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Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)1 Thermodynamik.

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Präsentation zum Thema: "Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)1 Thermodynamik."—  Präsentation transkript:

1 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)1 Thermodynamik und Kinetik (I) Thermodynamik -exergon/endergon -Lage des Gleichgewichts Kinetik -Geschwindigkeit der Gleichgewichtseinstellung

2 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)2 Thermodynamische Kontrolle Die zur Verfügung stehende Energie (R·T) ist ausreichend um eine Gleichgewichts- einstellung beider Reaktionen innerhalb der von uns gewählten Reaktionszeit zu gewährleisten, d.h. beide Hin- und Rückreaktionen laufen mit ausreichender Geschwindigkeit ab. G AC G AB G = G CB

3 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)3 Kinetische Kontrolle Die zur Verfügung stehende Energie (R·T) reicht nur aus, um die Aktivierungsbarrieren G der jeweiligen Hin-Reaktionen zu überwinden. Die Aktivierungsenergie der Rückreaktionen (G + G) ist jedoch zu groß. Deshalb kommt es nicht zu einer Gleichgewichtseinstellung (Irreversible Reaktionen) G AC G AB G

4 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)4 ?? Kinetische oder Thermodynamische Kontrolle ?? G AB >> G AB KINETISCHE KONTROLLE Teilaufgabe a), (IV) G AC >> G AC

5 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)5 ?? Kinetische oder Thermodynamische Kontrolle ?? Teilaufgabe d), (IV) Thermodyn. KONTROLLE G AB < G AB G AC < G AC

6 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)6 ?? Kinetische oder Thermodynamische Kontrolle ?? G AB > G BC Thermodyn. KONTROLLE Teilaufgabe c), (III) G AB G CB

7 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)7 ?? Kinetische oder Thermodynamische Kontrolle ?? G 1 < G 2 KINETISCHE KONTROLLE Teilaufgabe b), (VI) vorgelagertes Gleichgewicht

8 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)8 Rotamerengleichgewicht K (-100 °C) = : 3.4 K (500 °C)= : 21.5

9 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)9 Kinetische vs. Thermodynamische Kontrolle bei 25 °Cbei 600 °C KINETISCHE KONTROLLEThermodyn. KONTROLLE

10 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)10 Faustregel Bedingungen, unter denen sich das System reaktionsträge verhält führen zu kinetischer Kontrolle. Beispiele: - Bromierung statt Chlorierung - tiefe Temperaturen (wie etwa -78 °C, Aceton/Trockeneiskühlung) Reaktivere Bedingungen führen zu einem größeren Anteil an thermodymischer Kontrolle, weil (zum Beispiel bei hohen Temperaturen) auch die Rückreaktion in ausreichender Geschwindigkeit verläuft. Die Gleichgewichtseinstellung erfolgt schnell auf unserer Zeitskala.

11 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)11 Molekülorbital-Schemata

12 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)12 Die Molekülorbitale des Butadien – Konjugation

13 Technische Universität München Dr. Andreas Bauer – Lehrstuhl für Organische Chemie I – Übung zur Vorlesung Organische Chemie II (Reaktivität)13 Konjugation – Das Allylsystem Kation: HOMO Kation: LUMO ANION: HOMO ANION: LUMO Radikal: SOMO


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