Chimie organique: les alcanes, alcènes et alcynes; composés aromatiques

pKa de la liaison HC=-CH (=triple liaison)

25

Tension de chevauchement de 2 H

4 kJ/mol

Quelle hybridation des carbones qui forment les triples liaisons?

sp

Configuration d'un atome de C avec 3 orbitales sp2 et 1 p ?

trigonale plantaire entre les 3 sp2, l'orbitale p est perpendiculaire

Configuration d'un atome de C avec 4 orbitales sp3?

tétraèdre centré sur l'atome de C

Qu'est ce qui forme les orbitales sp2?

1 orbitale S et 2 orbitales P

Qu'est ce qui forme les orbitales sp3?

1 orbitale S et 3 orbitales P

Qu'est ce qui forme un orbitale sp?

1 orbitale s et 1 orbitale p

Synthèse des alcynes procédé en chauffant

1) chauffage d'un mélange de coke et de chaux => carbure de calcium et monoxyde de carbone 2) traitement du carbure de calcium avec de l'eau => acétylène et hydroxyde de calcium

Substitution nucléophile du deuxième ordre: profil énergétique et étapes

1) dissociation hétérolytique pour former un carbocation métastable et un anion 2) Réaction entre le carbocation et le nucléophile qui peut enfin l'attaquer

Substitution nucléophile du premier ordre: profil énergétique et étapes.

1) le nucléophile attaque le dérivé halogéné (électrophile) => Formation d'un complexe activé qui correspond à l'état de transition. 2) Ejection du halogène

Tension de chevauchement H3C-CH3

12 kJ/mol

Longueur de la liaison triple C=_C

120 pm

Longueur de la liaison C=C

134 pm (=1,34 A)

Longeur de la liaison entre 2 carbones du benzène (avec liaison de résonance)

139 pm

Longueur de la liaison C-C

154 pm

Energie de la liaison C-C

340kJ/mol = 85 kcal/mol

pKa de la liaison H2C=CH2

44

pKa de la liaison H3C-CH3

50

Tension de chevauchement H-CH3

6 kJ/mol

Groupe aliphatique: nom et abréviation

Alkyle R

groupe aromatique: nom et abréviation

Ar pour Aryle

Particularité du cyclohexane

C'est la molécule cyclique la plus courante + elle peut prendre une conformation "chaise" avec laquelle tous les angles C-C-C sont de 109,5° = très stable!

éthane structure et formule

C2H6

Propane structure et formule

C3H8

Groupe phényle

C6H5-

Groupe benzyle

C6H5CH2-

méthane structure

CH4

Exemples de nucléophiles (5)

Carboanions, halogènes, bases de Lewis, aromates, alcènes

Exemples de particules électrophiles (6)

Carbocations, atomes polarisés + dans une molécule, H+, Halogènes, bases de Lewis et éléments avec des liaisons carbonyles = Prennent les électrons

Définition d'un carbocation primaire

Carbone positif qui porte 1 reste autre que H

Définition d'un carbocation secondaire

Carbone positif qui porte 2 restes autres que H

Définition d'un carbocation tertiaire

Carbone positif qui porte 3 restes autres que H

Formule générale des alcènes

CnH2n

Formule générale des alcanes

CnH2n+2

Formule générale des alcynes

CnH2n-2

Formule générale des cycloalcanes

Comme les alcènes: CnH2n

Isomères structuraux définition

Composés ayant la même formule chimique mais ayant un arrangement structural différent.

Comment on appelle une réaction d'élimination avec intermédiaire?

E1

Comment on appelle une réaction d'élimination sans intermédiaire?

E2

Comment varie l'acidité d'une liaison?

En fonction de l'hybridation du carbone lié: s'il y a un grand % d'orbitales s alors la liaison est plus acide. (par exemple pour alcyne on a des hybridations sp, donc ça fait 50% de s; c'est plus acide que pour les alcènes qui ont sp2 donc un % de 33,33% s)

Isomérie de l'éthane selon la projection de Newman

Il faut regarder la molécule le long de l'axe C-C et comparer la position des H les plus profonds. H les uns sur les autres: conformation épileptique H décalés: conformation gauche

Qu'est ce qui rend les molécules aromatiques très stables?

La résonance des électrons délocalisés (car ça rend la molécule basse en énergie)

Stéréoisomérie définition

La stéréoisomérie traite des molécules dont les atomes sont liés les uns aux autres dans le même ordre mais diffèrent par leur disposition dans l'espace

Qui sont des composés aromatiques ?

Le benzène et ses dérivés

Que nous donne l'Oktanzahl?

Le pourcentage d'alcanes ramifiés dans l'essence.

Formule générale de la combustion des alcanes

Les alcanes sont utilisés comme combustibles

xylène structure

Les groupes méthyle peuvent être sur différentes positions (o,p ou m)

Différence entre isomère conformationnels et isomères de configuration

Les isomères de configuration ne peuvent pas tourner autour des axes C-C et ne sont donc pas interconversibles par rotation

Différence alcanes linéaires et ramifiés dans l'essence

Les linéaires forment des radicaux instables qui réagissent et abîment le moteur. Les ramifiés forment des radicaux stables.

Quels sont les solvants qui favorisent les réactions SN1? Et les SN2?

Les solvants protiques (libèrent des H+) et polaires vont favoriser des SN1 Les solvants polaires et aprotiques vont favoriser les SN2

Règle de Markovnikov

Lors d'une addition d'un alcène et d'un réactif dissymétrique, la partie électropositive du réactif se fie sur le carbone de la double liaison qui est lié au plus grand nombre d'hydrogènes

Manière la plus simple de former un carbocation?

Par rupture hétérolytique (l'un des deux fragment emmène avec lui la paire d'électrons) entre un carbone et un élément plus électronégatif.

Définition nucléophile

Partenaire de réaction qui donne une paire d'électrons pour la réaction (=création d'une nouvelle liaison) -Souvent chargé - ou polarisé - Avec au moins une paire d'électrons libres =donne les électrons

Energie des différents isomères du n-butane

Pour l'énergie entre gauche et éliptique (petite énergie) Fromm avait donné 14,6 kJ/mol

Pourquoi les cycles se plissent?

Pour pouvoir prendre des angles proches des angles parfaits que leur demandent leurs hybridations

Profil énergétique de synthétisation des alcènes par élimination d'eau avec étape intermédiaire

Première montagne: dissociation en anion et carbocation L'état intermédiaire est un carbocation relativement stable. Deuxième montagne: protonisation

Nomenclature des aromatique selon la position

S'il y a deux substituant sur l'arène, il existe 3 structures isomères possibles que l'on distingue avec les préfixes ortho; méta, et para,- S'il y a plus de 2 substituants, il faut numéroter les carbones de l'arène en commençant par celui qui donne son nom (celui du haut en général)

Enthalpie de réaction pour séparer deux alcanes: rupture hétérolytique

Séparation du chloro-diméthyl butane en carbocation et chlorure

Enthalpie de réaction pour séparer deux alcanes: rupture homolytique

Séparation entre H3C-CH3 = 360 kJ/mol

Que sont les composés aliphatiques?

Tous les composés organiques à l'exception des aromatiques

2 alcynes naturels fréquents

Tremonine Capilline

Que forme une molécule gauche par élimination d'eau ?

Une molécule cis C'est peu courant car les produits gauches étant instables, ils sont relativement rares.

Que forme une molécule anti par élimination d'eau?

Une molécule trans

isomérie cis-trans principe

définit la position des groupements les uns par rapport aux autres: - S'ils sont du même côté du cycle c'est un isomère cis - S'ils sont du côté opposé du cycle c'est un isomère trans

Configuration d'un atome avec 2 orbitales sp?

elles s'allient à 180 degrés dans l'axe C-C

n-butane éclipsé

en partie éclipsé ici. Serait complètement éclipsé si les groupement CH3 étaient côté-à-côte

énergie de la liaison C=C

environ 600kJ/mol

Combustion des alcanes est...

exothermique

Isomères du pentane

i-pentante= 2-méthyl-butan Néopentane= t-pentane= tétra-méthyl-méthane

Evolution de la stabilité des carbocations

la stabilité augmente de 60 kJ/mol par groupement méthyle ajouté

Electrophilie définition

masse abstraite de la capacité quant des particules électrophiles à réagir avec des molécules très électronégatives.

Isomérie de structure définition

molécules qui ont la même formule mais une configuration dans l'espace différente

Moyen de synthétisation des alcènes

par élimination d'eau sur un alcool