Гетеролиз (химия) - Heterolysis (chemistry)

В химии , гетеролизе или гетеролитического делении (от греческого ἕτερος, heteros, «другого», и λύσις, Лусиса, «разрыхление») представляет собой процесс раскалывания / разорвать ковалентную связь , где ранее присоединенный вид принимает как оригинальные связывающие электроны от других разновидность. Во время разрыва гетеролитической связи нейтральной молекулы будут образовываться катион и анион . Чаще всего более электроотрицательный атом сохраняет пару электронов анионной, в то время как более электроположительный атом становится катионным.

Гетеролитическое деление почти всегда происходит с одинарными связями ; процесс обычно дает два вида фрагментов.

Энергия, необходимая для разрыва связи, называется энергией диссоциации гетеролитической связи , которая не эквивалентна энергии гомолитической диссоциации связи, обычно используемой для представления энергетической ценности связи. Но все же у них есть сходство, потому что они оба связаны с разрывом связи.

Одним из примеров различий в энергиях является энергия, необходимая для разрыва водородно-водородной связи.

${\ displaystyle {\ ce {H2 -> 2H.}}}$		Δ H = 104 ккал / моль
${\ displaystyle {\ ce {H2 -> H + + H-}}}$		Δ H = 66 ккал / моль (в воде)

История

Открытие и категоризация гетеролитического расщепления связи явно зависели от открытия и категоризации химической связи.

В 1916 году химик Гилберт Н. Льюис разработал концепцию связи пары электронов, в которой два атома могут иметь от одного до шести электронов, образуя, таким образом, одноэлектронную связь, одинарную связь, двойную связь или тройную связь . Это стало моделью ковалентной связи.

В 1932 году Линус Полинг впервые предложил концепцию электроотрицательности , которая также ввела идею о том, что электроны в ковалентной связи не могут равномерно распределяться между связанными атомами.

Однако ионы до образования связей изучал в основном Сванте Аррениус в его диссертации 1884 года. Аррениус первым разработал ионную теорию и предложил определения кислот как молекул, производящих ионы водорода, и оснований как молекул, производящих ионы гидроксида .

Эффекты сольватации

Скорость реакции для многих реакций, включающих мономолекулярный гетеролиз, сильно зависит от скорости ионизации ковалентной связи. Ограничивающей стадией реакции обычно является образование ионных пар. Одна группа в Украине провела углубленное исследование роли нуклеофильной сольватации и ее влияния на механизм гетеролиза связей. Они обнаружили, что скорость гетеролиза сильно зависит от природы растворителя .

Например, изменение реакционной среды из гексана с водой увеличивает скорость хлорид трет-бутил (трет-BuCl) гетеролиз на 14 порядков. Это вызвано очень сильной сольватацией переходного состояния . Основными факторами, влияющими на скорость гетеролиза, являются в основном полярность и электрофильность растворителя, а также его ионизирующая способность. Поляризуемость, нуклеофильность и когезия растворителя гораздо слабее влияют на гетеролиз.

Однако ведутся споры о влиянии нуклеофильности растворителя, в некоторых документах утверждается, что он не имеет никакого эффекта, в то время как в некоторых документах утверждается, что большее количество нуклеофильных растворителей снижает скорость реакции.

Смотрите также

• Гомолиз (химия)
• Энергия диссоциации связи

использованная литература

• Арментраут, ПБ, и Джек Саймонс. «Понимание разрыва гетеролитической связи». ЖУРНАЛ-АМЕРИКАНСКОЕ ХИМИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО 114 (1992): 8627-8627.