Heteroliza (chemia) - Heterolysis (chemistry)

W chemii , heterolysis lub heterolitycznego rozszczepienia (od greckiego ἕτερος, heteros, „inna” i λύσις, lusis, „odkręcania”), to proces rozszczepiania / zerwania wiązanie kowalencyjne , w którym poprzednio przyłączoną gatunków wykonuje zarówno pierwotne elektronów wiążących z drugiej gatunek. Podczas rozszczepiania wiązania heterolitycznego w cząsteczce obojętnej powstają kation i anion . Najczęściej atom bardziej elektroujemny powoduje, że para elektronów staje się anionowa, podczas gdy atom bardziej elektrododatni staje się kationowy.

Rozszczepienie heterolityczne prawie zawsze dzieje się z pojedynczymi wiązaniami ; proces zwykle wytwarza dwa rodzaje fragmentów.

Energia wymagana do zerwania wiązania nazywana jest energią dysocjacji wiązania heterolitycznego , która nie jest równoważna energii dysocjacji wiązania homolitycznego powszechnie używanej do reprezentowania wartości energetycznej wiązania. Ale nadal mają podobieństwa, ponieważ oboje angażują się w zerwanie więzi.

Jednym z przykładów różnic w energiach jest energia wymagana do zerwania wiązania wodór-wodór

${\displaystyle {\ce {H2 -> 2H.}}}$		Δ H = 104 kcal/mol
${\ Displaystyle {\ ce {H2 -> H + + H-}}}$		Δ H = 66 kcal/mol (w wodzie)

Historia

Odkrycie i kategoryzacja rozszczepienia wiązania heterolitycznego była wyraźnie zależna od odkrycia i kategoryzacji wiązania chemicznego.

W 1916 r. chemik Gilbert N. Lewis opracował koncepcję wiązania elektron-par, w którym dwa atomy mogą dzielić od jednego do sześciu elektronów, tworząc w ten sposób wiązanie pojedynczego elektronu, wiązanie pojedyncze, wiązanie podwójne lub wiązanie potrójne . Stało się to wzorem dla wiązania kowalencyjnego.

W 1932 Linus Pauling po raz pierwszy zaproponował koncepcję elektroujemności , która wprowadziła również ideę, że elektrony w wiązaniu kowalencyjnym mogą nie być równomiernie dzielone między związane atomy.

Jednak jony były badane przed wiązaniami głównie przez Svante Arrheniusa w jego rozprawie z 1884 roku. Arrhenius był pionierem w rozwoju teorii jonów i zaproponował definicje kwasów jako cząsteczek wytwarzających jony wodorowe oraz zasad jako cząsteczek wytwarzających jony wodorotlenowe .

Efekty solwatacji

Szybkość reakcji dla wielu reakcji obejmujących heterolizę jednocząsteczkową w dużym stopniu zależy od szybkości jonizacji wiązania kowalencyjnego. Ograniczającym etapem reakcji jest na ogół tworzenie par jonowych. Jedna grupa na Ukrainie przeprowadziła dogłębne badania nad rolą solwatacji nukleofilowej i jej wpływem na mechanizm heterolizy wiązań. Odkryli, że szybkość heterolizy silnie zależy od charakteru rozpuszczalnika .

Na przykład zmiana ośrodka reakcji z heksanu na wodę zwiększa szybkość heterolizy chlorku tert-butylu (t-BuCl) o 14 rzędów wielkości. Jest to spowodowane bardzo silną solwatacją stanu przejściowego . Głównymi czynnikami wpływającymi na szybkość heterolizy są przede wszystkim polarność i elektrofilowość rozpuszczalnika oraz jego moc jonizacyjna. Znacznie słabszy wpływ na heterolizę miała polaryzowalność, nukleofilowość i kohezja rozpuszczalnika.

Jednak istnieje pewna debata na temat wpływu nukleofilowości rozpuszczalnika, niektóre artykuły twierdzą, że nie ma to żadnego wpływu, podczas gdy niektóre artykuły twierdzą, że większa ilość rozpuszczalników nukleofilowych zmniejsza szybkość reakcji.

Zobacz też

• Homoliza (chemia)
• Energia dysocjacji wiązań

Bibliografia

• Armentrout, PB i Jack Simons. „Zrozumienie rozszczepiania wiązań heterolitycznych”. DZIENNIK-AMERYKAŃSKIE TOWARZYSTWO CHEMICZNE 114 (1992): 8627-8627.