барьер, а постулат Хэммонда связывает строение переходного состояния с устойчивостью интермедиата. В следующей теме эти понятия заработают на первом большом классе реакций — нуклеофильном замещении у галогенпроизводных, механизмах \(S_N2\) и \(S_N1\).