Additionsreaktioner

loglady skrev:

Jag har en fråga angående reaktionsmekanismer, specifikt additionsreaktioner. 

En HBr molekyl ska adderas till den omättade kolföreningen propen. HBr molekylen är ju en stark dipol som konsekvens av dess elektronegativitet, så den drar ju åt sig den negativa laddningen, vilket gör att vätet får en något positiv laddning, med andra ord är vätet en elektrofil. Dubbelbindningen i propen är något negativt laddat och kan därför ses som en nukleofil. Propenmolekylens dubbelbindning gör en nukleofil attack på vätet i HBr. Br drar åt sig hela elektronparet och bildar en negativt laddad bromidjon.

Hit håller jag med.  Vätet blir positivt laddat och binder till den ena kolatomen. Båda elektronerna från dubbelbindningen behövs till enkelbindningen men väteatomen, Den andra kolatomen blir utan "den ena elektronen" och är därför positivt laddat, d v s det är en karbokatjon.

Vätet kan binda till första eller andra kolet. Dubbelbindningen är ju nu bruten och två kolatomer har varsin oparad elektron. Ena kolatomen kommer att binda till det som är kvar av HBr molekylen, alltså en proton av vätet. Här kommer det jag inte förstår; Det skapas en karbokatjon genom att det bildas en plusladdning vid den kolatom som inte band väteprotonen. Men, varför blir det en plusladdning? Den har ju en oparad elektron, så borde den delen vara negativt laddad? Den fjärde och sista valenselektronen binder ju inte till något, hur kan det bli en positiv laddning av detta? 

Här är ett svar och några förtydliganden:

loglady skrev:

Jag har en fråga angående reaktionsmekanismer, specifikt additionsreaktioner. 

En HBr molekyl ska adderas till den omättade kolföreningen propen. HBr molekylen är ju en stark dipol som konsekvens av dess elektronegativitet, så den drar ju åt sig den negativa laddningen, vilket gör att vätet får en något positiv laddning, med andra ord är vätet en elektrofil. Dubbelbindningen i propen är något negativt laddat och kan därför ses som en nukleofil.

Detta stämmer i princip, men det är inte vad som definierar denna typ av reaktion. Denna typ av reaktion är en elektrofil addition. En dubbelbindning är inte en nukleofil, utan en nukleofil är istället en förening som donerar ett elektronpar och bildar en bindning (t.ex. när ett av de fria elektronparen i hydroxidjonen OH- anfaller kolet i en aldehyd).

Propenmolekylens dubbelbindning gör en nukleofil attack på vätet i HBr.

Bildandet av elektrofilen, i ditt fall H+, är det som driver reaktionen och den dras till den elektronrika dubbelbindningen, som attackeras av denna elektrofil.

Br drar åt sig hela elektronparet och bildar en negativt laddad bromidjon. Vätet kan binda till första eller andra kolet.

Till vilket kol som vätet binder beror på reaktionen, och i detta fall är det en elektrofil addition så vätet kommer adderas till det kol med flest väten, d.v.s. kol 1. Detta är nog överkurs för Ke2, och beskrivs av Markovnikovs regel. , och beror på att den bildade karbeniumjonen är mycket mer stabil på kol 2.

Dubbelbindningen är ju nu bruten och två kolatomer har varsin oparad elektron. Ena kolatomen kommer att binda till det som är kvar av HBr molekylen, alltså en proton av vätet. Här kommer det jag inte förstår; Det skapas en karbokatjon genom att det bildas en plusladdning vid den kolatom som inte band väteprotonen. Men, varför blir det en plusladdning? Den har ju en oparad elektron, så borde den delen vara negativt laddad? Den fjärde och sista valenselektronen binder ju inte till något, hur kan det bli en positiv laddning av detta? 

När vätet från HBr adderas kommer det att hamna på kol 1, och den skapade nya bindningen mellan vätet och kol 1 består av ett av elektronparen från dubbelbindningen. Kol 2 förlorar på så vis den elektron detta kol donerade till denna bindning (antalet valenselektroner är på så vis nere på 3). På så vis skapas karbeniumjonen på kol 2, vilket är en förutsättning för att den bildade bromidjonen skall kunna skapa sin bindning till kol 2.

Okej! Tack så jättemycket för hjälpen. 

Vill bara se så att jag fattat det rätt nu; Från början, innan attacken sker. Har kol 1 och 2 givetvis 4 valenselektroner vardera. Kol 2 bidrar med en till kol 3, en till vätet och två till dubbelbindningen. Kol 1 bidrar med två till två väten, och två till dubbelbindningen. 

Br- har lämnat med den elektronen som från början tillhörde vätet, alltså är vätet endast en proton nu. Dubbelbindningen bryts, men eftersom att protonen behöver två elektroner för att binda "flyttas" två elektroner från dubbelbindningen ner och binder till vätet från HBr. Då kol 2 fortfarande binder till kol 1 måste en bindning upprättas mellan dem med en elektron från vardera kol. Kol 2 har då förlorat en valenselektron för att den bidrar till att binda vätet från HBr, detta resulterar i tre valenselektroner och alltså en positiv laddning där den fjärde valenselektronen saknas; en karbokatjon. ?? stämmer detta ??

Angående Markovnikovs regel står den med i boken, så jag tror inte det är särskilt mycket överkurs. Men visst är det så att det även kan bildas en primär karbokatjon om systemet kommer upp i tillräckligt mycket energi? (Men majoriteten av produkterna kommer resultera i att Br sätter sig på kol 2, eftersom att den reaktionen har lägre aktiveringsenergi. )

loglady skrev:

Okej! Tack så jättemycket för hjälpen. 

Vill bara se så att jag fattat det rätt nu; Från början, innan attacken sker. Har kol 1 och 2 givetvis 4 valenselektroner vardera. Kol 2 bidrar med en till kol 3, en till vätet och två till dubbelbindningen. Kol 1 bidrar med två till två väten, och två till dubbelbindningen. 

Br- har lämnat med den elektronen som från början tillhörde vätet, alltså är vätet endast en proton nu. Dubbelbindningen bryts, men eftersom att protonen behöver två elektroner för att binda "flyttas" två elektroner från dubbelbindningen ner och binder till vätet från HBr. Då kol 2 fortfarande binder till kol 1 måste en bindning upprättas mellan dem med en elektron från vardera kol. Kol 2 har då förlorat en valenselektron för att den bidrar till att binda vätet från HBr, detta resulterar i tre valenselektroner och alltså en positiv laddning där den fjärde valenselektronen saknas; en karbokatjon. ?? stämmer detta ??

Ja, detta stämmer.

Angående Markovnikovs regel står den med i boken, så jag tror inte det är särskilt mycket överkurs. Men visst är det så att det även kan bildas en primär karbokatjon om systemet kommer upp i tillräckligt mycket energi? (Men majoriteten av produkterna kommer resultera i att Br sätter sig på kol 2, eftersom att den reaktionen har lägre aktiveringsenergi. )

Markovnikovs regel är mer av en minnesregel för hur additioner sker, med t.ex. HBr.

Ja om reaktionen sker t.ex. vid hög temperatur kan detta ske. Om temperaturen är låg (på is eller  närapå) kommer additionen ske med carbeniumjonen på kol 2.

Det går även att få en mekanism för just HBr som går via en fri radikal, där bromiden adderas först och sedan protonen. Detta kan ske om det t.ex. finns en kontaminant som väteperoxid närvarande eller med syre från luften. Då reagerar den bildade bromradikalen med kol 1 och ger en radikal på kol 2, till vilket protonen adderas.

Intressant! 

Tack så oerhört mycket för hjälpen, jag har nu en djupare förståelse för reaktionsmekanismer.