Как происходит окисление на примере реакции Вюрца с натрием?

[Rombelyh]

Я знаю что такое окисление и знаю механизм реакции Вюрца.Но не понимаю как именно эти галогены отделяются от углерод водорода.Да и вообще как в реакциях окисления происходит отделение одних атомов от других .С нагревам понимаю там атомы получают доп энергию и сваливают.И не надо мне объяснять это энергетически выгодно (объяснение для детей) у атома нет желаний он не может хотеть .

[Вольный Сяншен]

В 03.09.2024 в 19:30, Rombelyh сказал:

Да и вообще как в реакциях окисления происходит отделение одних атомов от других

Через перенос электрона от восстановителя к окислителю, при этом происходит ослабление старой связи. Например, при горении метана сначала электрон атома водорода перемещается из связи С-Н в связь с бирадикалом кислорода с образованием Н-О-О. и метильного радикала, а от него тоже происходит перенос электрона с образованием Н3С-О-О-Н.  

Здесь разрыв старой связи происходит за счёт дефицита электронов, они ушли, но разрыв может происходить и за счёт их избытка, в той же реакции Вюрца электроны от атомов <натрия> поступают на такую орбиталь алкилгалогенида, на которой они вызывают не притяжение атомов углерода и галогена, а их отталкивание. В результате получаются два аниона (галогенид и карбанион) с двумя катионами металла.

В 03.09.2024 в 19:30, Rombelyh сказал:

у атома нет желаний он не может хотеть

Это, конечно, верно, но такие выражения всё равно применяются химиками, просто для удобства, всем понятно, что под этим понимается принцип наименьшей энергии.

[Rombelyh]

В 03.09.2024 в 22:30, Вольный Сяншен сказал:

Через перенос электрона от восстановителя к окислителю, при этом происходит ослабление старой связи. Например, при горении метана сначала электрон атома водорода перемещается из связи С-Н в связь с бирадикалом кислорода с образованием Н-О-О. и метильного радикала, а от него тоже происходит перенос электрона с образованием Н3С-О-О-Н.  

Здесь разрыв старой связи происходит за счёт дефицита электронов, они ушли, но разрыв может происходить и за счёт их избытка, в той же реакции Вюрца электроны от атомов <натрия> поступают на такую орбиталь алкилгалогенида, на которой они вызывают не притяжение атомов углерода и галогена, а их отталкивание. В результате получаются два аниона (галогенид и карбанион) с двумя катионами металла.

Это, конечно, верно, но такие выражения всё равно применяются химиками, просто для удобства, всем понятно, что под этим понимается принцип наименьшей энергии.

Ну в горении они получают доп энергию от температуры по этому и переходят .А почему электроны натрия переходят ,что их толкает на это ,какая сила ?Откуда они берут на это энергию(хотя насчёт этого у меня  появилась теория иза того что это метал, а у них в металлической решетки постоянно электроны летают).И разве  алкилгалогенид может принять еще электроны ? или в том и прикол что они выталкивают старые что держали вместе галоген и алкан чтобы самим встать ,тогда выходит что-ли что  протоны алкилгалогенида могут  притягивать лишние электроны которые ему не сдались ?

Изменено 3 Сентября, 2024 в 20:02 пользователем Rombelyh

[Вольный Сяншен]

В 03.09.2024 в 22:44, Rombelyh сказал:

Ну в горении они получают доп энергию от температуры по этому и переходят .А почему электроны натрия переходят ,что их толкает на это ,какая сила ?Откуда они берут на это энергию.

На начальном этапе это нетрудно и без особого нагревания (совсем без нагревания при -270 С реакция не пойдёт), и при комнатной температуре какое-то количество "горячих" атомов всегда присутствует. Металлы теряют свои электроны даже если их некому отдать, прямо в куске металла. А если рядом есть подходящая частица (в реакции Вюрца углероду и особенно галогену выгодно их принять), электрон туда и перейдёт.

Карбанион, конечно, не очень выгодная частица, но он тут же прореагирует с новой молекулой алкилгалогенида с выделением энергии - и вот мы получаем источник нагрева для дальнейшего ускорения реакции.

[dmr]

В 04.09.2024 в 00:44, Rombelyh сказал:

что их толкает на это ,какая сила ?

Так связь галогеналкана же полярная. Натрий в ту же воду с полярной связью бросить тот же процесс же

Электрон крайний плохо на натрии держится, его полярность связи и переманивает

[Rombelyh]

В 03.09.2024 в 23:08, dmr сказал:

Так связь галогеналкана же полярная. Натрий в ту же воду с полярной связью бросить тот же процесс же

Электрон крайний плохо на натрии держится, его полярность связи и переманивает

Да почему натрий отдаёт электрон понял .Но в воде есть свободный протон который и принимает электрон,  а вот в  галогеналкане нет .Или тоже есть ?

В 03.09.2024 в 23:04, Вольный Сяншен сказал:

На начальном этапе это нетрудно и без особого нагревания (совсем без нагревания при -270 С реакция не пойдёт), и при комнатной температуре какое-то количество "горячих" атомов всегда присутствует. Металлы теряют свои электроны даже если их некому отдать, прямо в куске металла. А если рядом есть подходящая частица (в реакции Вюрца углероду и особенно галогену выгодно их принять), электрон туда и перейдёт.

Карбанион, конечно, не очень выгодная частица, но он тут же прореагирует с новой молекулой алкилгалогенида с выделением энергии - и вот мы получаем источник нагрева для дальнейшего ускорения реакции.

А почему галогену и углероду их выгодно принять?Разве они уже не заполнились ?

[dmr]

В 04.09.2024 в 01:28, Rombelyh сказал:

а вот в  галогеналкане нет

А там уже пофиг, есть положительно заряженный , лысый без электрона натрий, а рядом отрицательно заряженный хлор болтается, и встретиться и обрадоваться этому как два пальца об асфальт, а дальше появляется радикал, и всё понеслась реакция вдаль и вширь

[Вольный Сяншен]

В 03.09.2024 в 23:28, Rombelyh сказал:

Но в воде есть свободный протон который и принимает электрон

В воде нет свободных протонов, их вообще нигде нет, кроме как в вакууме в ускорителе.

 

В 03.09.2024 в 23:28, Rombelyh сказал:

Разве они уже не заполнились ?

И в ионе гидроксония тоже все связывающие орбитали заполнены, как и в молекуле воды. То есть электрону как будто бы некуда идти. Но ведь в любом атоме или молекуле есть бесконечное количество орбиталей, пусть и с более высокими энергиями. И вот в тех случаях, когда такая орбиталь окислителя энергетически ниже для электрона, чем орбиталь восстановителя, на которой он находится, тогда он сваливается со своей орбитали на окислитель, будь то ион гидроксония или молекула галогеналкана.

[Rombelyh]

В 04.09.2024 в 08:56, Вольный Сяншен сказал:

В воде нет свободных протонов, их вообще нигде нет, кроме как в вакууме в ускорителе.

 

И в ионе гидроксония тоже все связывающие орбитали заполнены, как и в молекуле воды. То есть электрону как будто бы некуда идти. Но ведь в любом атоме или молекуле есть бесконечное количество орбиталей, пусть и с более высокими энергиями. И вот в тех случаях, когда такая орбиталь окислителя энергетически ниже для электрона, чем орбиталь восстановителя, на которой он находится, тогда он сваливается со своей орбитали на окислитель, будь то ион гидроксония или молекула галогеналкана.

В присутствии большого количества чрезвычайно полярных молекул воды одна из нескольких миллионов молекул распадётся на ионы гидроксила и свободные протоны — этот процесс называется автопротолиз.    https://habr.com/ru/articles/371251/  - про реакцию натрия с водой с точки квантовой механики.

Изменено 4 Сентября, 2024 в 12:50 пользователем Rombelyh

[Rombelyh]

В 04.09.2024 в 02:11, dmr сказал:

А там уже пофиг, есть положительно заряженный , лысый без электрона натрий, а рядом отрицательно заряженный хлор болтается, и встретиться и обрадоваться этому как два пальца об асфальт, а дальше появляется радикал, и всё понеслась реакция вдаль и вширь

Понял типа как водородная связь,а как дальше появиться радикал ?