خواص هاليدات الالكيل

مقدمة عن هاليدات الالكيل

تمتلك

هاليدات الألكيل وهاليدات الأريل

الكثير من الخواص الفيزيائية كما أنها تختلف عن الخواص التي تتميز بها الألكانات التي تقابل كل منها حيث أنه يتم معرفة تلك الخواص من خلال تحديد قوة وطول الرابطة، نقطة الغليان للهاليدات وعزم ثنائي القطب حيث أنه يتم تحديد نقطة الغليان من قطبية الرابطة وحجم الهالوجين والكربون.

قوة الرابطة في هاليدات الألكيل تتناقص مع زيادة الحجم للهالوجين حيث أن حجم المدار P يزيد فيصبح المدار منتشرا ومتدهورا من التداخل مع الكربون لذلك تكون الرابطة ضعيفة ممتدة.

ذرات الكربون التي تحمل الهالوجينات مثل F، Cl وBr يتم شحنها بشكل إيجابي كليا لكن الهالوجينات يتم شحنها جزئيا، كما أن قطبية الرابطة تكون السبب في عزم ثنائي القطب القابل للقاس.

ذرة الكربون تكون محبة للكهرباء من خلال الشحنة الموجبة الجزئية كما أنه من خلال طريقة الألفة الكهربية لذرة الكربون يتم تحديد السلوك الكيميائي لهاليدات الألكيل.

نقطة الغليان تكون مرتفعة مما تكون عليه الألكانات حيث أن السبب في ذلك هو عزم ثنائي القطب لذلك يكون هناك تفاعلات ثنائية القطب تكون جاذبة في هاليدات الألكيل السائلة.[1]

أنواع هاليدات الالكيل

تسمى هاليدات الألكيل بهالو ألكانات حيث أنها مركبات تستبدل بها ذرة الهيدروجين بهالوجين مثل: فلور، يود، بروم وكلور، كما أن تلك هاليدات الألكيل تنقسم إلى العديد من الفئات ولك نسبة لموضع ذرة الهالوجين الموجودة في سلسلة الكربون كما أنه طبقا لتلك التقسيمات تختف طبقا للاختلافات الكيميائية.[2]

هاليدات الألكيل الأولية

هالوجين الألكان الأولي يتم من خلاله ربط الكربون بمجموعة من الألكيل حيث توجد الكثير من تلك الأنواع: حيث توجد مجموعة ألكيل تضم ارتباط واحد فقط مع CH

₂

كما أنه يوجد مجموعة أخرى وهي مجموعة استثنائية نعتبرها من الألكيل الأولية وهي CH

₃

Br كما أن هاليدات الميثيل تعتبر أيضا من تلك هاليدات الألكيل الأولية بالرغم من أنها لا تتواجد مع ذرة كربون ترتبط مع الهالوجين.[2]

هاليدات الألكيل الثنائية

تعتبر هالوجينات الألكان الثنائية ترتبط الكربون بها مع الهالوجين حيث أن الارتباط يكون مباشرة مع مجموعتين من الألكيل الأخرى التي تكون مماثلة أو مختلفة.[2]

هاليدات الألكيل الثلاثية

تكون ذرة الكربون التي ترتبط بالهالوجين المباشر ترتبط بثلاث من مجموعات الألكيل حيث أنها تكون توليفة مختلفة أو متماثلة.[2]

خصائص هاليدات الالكيل

نقطة الغليان

تعتبر نقطة الغليان من الخواص الفيزيائية التي تتميز بها هاليدات الالكيل حيث يمكنك أن تلاحظ أقل نقطة للغليان وهي درجة حرارة الغرفة العادية والتي تقدر تقريبا حوالي 20 درجة مئوية كما أنها تكون في تلك درجة الحرارة في صورة غازات لكن توجد أنواع أخرى تأتي في صورة سائلة في درجة الحرارة العادية مثل: هاليد الميثيل السائل وهو اليودوميثان لكن الكلورو إيثان هو غاز.[2]

قوى تشتت فان دير فال

يعتبر ذلك الجانب مهم جدا في الخواص حيث أن عوامل الجذب تكون أقوى عند زيادة الإلكترونات وطول الجزيئات.

عند زيادة الأحجام لثنائيات الأقطاب تزداد نقطة الغليان أيضا عند زيادة عدد ذرات الكربون، فمن خلال الرسومات الفراغية يمكنك أن تلاحظ ذلك عند زيادة قوة التشتت يجب أن تزداد الطاقة التي من خلالها يمكن التغلب على تلك القوى فتزداد نقاط الغليان.

عند الانتقال من الكلوريد إلى البروميد إلى اليوديد تكون نقاط الغليان في زيادة حتى حد معين فقط من ذرات الكربون ويكون التأثير في ذلك أيضا من عدد الإلكترونات التي تتسبب في زيادة قوى التشتت، كما أنه تتوفر الكترونات عديدة في اليود ميثان أكثر من التي تتواجد في الكلوروميثان.[2]

خاصية الذوبان في الماء

تكون هاليدات الألكيل من المواد العضوية التي تذوب في الماء ولكن بشكل طفيف لكن إن كنت تريد أن تذيب مثل تلك المواد في الما يجب عليك أن تقوم بتكسير عوامل الجذب التي تنشأ بين جزيئات هالوجين الألكان وهي قوى فان دير فالس وثنائي القطب ويجب أيضا أن تكسر الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء لكن كل تلك التكسيرات تتطلب المزيد من الطاقة الإضافية.

الطاقة يتم إطلاقها من خلال عوامل الجذب الجديدة التي يتم إنشائها بين الهالوجينوكين وجزيئات الماء حيث أن قوى التشتت والتفاعلات ثنائية القطب تتشكل.

القوى التي تنشأ ليست قوى بمثل قوة الروابط الهيدروجينية التي تتواجد في الماء لذلك تكون الطاقة التي يتم إطلاقها لا تكون كبيرة مثل التي يتم استخدامها في فصل جزيئات الماء كما أن العناصر التي تنتج من خلال التغييرات غير المجدية بالدرجة الكافية لا يتم حلها.[2]

الذوبان في المذيبات العضوية

هاليدات الألكيل تذوب في المذيبات العضوية بشكل كبير حيث ان عوامل الجذب التي يتم تكوينها بين الجزيئات تمتلك نفس القوى التي يتم بها كسر الهالوجين ألكان المذيب والمنفصل.[2]

التفاعل الكيميائي

النمط الموجود بين الروابط بين ذرة الكربون مع الهالوجين يتم ملاحظته من خلال القوى الموجودة التي تنخفض عندما تنتقل CF إلى Cl حيث أن ارتباط الفلور مع ذرة الكربون يكون قويا أكثر من باقي عناصر الهالوجينات.

عندما يتم الانتقال من الفلوريد إلى الكلوريد يكون ذلك أسهل مثلما يحدث من الإنتقال من البروميد إلى اليوديد حيث من خلال تلك الانتقالات يتم الحصول على مركبات أكثر تفاعلا حيث أن الكربون الذي يرتبط بالفلور يكون أقل فاعلية لذلك يتم تجالها في أغلب الأحوال.[2]

تأثير السندات القطبية

الفلور يعتبر هو أكثر المواد من المواد الأربعة في الكهروسالبية أما اليود فيعتبر هو الأقل حيث أن زوج الإلكترون يتم جره في اتجاه الهالوجين في الرابطة بين الكربون والهالوجين ويمكن ملاحظة ذلك بكل سهولة من خلال المركبات البسيطة.

بالنسبة لليود والكربون تكون السالبية الكهربية بينهما متساوية لذلك لا تنفصل الشحنة الموجودة على الرابطة كما أن المجموعات الهامة في تفاعلات هاليدات الألكيل يتم بها استبدال الهالوجين بآخر.

تفاعلات الاستبدال يتم بها تكسير الرابطة بين الكربون والهالوجين لكي يتم الحصول على الأيونات السالبة والموجبة حيث أن الأيون يتفاعل على ذرة الكربون الموجبة وبعدها يتفاعل أيضا مع شيء آخر مشحون سالبيا أو مشحون بالكامل.

من الخطأ أن تعتقد أن الذي يكون أكثر فاعلية هو الربط بين الكربون والفلور من خلال كميات كبيرة للغاية في توفر الشحنة الموجبة والسالبة لكن الصحيح هو الذي يتحكم في الفاعلية هي قوة الرابطة التي من الواجب كسرها حيث أنه من السهل كسر الرابطة بين الكربون واليود ولكنه من الصعب كسر الرابطة بين الكربون والفلور.[2]

الجذب في فاندر فالس ثنائية القطب

الروابط بين الكربون والهالوجين قطبية فيما عدا الرابطة بين الكربون واليود حيث أن زوج الإلكترون يتم سحبه من خلال الهالوجين اكثر من الكربون حيث أن الهالوجينات تكون أكثر سالبية من الكربون فيما عدا اليود.

تكون القوى بسبب عوامل الجذب بين ثنائيات القطب الدائمة فعندما تنخفض حجم العوامل تكون الروابط قليلة القطبية وذلك من خلال الانتقال من الكلوريد إلى اليوديد بالترتيب للك ترتفع نقطة الغليان.

الأقل في الأهمية هي عوامل الجذب ثنائية القطبية والأكثر أهمية هي تأثير ثنائيات الأقطاب المؤقتة والتي تكون السبب في التشتت حيث أن الزيادة في عدد الإلكترونات في اليوديد تكون أكثر من فقدان ثنائيات الأقطاب.[2]