Задание 4. «Такие разные частицы».
(10 класс)
(для решения требуется авторизация)
Источник: Всесибирская олимпиада школьников по химии
Свободные радикалы – частицы, содержащие неспаренные электроны. Среди них есть крайне неустойчивые реакционноспособные частицы, которые существуют в свободном состоянии («живут») очень короткое время. В тоже время есть радикалы настолько устойчивые, что вещества, состоящие из этих частиц, могут годами храниться в стандартных условиях. Некоторые радикалы могут соединяться попарно, образуя димерные молекулы, не содержащие неспаренных электронов. Одним из таких примеров является диоксид азота. При повышенной температуре он представляет собой краснобурый газ, содержащий отдельные радикалы, которые при охлаждении димеризуются, а газ превращается в бесцветную жидкость. В органической химии также есть радикалы, способные димеризоваться и распадаться. Вещества, способные к генерации свободных радикалов, имеют широкое применение в промышленности, например, в качестве инициаторов полимеризации.
Большое количество разнообразных реакций протекает через образование промежуточных радикалов. Одним из самых известных радикальных процессов является галогенирование алканов. Этим способом в промышленности получают много различных галогенированных продуктов. Однако радикальное галогенирование протекает не очень селективно. Так, если нагреть эквимолярную смесь метана с хлором, то вместо одного целевого продукта образуется сложная смесь, состоящая из исходного метана и четырех хлорпроизводных 1-4.
-
Приведите молекулярные формулы хлорпроизводных 1-4.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Механизмы радикальных реакций довольно хорошо изучены. Первой стадией механизма радикального замещения является этап инициирования цепи. На примере реакции хлорирования метана приведите уравнение реакции инициирования [реакция 1] и укажите два внешних условия, в которых реакция хлорирования может инициироваться.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Второй стадией радикального механизма является этап развития или роста цепи. Именно на этой стадии происходит образование продуктов. Напишите уравнения реакций, протекающих на стадии развития цепи в процессе образования монохлорметана [2], [3].
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
При моногалогенировании (замещению подвергается только один атом водорода) более сложных молекул часто образуется смесь моногалогенпроизводных. Приведите структурные формулы и названия монохлорпроизводных 5-8, образующихся при радикальном хлорировании метилбутана. Если среди хлорпроизводных 5-8 есть соединения, существующие в виде пары энантиомеров, приведите их пространственные формулы (в виде клиновидных проекций) и назовите их по R,S-номенклатуре.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Синтез Кольбе (электролиз водного раствора натриевой соли карбоновой кислоты) протекает через промежуточное образование нестабильного карбоксильного радикала (RCOO∙), который образуется на аноде в результате окисления карбоксилат-аниона RCOO-. Такие радикалы очень неустойчивы, они отщепляют молекулу углекислого газа и превращаются в алкильные радикалы. Рекомбинация образовавшихся алкильных радикалов приводит к образованию алкана симметричного строения. Приведите структурную формулу алкана 9, образующегося при электролизе водного раствора натриевой соли метилпропановой кислоты.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
При взаимодействии пропена с бромом в растворе тетрахлорметана (без радикального инициирования) образуется галогенпроизводное 10. Однако радикальное бромирование пропена в газовой фазе приводит к образованию другого производного, 11. Приведите структурные формулы соединений 10 и 11.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Еще одной радикальной реакцией является присоединение HBr к алкенам в присутствии источников радикалов. Приведите структурную формулу вещества 12, образующегося в условиях такой радикальной реакции бутена-1 с HBr.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Источником радикалов в п. 7 могут быть самые разнообразные соединения. В частности, в промышленности в качестве генераторов радикалов используют пероксид бензоила и вещество, которое обозначают как AIBN (2,2-азо-бис(изобутиронитрил)). Ниже приведены схемы, на которых изображен синтез этих веществ. Приведите структурные формулы неизвестных соединений 13-18.
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
-
Приведите структурные формулы радикалов 19-21, образующихся в ходе реакций термическогоразложения следующих соединений: AIBN (19), пероксид бензоила (20), тетраэтилсвинец (21).
Решение задачи доступно только авторизованным пользователям — Войти
Решение
