6.1 : هاليدات الألكيل

الخصائص الهيكلية

هاليدات الألكيل هي ألكانات مستبدلة بالهالوجين حيث يتم استبدال ذرة هيدروجين واحدة أو أكثر من الألكان بذرة هالوجين مثل الفلور أو الكلور أو البروم أو اليود. ترتبط ذرة الكربون في هاليد الألكيل بذرة الهالوجين، وهي مهجنة بـ sp³ ولها شكل رباعي السطوح.

على عكس هاليدات الألكيل، فإن المركبات التي ترتبط فيها ذرة الهالوجين بذرة الكربون المهجنة sp² ذات الرابطة المزدوجة بين الكربون والكربون (C=C) تسمى هاليدات الفينيل. في حين أن هاليدات الأريل عبارة عن مركبات ترتبط فيها ذرة الهالوجين بذرة كربون مهجنة sp² في حلقة عطرية.

علاوة على ذلك، اعتمادًا على درجة الاستبدال عند ذرة الكربون التي تحتوي على الهالوجين، يتم تصنيف هاليدات الألكيل إلى هاليدات ألكيل أولية وثانوية وثلاثية. ويسمى الكربون المرتبط بذرة الهالوجين بالكربون α. تسمى ذرة الكربون المرتبطة بالكربون α β-الكربون. يُشار لاحقًا إلى ذرات الكربون المجاورة بالأبجدية اليونانية (γ، δ، وما إلى ذلك).

التسميات

تتبع تسمية هاليدات الألكيل قواعد IUPAC العامة للكيمياء العضوية:

1. حدد أطول سلسلة كربونية وقم بتسميتها.
2. ابحث عن البديل (البدائل) وقم بتسميته.
3. قم بترقيم أطول سلسلة كربون وحدد رقمًا أو مكانًا لكل بديل.
4. تجميع البدائل بالترتيب الأبجدي.

التفاعل والتطبيقات

هاليدات الألكيل عبارة عن مركبات متعددة الاستخدامات تعمل كمذيبات ومبيدات حشرية ووسائط في تحضير الأصباغ والأدوية والبوليمرات الاصطناعية. يختلف التفاعل الكيميائي لهاليدات الألكيل حسب التصنيف الهيكلي. تصنف هاليدات الألكيل إلى هاليدات الألكيل الأولية والثانوية والثالثية اعتمادًا على درجة الاستبدال على الهالوجين الحامل للكربون.

علاوة على ذلك، تلعب السالبية الكهرسلبية لذرة الهالوجين دورًا مهمًا في تفاعل هاليد الألكيل. باستثناء اليود، فإن الهالوجينات الأخرى لها سالبية كهرسلبية أكبر بكثير من الكربون. بسبب الاختلافات في السالبية الكهرسلبية بين ذرات الكربون والهالوجين، تكون الرابطة التساهمية بين الذرات مستقطبة؛ وبالتالي فإن الكربون يحمل شحنة موجبة جزئية وذرة الهالوجين تحمل شحنة سالبة جزئية. وبالتالي، فإن الكربون المرتبط بالهالوجين هو محب للكهرباء.

في الجدول الدوري، تنخفض السالبية الكهرسلبية، عند النزول إلى عائلة الهالوجين؛ وبالعكس يزداد حجم ذرة الهالوجين. وبالتالي، يزداد طول رابطة الكربون والهالوجين بينما تقل قوة الرابطة وقطبيتها من الفلور إلى اليود، مما يسهل كسر الرابطة.

وبصرف النظر عن هذه العوامل، فإن الاستقرار النسبي للقواعد المترافقة المقابلة، أو أنيونات الهاليد، يؤثر أيضًا على الطبيعة الكيميائية لهاليد الألكيل. يمكن قياس استقرار أنيونات الهاليد فيما يتعلق بالحموضة النسبية للهالوجينية. أقوى حمض هالوجيني، يوديد الهيدروجين، لديه pK_a -11. بمعنى أنه ينفصل تمامًا إلى القاعدة المترافقة الأكثر استقرارًا، أيون اليوديد والبروتون. وبالتالي، فإن اليود هو مجموعة مغادرة ممتازة. باستثناء حمض الهيدروفلوريك الذي يبلغ pK_a 3.2، فإن الأحماض الهالوجينية الأخرى لها قيم pK_a أقل من 0، مما يجعلها أحماض قوية ذات قواعد مترافقة ضعيفة ومستقرة، وهي مجموعات مغادرة ممتازة.