Сравнение прочности С-С и С-Н связей

[Jannni]

почему при химических превращениях алканов преимущественно идет разрыв с-н, а не с-с связи? При условии, что энергия диссоциации С-С связи в этане составляет 350 кДж/моль, а С-Н связи 410 кДж/моль.

 

У нас ведь чем выше Е связи, тем прочнее и короче связь, но Е диссоции особо не равна Е связи, поскольку Е связи является средним значением Е диссоции связей. Но даже если так... У С-Н связи энергия больше, значит и прочнее она должна быть, но рвется почему-то первая. Это потому что для атома углерода характерна Кетанация - образованные им углеродные цепочки достаточно прочны? Но почему энергия тогда меньше... В чём я ошибаюсь?

[Jeffry]

Атом углерода встроен в цепь, имеет 4 соседних, окружающих его, атома.   

Чисто статистически вероятность столкновения с активной частицей (получая энергию для разрыва связи C-H) для атома водорода гораздо выше.

[Shizuma Eiku]

Энергии самих связей не говорят об энергетическом выходе общего процесса т.к. помимо разрыва старых связей образуются новые и они могут быть более прочными. Также нужно отметить, что и отрыв водорода, и разрыв углеродного скелета происходят реже, чем другие реакции, они связаны в основном с радикальным хлорированием, нитрованием и т.п. В случае например хлорирования образуется HCl с энтальпией 92 кДж/моль, а энтальпия образования CCl₄ 139 кДж/моль, или лишь 35 кДж/моль на связь C-Cl. Поэтому при хлорировании углеводородов система сбросит больше энергии при разрыв связи C-H с образованием HCl, чем при разрыве ≡C-C≡ с образованием двух ≡CCl.

Изменено 20 Сентября, 2023 в 18:21 пользователем Shizuma Eiku

[yatcheh]

20.09.2023 в 11:51, Jannni сказал:

почему при химических превращениях алканов преимущественно идет разрыв с-н, а не с-с связи? При условии, что энергия диссоциации С-С связи в этане составляет 350 кДж/моль, а С-Н связи 410 кДж/моль.

 

У нас ведь чем выше Е связи, тем прочнее и короче связь, но Е диссоции особо не равна Е связи, поскольку Е связи является средним значением Е диссоции связей. Но даже если так... У С-Н связи энергия больше, значит и прочнее она должна быть, но рвется почему-то первая. Это потому что для атома углерода характерна Кетанация - образованные им углеродные цепочки достаточно прочны? Но почему энергия тогда меньше... В чём я ошибаюсь?

 

Реакционная способность молекулы в общем случае прямо не связана с энергией связи. Надо рассматривать энергию в переходных состояниях. Скажем, хлорирование этана начинается не с разрыва связи C-H, а с образования переходного состояния с участием атома хлора:

CH3-CH2-H + Cl* => [CH3-CH2^...H^...Cl] => CH3-CH2* + HCl

 энергия связи HCl - 431 кДж/моль

Для альтернативного варианта, где атака направлена на атом углерода:

CH3-CH3 + Cl* => [CH3^...CH3^...Cl] => CH3* + CH3-Cl

энергия связи C-Cl 292 кДж/моль

Получается, что если в первом случае разрыв C-H связи энергетически выгоден, то во втором случае - наоборот.

Ну, и, как было сказано выше - чисто статистически атака водорода более вероятна.

 

Энергия связи выходит на первый план в реакциях, где принимают участие только углеводородные радикалы, например - при термической изомеризации под действием высокой температуры. В этом случае действительно, разрываются преимущественно связи C-C. Разрыв С-Н связей идёт уже с участием образовавшихся радикалов.

 

 

Изменено 20 Сентября, 2023 в 18:52 пользователем yatcheh

[dmr]

20.09.2023 в 15:41, Jeffry сказал:

Атом углерода встроен в цепь, имеет 4 соседних, окружающих его, атома

Значит углерод у двойной связи в середине цепи более доступен, а если у него с обеих сторон двойная связь, то тем более доступен. Правда при этом и энергия связи больше 

20.09.2023 в 23:49, yatcheh сказал:

чисто статистически атака 

Углерода окружённого двойными связями становится более вероятной?

=С=

[yatcheh]

21.09.2023 в 06:15, dmr сказал:

Значит углерод у двойной связи в середине цепи более доступен, а если у него с обеих сторон двойная связь, то тем более доступен. Правда при этом и энергия связи больше 

 

Почему - больше? π-Связь куда слабее σ-связи (примерно на 100 кДж). Она и доступнее, а в алленах - тем более.

 

[Jeffry]

Вопрос так поставлен, что можно забыть о кратных связях и о группах, стабилизирующих уход протона.

[ash111]

В 21.09.2023 в 13:59, Jeffry сказал:

Вопрос так поставлен, что можно забыть о кратных связях и о группах, стабилизирующих уход протона.

Если вы считаете что предыдущие ораторы на ваш вопрос не ответили, попробуйте привести пример процесса, в котором разрывается именно связь C-H, а не С-С, но нет приведенных факторов радикальной реакции и прочих)

[Jeffry]

22.09.2023 в 12:05, ash111 сказал:

вы считаете что предыдущие ораторы на ваш вопрос не ответили

Что я могу думать об ответах ораторов на мой вопрос, если я вопросов не задавал.   

Задавал вопрос топик-стартер, и вопрос был об алканах, в которых нет кратных связей, и рассуждения о них не были очень уместными.

[ash111]

В 22.09.2023 в 12:34, Jeffry сказал:

Что я могу думать об ответах ораторов на мой вопрос, если я вопросов не задавал.   

Задавал вопрос топик-стартер, и вопрос был об алканах, в которых нет кратных связей, и рассуждения о них не были очень уместными.

верно, извините))