Hoofdstuk 10 - Reactiemechanismen
10.1 Overzicht van reactiemechanismen
De langzaamste bepaalt de snelheid van de totaalreactie. In dit hoofdstuk gaat het alleen om atoombindingen in
moleculen. Deze bestaat uit een gemeenschappelijk elektronenpaar dat symmetrisch of asymmetrisch verbroken
kan worden.
symmetrisch verbreken: beide atomen nemen één elektron van een atoombinding mee, waarbij ongeladen
atomen met één ongepaard elektron ontstaan: radicaal/vrij radicaal. Deze kunnen in radicaalreacties reageren,
waarbij ze weer een atoombinding vormen. De verplaatsing van enkelvoudige elektronen wordt aangegeven met
een gebogen pijl en halve punt. De vrijkomende bindingsenergie bij de vorming van atoombindingen staan in T58.
Bij verbreking is dezelfde energie nodig.
asymmetrisch verbreken: het gedeelde elektronenpaar gaat naar één van de twee atomen, waarbij een + en -
geladen atoom ontstaan. De verplaatsing wordt aangegeven met dezelfde boog en een hele punt.
Radicaalreacties
1. Initiatie: onder invloed van licht kan chloor radicalen vormen.
2. Propagatie
3. Terminatie: deze kettingreactie eindigt als een van de reactanten op is of als radicalen met elkaar reageren.
Omdat er twee soorten radicalen in dit mengsel kunnen zijn, zijn er drie mogelijkheden: chloor, chloormethaan of
ethaan gevormd.
Versterking van de polariteit
De polariteit van atoombindingen kan versterkt worden door interactie met zuren en basen. Wanneer de partiële
lading van een O-atoom bv. negatief is en er een zuur H +-atoom aan bindt, dan zal de partiële +-lading van het C-
atoom aan het O-atoom groter worden en zal de lading van het O-atoom positief worden. Wanneer er een basisch
OH—atoom aan bindt, zal er water ontstaan uit OH - en H+ en zal het tegenovergestelde gebeuren.
Nucleofiel: deeltje met elektronenoverschot, - of neutraal geladen: dubbele binding, vrij elektronenpaar en
(partiële) -lading.
Elektrofiel: deeltje met elektronentekort, + of neutraal geladen: (partiële) +lading.
Blauw = elektronentekort / rood = elektronenoverschot / groen = neutraal / geel = licht overschot.
Polaire reactie: + en – delen van moleculen trekken elkaar aan; nucleofiel reageert met elektrofiel. Er wordt hierbij
een elektronenpaar overgedragen.
Elektronen vallen vanuit de nucleofiele bron de elektrofiele ontvanger aan.
Het nucleofiele deeltje is neutraal of -geladen. Het elektrofiele deeltje is neutraal of positief geladen.
De octetregel moet gevolgd worden voor alle atomen in het deeltje, behalve H-atomen.
Een tussenproduct in een meerstapsreactie wordt tussen rechte haken gezet.
10.2 Additiereacties van alkenen
Elektrofiele additie: additie van een elektrofiel aan een
molecuul met dubbele binding met tussenstap met
tussenproduct/carbokation, eerst H+ en dan Br-.
De eerste stap is endotherm met een hoge
activeringsenergie. Het energieniveau van de eindproducten
is lager dan die van de beginstoffen, dus is de totale reactie
exotherm.
De activeringsenergie van de 1e stap is veel groter dan die
van de 2e stap, dus verloopt de 1e langzamer dan de 2e en
bepaalt de 1e dus de snelheid van de gehele reactie: snelheidsbepalende stap.
Regel van Markovnikov: bij additie van halogeenzuren aan alkenen zal het C-atoom met het grootste aantal C-
zijketens het carbokation vormen, dus de +lading krijgen, en dus daarna aan het halogeenion binden.
Elektrofiele additie van halogenen aan alkenen: hierbij is geen carbokation als tussenproduct. Er wordt een
bromoniumion gevormd. Er is een transisomeer vanwege ruimtegebrek tijdens het bestaan van het bromoniumion.
Additie van waterstof aan alkenen: hierbij is een heterogene katalysator nodig als platina of palladium. Het
waterstof hecht zich aan de katalysator en wordt dan aan dezelfde kant van de dubbele binding van het alkeen
gehecht, waardoor cis-additie plaatsvindt. Voorbeeld: H 2 hecht zich als 2 radicalen aan de katalysator. Als het
alkeen zich ook hecht aan de katalysator, kunnen ze een binding aangaan met de C-atomen van de dubbele
binding, waarbij de twee methylgroepen naar boven klappen en dus alleen cis-additie plaatsvindt.
10.1 Overzicht van reactiemechanismen
De langzaamste bepaalt de snelheid van de totaalreactie. In dit hoofdstuk gaat het alleen om atoombindingen in
moleculen. Deze bestaat uit een gemeenschappelijk elektronenpaar dat symmetrisch of asymmetrisch verbroken
kan worden.
symmetrisch verbreken: beide atomen nemen één elektron van een atoombinding mee, waarbij ongeladen
atomen met één ongepaard elektron ontstaan: radicaal/vrij radicaal. Deze kunnen in radicaalreacties reageren,
waarbij ze weer een atoombinding vormen. De verplaatsing van enkelvoudige elektronen wordt aangegeven met
een gebogen pijl en halve punt. De vrijkomende bindingsenergie bij de vorming van atoombindingen staan in T58.
Bij verbreking is dezelfde energie nodig.
asymmetrisch verbreken: het gedeelde elektronenpaar gaat naar één van de twee atomen, waarbij een + en -
geladen atoom ontstaan. De verplaatsing wordt aangegeven met dezelfde boog en een hele punt.
Radicaalreacties
1. Initiatie: onder invloed van licht kan chloor radicalen vormen.
2. Propagatie
3. Terminatie: deze kettingreactie eindigt als een van de reactanten op is of als radicalen met elkaar reageren.
Omdat er twee soorten radicalen in dit mengsel kunnen zijn, zijn er drie mogelijkheden: chloor, chloormethaan of
ethaan gevormd.
Versterking van de polariteit
De polariteit van atoombindingen kan versterkt worden door interactie met zuren en basen. Wanneer de partiële
lading van een O-atoom bv. negatief is en er een zuur H +-atoom aan bindt, dan zal de partiële +-lading van het C-
atoom aan het O-atoom groter worden en zal de lading van het O-atoom positief worden. Wanneer er een basisch
OH—atoom aan bindt, zal er water ontstaan uit OH - en H+ en zal het tegenovergestelde gebeuren.
Nucleofiel: deeltje met elektronenoverschot, - of neutraal geladen: dubbele binding, vrij elektronenpaar en
(partiële) -lading.
Elektrofiel: deeltje met elektronentekort, + of neutraal geladen: (partiële) +lading.
Blauw = elektronentekort / rood = elektronenoverschot / groen = neutraal / geel = licht overschot.
Polaire reactie: + en – delen van moleculen trekken elkaar aan; nucleofiel reageert met elektrofiel. Er wordt hierbij
een elektronenpaar overgedragen.
Elektronen vallen vanuit de nucleofiele bron de elektrofiele ontvanger aan.
Het nucleofiele deeltje is neutraal of -geladen. Het elektrofiele deeltje is neutraal of positief geladen.
De octetregel moet gevolgd worden voor alle atomen in het deeltje, behalve H-atomen.
Een tussenproduct in een meerstapsreactie wordt tussen rechte haken gezet.
10.2 Additiereacties van alkenen
Elektrofiele additie: additie van een elektrofiel aan een
molecuul met dubbele binding met tussenstap met
tussenproduct/carbokation, eerst H+ en dan Br-.
De eerste stap is endotherm met een hoge
activeringsenergie. Het energieniveau van de eindproducten
is lager dan die van de beginstoffen, dus is de totale reactie
exotherm.
De activeringsenergie van de 1e stap is veel groter dan die
van de 2e stap, dus verloopt de 1e langzamer dan de 2e en
bepaalt de 1e dus de snelheid van de gehele reactie: snelheidsbepalende stap.
Regel van Markovnikov: bij additie van halogeenzuren aan alkenen zal het C-atoom met het grootste aantal C-
zijketens het carbokation vormen, dus de +lading krijgen, en dus daarna aan het halogeenion binden.
Elektrofiele additie van halogenen aan alkenen: hierbij is geen carbokation als tussenproduct. Er wordt een
bromoniumion gevormd. Er is een transisomeer vanwege ruimtegebrek tijdens het bestaan van het bromoniumion.
Additie van waterstof aan alkenen: hierbij is een heterogene katalysator nodig als platina of palladium. Het
waterstof hecht zich aan de katalysator en wordt dan aan dezelfde kant van de dubbele binding van het alkeen
gehecht, waardoor cis-additie plaatsvindt. Voorbeeld: H 2 hecht zich als 2 radicalen aan de katalysator. Als het
alkeen zich ook hecht aan de katalysator, kunnen ze een binding aangaan met de C-atomen van de dubbele
binding, waarbij de twee methylgroepen naar boven klappen en dus alleen cis-additie plaatsvindt.
