المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10586 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
احكام المصدود
2024-06-26
احكام المحصور
2024-06-26
احكام المحصر والمصدود
2024-06-26
احكام الاضحية
2024-06-26
حكم المحارب
2024-06-26
تعريف الجهاد وشروطه
2024-06-26

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Properties of Aldehydes and Ketones  
  
754   04:23 مساءً   date: 1-8-2018
Author : William Reusch
Book or Source : Virtual Textbook of Organic Chemistry
Page and Part : ............


Read More
Date: 19-9-2020 865
Date: 6-10-2020 1454
Date: 22-9-2020 780

Properties of Aldehydes and Ketones

A comparison of the properties and reactivity of aldehydes and ketones with those of the alkenes is warranted, since both have a double bond functional group. Because of the greater electronegativity of oxygen, the carbonyl group is polar, and aldehydes and ketones have larger molecular dipole moments (D) than do alkenes. The resonance structures on the right illustrate this polarity, and the relative dipole moments of formaldehyde, other aldehydes and ketones confirm the stabilizing influence that alkyl substituents have on carbocations (the larger the dipole moment the greater the polar character of the carbonyl group). We expect, therefore, that aldehydes and ketones will have higher boiling points than similar sized alkenes. Furthermore, the presence of oxygen with its non-bonding electron pairs makes aldehydes and ketones hydrogen-bond acceptors, and should increase their water solubility relative to hydrocarbons. Specific examples of these relationships are provided in the following table.

Compound

Mol. Wt.

Boiling Point

Water
Solubility

(CH3)2C=CH2

56

-7.0 ºC

0.04 g/100

(CH3)2C=O

58

56.5 ºC

infinite

CH3CH2CH2CH=CH2

70

30.0 ºC

0.03 g/100

CH3CH2CH2CH=O

72

76.0 ºC

7 g/100

 

96

103.0 ºC

insoluble

 

98

155.6 ºC

5 g/100

The polarity of the carbonyl group also has a profound effect on its chemical reactivity, compared with the non-polar double bonds of alkenes. Thus, reversible addition of water to the carbonyl function is fast, whereas water addition to alkenes is immeasurably slow in the absence of a strong acid catalyst. Curiously, relative bond energies influence the thermodynamics of such addition reactions in the opposite sense.
The C=C of alkenes has an average bond energy of 146 kcal/mole. Since a C–C σ-bond has a bond energy of 83 kcal/mole, the π-bond energy may be estimated at 63 kcal/mole (i.e. less than the energy of the sigma bond). The C=O bond energy of a carbonyl group, on the other hand, varies with its location, as follows:

The C–O σ-bond is found to have an average bond energy of 86 kcal/mole. Consequently, with the exception of formaldehyde, the carbonyl function of aldehydes and ketones has a π-bond energy greater than that of the sigma-bond, in contrast to the pi-sigma relationship in C=C. This suggests that addition reactions to carbonyl groups should be thermodynamically disfavored, as is the case for the addition of water. All of this is summarized in the following diagram (ΔHº values are for the addition reaction).

Although the addition of water to an alkene is exothermic and gives a stable product (an alcohol), the uncatalyzed reaction is extremely slow due to a high activation energy . The reverse reaction (dehydration of an alcohol) is even slower, and because of the kinetic barrier, both reactions are practical only in the presence of a strong acid.
In contrast, both the endothermic addition of water to a carbonyl function, and the exothermic elimination of water from the resulting geminal-diol are fast. The inherent polarity of the carbonyl group, together with its increased basicity (compared with alkenes), lowers the transition state energy for both reactions, with a resulting increase in rate. Acids and bases catalyze both the addition and elimination of water. Proof that rapid and reversible addition of water to carbonyl compounds occurs is provided by experiments using isotopically labeled water. If a carbonyl reactant composed of 16O (colored blue above) is treated with water incorporating the 18O isotope (colored red above), a rapid exchange of the oxygen isotope occurs. This can only be explained by the addition-elimination mechanism shown here.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .