Download - Curs 1 sem1

Transcript
Page 1: Curs 1 sem1

Disciplina Chimie OrganicăDisciplina Chimie Organică

Cadre didacticeConf. Dr. Valeria RădulescuConf. Dr. Farmacist Teodor Octavian NicolescuŞef Lucrări Dr. Ştefania BărbuceanuŞef Lucrări Dr. Laura SoceaAsistent Dr. Farmacist Theodora Apostol

CercetătoriIng. Dr. Lucian IscrulescuChimist Drd. Diana Carolina Ilieș

Cadre auxiliareAsistent farmacie Liliana DumitrescuLaborant Florica Ambruș

Page 2: Curs 1 sem1
Page 3: Curs 1 sem1

Prof. Dr. Ioana ȘarametProf. Dr. Mircea IovuConf.Dr. Valeria Rădulescu

Page 4: Curs 1 sem1

Programa analiticPrograma analiticăă 201 20133-201-20144CursCursul deul de Chimie Organic Chimie Organicăă

Semestrul I - 3 ore/săptămână 14 săptămâni

Semestrul II - 3 ore/săptămână 14 săptămâni

Total - 90 ore

Cursul de Chimie organică al studenţilor anului II se finalizează cu examen scris, în sesiunile de iarnă şi vară, precedat de examene practice și colocvii.

Activitatea de laborator (10 %) și examenul practic (10%) vor reprezenta 20 % din nota finală, iar examenul scris 80 %.

Page 5: Curs 1 sem1

I. Introducere în chimia organicăII. Structura şi proprietăţile fizice ale compuşilor organici1. Metode de separare şi purificare a compuşilor organici2. Caracteristicile fizice ale compuşilor organici3. Analiza elementală şi structurală a compuşilor organici3.1. Analiza elementală3.2. Metode spectrale de analiză3.3. Spectrometria de absorbţie în UV-Vizibil3.4. Spectrometria de absorbţie în IR3.5. Spectrometria de rezonanţă magnetică nucleară3.6. Spectrometria de masă3.7. Interacţii electronice în compuşii organici şi mecanisme de reacţie

Programa analiticPrograma analiticăă 2012-2013 2012-2013semestrul Isemestrul I

Page 6: Curs 1 sem1

Programa analiticPrograma analiticăă 2012-2013 2012-2013semestrul Isemestrul I

III. Hidrocarburi1. Alcani2. Cicloalcani şi policicloalcani3. Alchene4. Alchine5. Alcadiene6. Hidrocarburi aromatice, complecși cu transfer de sarcină7. Radicali liberi ai hidrocarburilorIV. Compuși monofuncţionali1.Compuși halogenați2.Alcooli, enoli3.Fenoli4.Eteri5.Compuși carbonilici

Page 7: Curs 1 sem1

Structura compuStructura compușșilor organiciilor organici

Chimia organică Chimia organică - chimia carbonului (definiție inexactă)- chimia hidrocarburilor și a derivaților acestora

Structura chimică Structura chimică – definită de Aleksandr Butlerov (1861) ca “modul de legare al atomilor și felul în care aceștia se influențează reciproc”.

Aleksandr Butlerov(1828-1886)

Page 8: Curs 1 sem1

Acad.Acad.Prof.Dr. Prof.Dr. Constantin Istrati Constantin Istrati (1850-1918)(1850-1918)

- Membru titular al Academiei Române (1899) și președinte al acesteia în perioada 1913-1916- Fondator al Facultății de Chimie din București- Autor al primei lucrări de NomenclaturNomenclaturăă îîn n Chimia OrganicChimia Organicăă- A obținut doctoratul în chimiedoctoratul în chimie, la Paris, după 3 ani de cercetări îndrumate de profesorii Adolphe Würtz și Charles Friedel- Ministrul Lucrărilor Publice în Guvernul George Gr. Cantacuzino (11 aprilie 1899 – 6 iulie 1900)- Ministrul Agriculturii, Industriei, Comerțului și Domeniilor în Guvernul George Gr. Cantacuzino (22 decembrie 1904 - 12 martie 1907)

Page 9: Curs 1 sem1

Metode de separareMetode de separare/analiză/analiză şi purificare şi purificare a compuşilor organici a compuşilor organici

Alegerea metodei de separare/purificare ține cont de: -natura amestecurilor -proprietăţile fizico-chimice ale componentelor

Metode mecaniceMetode mecanice:-filtrarea, decantarea, sifonarea, centrifugarea,

ultracentrifugarea (pentru compuși solizi)Metode fiziceMetode fizice:

-recristalizarea (pentru compuși solizi)-distilarea (pentru compuși lichizi sau solizi)-extracția cu solvenți (pentru compuși gazoși, lichizi sau

solizi)-sublimarea

Metode chimiMetode chimiccee:-presupun transformări chimice pentru a separa din

amestecuri anumiți compuși organiciMetode biochimiceMetode biochimice

Page 10: Curs 1 sem1

Metodă de separare și analiză a compuşilor din amestecuri bazată pe distribuţidistribuţiaa diferenţiat diferenţiatăă a acestora între două faze:

-o fază imobilă fază imobilă sau staţionarăstaţionară (fixăfixă)-şi o fazăfază mobilă mobilă sau purtătoarepurtătoare, care o străbate pe primaFaza mobilă (eluentuleluentul) antrenează componentele amestecului cu

viteze diferite în funcție de mai mulți parametri.

CROMATOGRAFIACROMATOGRAFIA

Metode cromatograficeMetode cromatografice

Faza mobilăFaza mobilă

Faza stationarăFaza stationară TehnicăTehnicăFenomenFenomen

Gaz

Lichid

Solid

Lichid

Solid

Gel

Schimbător de ioni

Grupă funcțională legată chimic pe un suport

Adsorbție

Repartiție

Cromat.pe coloană

GC

Adsorbție

Permeație de gel sau excluziune sterică

CSSCH

Cromat. pe coloană deschisă

Schimb ionic

Repartiție / adsorbție

HPLCLC

Cromat. pecoloană

Page 11: Curs 1 sem1

Cromatografia pe coloană deschisă Cromatografia pe coloană deschisă

- Termenul de cromatografiecromatografie introdus de Ţvet (1906)

- Coloană de sticlă: d = 1-1,5 cm, l = 10-20 cm

- Fază staţionară Fază staţionară (adsorbant sau fază lichidă chimic

legată pe suport inert)

- Faza mobilă Faza mobilă se mai numeşte şi eluenteluent, iar procesul

de curgere a eluentului prin coloană se numeşte

eluţieeluţie..

- Compuşii care interacţionează mai puternic cu faza staţionară vor parcurge coloana

mai încet; primii eluaţi de pe coloană vor fi compuşii care interacţionează mai puţin

cu faza staţionară. - La ieşirea din coloană se colectează în vase diferite fracţiunile de eluent care conţin compuşii separaţi.

Coeficientul de distribuție Coeficientul de distribuție exprima distributia componentelor amestecului intre cele doua faze, pe baza concentratiilor in faza mobila respectiv in faza stationara.

Page 12: Curs 1 sem1

Mihail Țvet(1872–1919)

chimist-fizician și botanist

Page 13: Curs 1 sem1

Cromatografia în strat subţireCromatografia în strat subţire (CSS) (CSS)

Faza staţionarăFaza staţionară: plăci de sticlă acoperite cu un adsorbant cu suprafaţă specifică mare (silicagel, alumină), un gel sau o fază staţionară lichidă depusă pe un suport.

Faza mobilă Faza mobilă sau developantuldevelopantul: este un solvent sau un amestec de solvenţi.

DevelopareaDeveloparea: separarea com-ponenţilor pe placă prin migrarea diferenţiată a acestora, prin capilaritate, sub acţiunea develo-pantului.

D

dR f

Cromatoplaca

VizualizareaVizualizarea spoturilor pe cromatoplacă se poate face direct, pentru compuşii care absorb în vizibil, în lumină ultravioletă pentru compuşii care absorb în UV sau cu reactivi de culoare adecvaţi.

Pentru determinări cantitative se foloseşte densitometria.densitometria.

Page 14: Curs 1 sem1

Cromatografia în Cromatografia în fază gazoasăfază gazoasă (GC) (GC) poate fi aplicată doar compușilor volatili Faza mobilăFaza mobilă - gaz inert de puritate ridicată compatibil cu detectorul utilizat (H2, He, N2, amestec Ar + CH4) Faza staFaza stațționarionarăă – adsorbant solid adsorbant solid (cromatografie gaz-solid / de adsorbție) - lichid depus pe un suporlichid depus pe un suportt inert inert (cromat. gaz-lichid / de repartiție)

Gaz purtător

Coloană

Injector Detector

Sistem de înregistrare şi prelucrare a datelor

Probă

Termostatare

Page 15: Curs 1 sem1
Page 16: Curs 1 sem1

CromatogramaCromatograma

Mărimi de reţinere Mărimi de reţinere

Performanţa de separare Performanţa de separare selectivitatea, eficacitateaselectivitatea, eficacitatea (numărul de talere teoretice talere teoretice ale coloanei) rezoluţiarezoluţia

tR = timpul de reținere totaltm = timpul “mort”t’r = timpul de reținere ajustat

ttRR = t = tmm + t’ + t’RR

Page 17: Curs 1 sem1

Coloane umplute:Coloane umplute:-Tuburi de otel sau sticla cu diametrul interior între 1 şi 5 mm (50 mm pentru coloane preparative).-lungimea : între câteva zeci de centimetri şi 4–5 metri.

Coloane cromatografice - GC

- Coloane umplute- Coloane capilare

Page 18: Curs 1 sem1

Cromatografia Cromatografia îîn fazn fazăă ggazoasazoasă,ă, de adsorbţie de adsorbţie

Faza staFaza staţţionarionarăă: un adsorbant solid ca alumină, silicagel, cărbune activ, sită moleculară, negru de fum grafitizat, polimeri poroşi etc.

Avantajele cromatografiei de adsorbţieAvantajele cromatografiei de adsorbţie: - compatibilitatea cu detectorii specifici; - stabilitatea fazei staţionare pe domenii largi de temperatură; - selectivitate ridicată pentru stereoizomeri; - viteză de analiză ridicată.

Page 19: Curs 1 sem1

Cromatografia Cromatografia îîn fazn fazăă gazoas gazoasă,ă, de repartiţiede repartiţie

Faza staFaza stațționarionarăă - un lichid depus pe un suport dezactivat; procentul de fază staţionară pe suport: între 0,25 % şi 10 (coloane analitice) și până la 40 (preparative).

Coloane umplute Coloane umplute - numărul de talere teoretice talere teoretice între 500 – 4.000 Coloane capilare Coloane capilare - tuburi de oţel sau sticlă cu diametrul interior între

30 – 500 m şi lungimi între 1 şi 100 m; faza staţionară este depusă pe peretele interior al coloanei.

- cele mai utilizate - cele cu faza staţionară legată chimic sau cu fază staţionară reticulată.

- numărul de talere teoretice talere teoretice între 50000 şi 1.000.000.

Page 20: Curs 1 sem1

RolRol - evidenţiază calitativ şi determină cantitativ componenţii probei la ieşirea din coloana cromatografică.

Conditii:Conditii:- sensibilitate ridicatăsensibilitate ridicată- domeniu de liniaritateliniaritate larg;- răspuns la o varietatevarietate de compuşi, dar şi selectivitateselectivitate pentru anumite clase de substanţe chimice; - stabilitatestabilitate ridicată la modificările unor parametrii experimentali (temperatură, debitul gazului purtător, etc.).

Detectori utilizaţi în cromatografia în Detectori utilizaţi în cromatografia în fază gazoasăfază gazoasă

Domeniul de liniaritate Domeniul de liniaritate - domeniul de concentraţii în care răspunsul detectorului variază liniar cu concentraţia componenţilor probei.

Un detector are caracter universalcaracter universal dacă răspunde la o mare varietate de compuşi chimici (ex. catarometrul).

Un detector are caracter selectiv caracter selectiv dacă prezintă un răspuns ridicat pentru o anumită clasă de compuşi (detectori specifici).

Page 21: Curs 1 sem1

Detectorul de conductibilitate termică (catarometrul)– detector universal

Detectorul cu ionizare în flacără alcalină - detector specific folosit la analiza compuşilor cu N şi P, analiza medicamentelor.

Detectorul flamfotometric - detector specific care serveşte la analiza compuşilor cu S şi P.

Detectorul cu captură de electroni - detector specific folosit la analiza compuşilor ce conţin atomi cu electronegativitate mare (mai ales halogeni).

Spectrometrul de masă – universal (răspunde la masa moleculară a compusului) şi în acelaşi timp specific (SM este o caracteristică a fiecărui compus)

Detectori utilizaţi în cromatografia în Detectori utilizaţi în cromatografia în fază gazoasăfază gazoasă

Page 22: Curs 1 sem1

Cromatografia de lichide la presiune Cromatografia de lichide la presiune ridicată (HPLC)ridicată (HPLC)

HPLC – “High-performance liquid chromatography”, “high-pressure liquid chromatography”

componenţii amestecului de separat interacţionează atât cu faza staţionară cât şi cu faza mobilă;

fazele staţionare sunt mult mai diverse decât în gaz-cromatografie; pe lângă procesele de adsorbţie şi repartiţie se folosesc tehnici de schimb ionic, excluziune sterică, schimb de liganzi, transfer de sarcină;

Separarea se realizează de obicei la temperatura camerei (riscul descompunerii substanţelor termolabile este eliminat);

Cromatografia de lichide la presiune ridicata este varianta modernă a cromatografiei de lichide pe coloana deschisă (,,viteză ridicată”, ,,rezoluţie ridicată”, ,,performanţă ridicată”).

Page 23: Curs 1 sem1

LC-MS

Page 24: Curs 1 sem1

LC-MS-MS

Page 25: Curs 1 sem1

ColoanaColoana- lungimea de 5 – 25 cm şi diametrul interior de 4 – 5 mm, confecţionate din oţel inoxidabil.

DetectorulDetectorul- detectorul cu indice de refracţie- detectorul cu absorbţie în ultraviolet şi vizibil- detectorul fluorimetric- detectorul cu absorbţie în infraroşu- spectrometrul de masă

Componentele unui HPLCComponentele unui HPLC

Page 26: Curs 1 sem1

Tehnici ale cromatografiei de lichide la Tehnici ale cromatografiei de lichide la presiune ridicatpresiune ridicatăă (HPLC) (HPLC)

În funcţie de tipul de fază staţionară folosit:

a) cromatografia de adsorbţie; b) cromatografia de repartiţie cu fază normală; c) cromatografia de repartiţie cu fază inversă; d) cromatografia cu schimbători de ionicromatografia cu schimbători de ioni; e) cromatografia prin perechi de ioni; f) cromatografia cu schimb de liganzi; g) cromatografia de excluziune stericăcromatografia de excluziune sterică.

Page 27: Curs 1 sem1

Cromatografia de adsorbţie

- Faza staţionară - gelul de silice sau gelul de alumină cu suprafaţă specifică între 200 şi 600 m2g

- Fază mobilă: hexan, izooctan, ciclohexan în amestec binar sau ternar cu izopropileter, CHCl3, CH2Cl2, CH3OH

Cromatografia de repartiţieCromatografia de repartiţie cu faza normală (clasică) - faza staţionară polară (-CN, -NH2) şi faza mobilă nepolară sau slab polară (hexan în amestec cu cantităţi mici de solvent polar: acetonitril, CH3OH, CHCl3);

Cromatografie de repartiţie cu fază inversă - faza staţionară nepolară (grupa alchil legată pe gel de silice sau polistiren - divinilbenzen) şi faza mobilă polară (H2O – CH3OH, H2O - acetronitril).

Tehnici ale cromatografiei de lichide la presiune ridicată (HPLC)

Page 28: Curs 1 sem1

Cromatografia cu schimbători de ioni

Umplutura coloanei constă dintr-un schimbător de cationi (cationit ) sau schimbător de anioni (anionit)

Umplutura coloanei care schimbă cationi are o grupă funcţională –SO3H, legată pe un suport inert; Eluentul - soluţie de HCl sau soluţia unui acid organic tare (acid cloroacetic)

++ H+

R SO3-M

+M

+R SO3

-H

+

Ca schimbător de anioni se poate folosi o sare de amoniu; eluentul- soluţie apoasă de carbonat acid de sodiu:

++ HCO3-

[R NR3]+A

-A

-[R NR3]+HCO3

-

Separarea componenţilor din proba de analizat se face pe baza afinităţii diferite a acestora faţă de schimbătorul de ioni.

Tehnici ale cromatografiei de lichide la presiune Tehnici ale cromatografiei de lichide la presiune ridicatridicatăă (HPLC) (HPLC)

Page 29: Curs 1 sem1

Cromatografia prin excluziune stericăCromatografia prin excluziune sterică

- Faza staționară este un gel dextranic reticulat sau gel polistirenic reticulatgel dextranic reticulat sau gel polistirenic reticulat- separarea se realizează pe baza diferenţei de masă moleculară a componenţilor din amestec.

A. Cromatografia prin gel-filtrare- aplicată la separarea compuşilor solubili în apăaplicată la separarea compuşilor solubili în apă, foloseşte ca fază staţionară geluri dextranice, iar ca eluenţi soluţii apoase.

B. Cromatografia prin permeaţie de gel- se aplică la separarease aplică la separarea compuşilor lipofilicompuşilor lipofili, insolubili în apă, pe coloane cu geluri de tip polimer poros şi eluţie cu solvenţi organici de polaritate redusă.

Page 30: Curs 1 sem1

Analiza organică elementală calitativăAnaliza organică elementală calitativă

Compuşii organici sunt alcătuiţi din elemente organogeneelemente organogene: carbon, hidrogen, oxigen, azot, sulf, halogeni, fosfor.

Identificarea C şi H

(C, H) CuO CO2 H2O + Cu

Identificarea N, S şi X prin metoda Lassaigne

Substanta (C, H, N, S, X) + Na

NaCN

NaX

Na2S

FeSO4 Na4[Fe(CN)6]H2SO4 Fe4[Fe(CN)6]3

Pb(CH3COO)2

AgNO3

PbS

AgX

,

Identificarea P şi As

H3PO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21HNO3 = (HN4)3(PMoO40) + 21NH4NO3 + 12H2O

Page 31: Curs 1 sem1

Analiza organică elementală cantitativăAnaliza organică elementală cantitativă

ScopScop: determinarea formulei procentuale-Se pot determina: C, H, N, S, X-Oxigenul se determina prin diferenta.-Se folosesc cantitati relativ mici de proba.

Tehnici: - metoda Liebig (1830)- metoda Pregl (1912)-metoda Dumas-Pregl metoda Dumas-Pregl pentru determinarea N (sub

forma de N2-colectat in azotmetru; ex. det. aminoacizilor)

O2

700-9000 C

Cuptor electric

Tub de cuart

CO2

H2ON2

SO2, SO3

X

nacela Proba de analizatOxid de cupruCromat de plumb

H2SO4

AgX

Combustia se face cu oxid de cupru in atmosfera de CO2

met. Van Slike

Page 32: Curs 1 sem1

Analizoare automate pentru determinarea principalelor Analizoare automate pentru determinarea principalelor elemente organogene: C, H, N, Selemente organogene: C, H, N, S

Principiul metodeiPrincipiul metodei

• Probele în nacele de staniu se supun combustiei la 1.200°C , în atmosferă de He şi O2 în prezenţă

de catalizatori, cum ar fi W2O3,

Co2O3, amestec de MnO2 şi oxid de

tungsten (sector de oxidare).

• C, H, N, S se transformă în CO2, H2O, N2, NO, NO2, SO2, SO3, iar X se transformă în compuşi volatili.

• Sub acţiunea Cu, in sectorul de reducere la 850°C, are loc reducerea oxizilor de azot la N2, SO3 la SO2, iar O2 în exces este reţinut.

• Gazele de combustie sunt separate pe coloana cromatografică şi detectate cu ajutorul unor detectoare (detector de conductibilitate termică pentru CO2, N2, H2O şi SO2).

• Compuşii halogenaţi volatili sunt reţinuţi pe vata de argint.

Schema de principiu a unui analizor elemental

Page 33: Curs 1 sem1

Analiza funcAnaliza funcţionalăţională

FFunctiune organicaunctiune organica, clasa functionala , clasa functionala - totalitatea compusilor organici care contin aceeasi grupa functionala, legata de un radical organic hidrocarbonat alchil sau aril.

Analiza funcţională calitativă - permite stabilirea naturii grupelor funcţionale prin reacţii specifice

Analiza funcţională cantitativă - stabileşte numărul de grupe funcţionale de un anumit tip pe baza reacţiilor specifice ale acestora

GrupeGrupe functionalefunctionale – unul sau mai multi atomi care determina anumiteproprietati fizice si chimice specifice; -X, -OH, -COOH, -NH2 etc.

Page 34: Curs 1 sem1

Proprietăţi fizice ale compuşilor organici

După izolarea şi purificarea substanţelor organice este necesară verificarea purităţii acestora prin invariabilitatea, după două purificări succesive, a unor mărimi şi proprietăţi fizice ca: temperatura de fierbere, temperatura de topire, densitatea, indicele de refracţie, momentul de dipol, puterea optică rotatorie, spectrele de absorbţie, spectrele de masă.

Dacă la repetarea operaţiilor de purificare a unor substanţe valoarea constantelor fizice nu se schimbă, substanţa poate fi considerată pură.

Page 35: Curs 1 sem1

Proprietăţi fizice ale compuşilor organici

• criteriu de puritate şi identitate criteriu de puritate şi identitate pentru compuşii organici lichizi; • se determina tinand cont de presiunea atmosferica• în aceeaşi serie omoloagă serie omoloagă punctul de fierbere creşte cu creşterea

masei moleculare• izomerii cu catenă ramificată au punctul de fierbere mai scăzut decât

cei cu catenă normală• izomerii cis au în general puncte de fierbere mai mari decât izomerii

trans;• Compuşii cu molecule asociate sau puternic polare au punctele de

fierbere anormal de ridicate (alcooli, fenoli, acizi carboxilici etc.)

Temperatura de fierbere (Temperatura de fierbere (punct de fierberepunct de fierbere) ) - temperatura la care tensiunea de vapori a unui lichid este egală cu presiunea atmosferică.

Page 36: Curs 1 sem1

• O substanţă organică cristalină şi pură are un pp.t..t. bine definit şi constant la presiune constantă.

• Prezenţa impurităţilor determină o creştere a intervalului de topire si scaderea t.t.t.t.

• Unele substanţe organice nu au p.t.p.t. net (sărurile acizilor şi bazelor organice, grasimile)

• Depresiunea p.t.p.t. mixt al unui amestec de doi compuşi cu tt..tt.. identice certifică neidentitatea celor doi compuşi

• Într-o serie omoloagă pp.t. .t. cresc de obicei cu creşterea masei moleculare, dar există şi excepţii.

• Simetria moleculei influenţează pp.t..t.

Temperatura de topire - temperatura la care un compus solid trece în stare lichidă la presiunea de 760 mm Hg.

Aparate

Boetius

Buchi

Page 37: Curs 1 sem1

V

m d

Raportul dintre masă şi volum

variază cu temperatura şi presiunea.poate da indicaţii asupra structurii compuşilor organici

(dintre două substanţe izomere, are d mare cea cu catenă ramificată sau ciclică).

dalcani < dalchene < dalchine

poate servi drept criteriu de puritate pentru o substanţă organică, prin compararea valorii măsurate cu cea cunoscută pentru substanţa respectivă.

DensitateaDensitatea

Page 38: Curs 1 sem1

Stabilită faţă de apă, se determină cântărind direct două volume egale, de substanţă şi apă, la o anumită temperatură. Raportul obţinut se corectează cu un coeficient care ţine seama de diferenţa între densitatea apei la temperatura de lucru şi densitatea apei la 4°C (densitatea apei este maximă la 4°C).

204d - densitatea substanţei la 20°C faţă de a apei la 4°C

99833,0m

md

apa

proba204

Densitatea relativDensitatea relativăă

Page 39: Curs 1 sem1

Raportul dintre sinusul unghiului de incidenţă şi sinusul unghiului de refracţie:

rsin

isin n

- proprietate caracteristică fiecărei substanţe- valoarea sa este un criteriu de puritate- n n pentru compuşii organici lichizi este cuprinsă între 1,3 şi 1,8, iar pentru

cei solizi până la 2,5.- variază cu lungimea de undă a luminii şi cu temperatura şi de aceea se lucrează la temperatură constantă (20C) şi cu lumină monocromatică (linia D a sodiului cu = 5893 Å); se notează cu:

20Dn

Indicele de refracţie (n) Indicele de refracţie (n)

Page 40: Curs 1 sem1

Momentul de dipolMomentul de dipol

- momentul de dipol (măsurat în Debye);Q - mărimea unei sarcini electrice (u.e.s.), sarcina

elementară a unui electron sau proton = 10-10 ues;l - distanţa dintre sarcini (Å)

Un sistem format din două sarcini electrice punctiforme, egale şi de semn contrar, aflate la o anumită distanţă, este denumit dipoldipol. Un astfel de sistem este caracterizat de momentul său de dipol sau dipolmomentul:

= Q l

Moment de dipol posedă moleculele cu legături eterogene în care densitatea de electroni este mai mare în vecinătatea atomului cu electronegativitate mai mare.

Page 41: Curs 1 sem1

H Cl

C OH3C

H3C

H Cl ClH3C

μ - este o mărime vectorială; poate fi reprezentat şi printr-o săgeată îndreptată de la centrul cu sarcină pozitivă spre cel cu sarcină negativă.

Moleculele cu legături omogene, nu prezinta μ. În moleculele simetrice poliatomice cu legături polare, μ fiind nul.Valoarea μ se poate măsura experimental cu dipolmetru.

C

Cl

H HH

= 0 = 1,86

CH H

H

H

μ - este simbolizat prin sarcini fracţionate

Page 42: Curs 1 sem1

Valoarea μ poate furniza informaţii cu privire la structura substanţei respective. H

H

Cl

ClCC

H H

ClCC

Cl

= 0 = 0

Pentru anumite substanţe valoarea măsurată este total diferită de cea calculată prin însumarea vectorială a dipolilor de legătură. Valenţele O-H formează unghiuri diferite de 180, iar rotaţia liberă în jurul legăturii C-O fiind permisă, molecula poate adopta structuri foarte diferite, de la cele cu moment de dipol nul până la cele cu valoare maximă, valoarea experimentală fiind de fapt o valoare medie.

OH

OH

OH

OH

= 0 = 0

Aplicații

Page 43: Curs 1 sem1

• în H2O: alcoolii şi acizii cu C1-C4, compuşii carbonilici şi esterii cu C1-C3, aminele cu C1-C5;

• în HCl 1M: aminele alifatice primare, secundare şi terţiare;

• în NaOH 1M: acizii, fenolii şi enolii;• în NaOH şi NaHCO3: acizii şi fenolii cu grupe

atrăgătoare de electroni;• solubili în NaOH şi insolubili în NaHCO3: fenolii;• insolubili în apă şi NaOH, solubili în H2SO4: unii

compuşi cu O sau N, hidrocarburile nesaturate, arenele;

• insolubili în H2O, NaOH, HCl, H2SO4: hidrocarburile saturate, unele arene şi compuşii halogenaţi.

- proprietate a substanţelor dependenta de forţele intermoleculare dintre moleculele dizolvatului pe de o parte şi de forţele de interacţie între moleculele dizolvatului şi cele ale dizolvantului pe de altă parte

Substanţele organice se solubilizează în solvenţi cu structură chimică asemănătoare

SolubilitateaSolubilitatea