پاورپوینت کامل و جامع با عنوان شیمی فیزیک آلی (مبانی مکانیسم واکنش های آلی) در 355 اسلاید - دانلود فایل

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان شیمی فیزیک آلی (مبانی مکانیسم واکنش های آلی) در 355 اسلاید

دانلود فایل پاورپوینت کامل و جامع با عنوان شیمی فیزیک آلی (مبانی مکانیسم واکنش های آلی) در 355 اسلاید

شیمی آلی زیر مجموعه ای از دانش شیمی است که دربارهٔ ترکیبات کربن یا مواد آلی سخن می گوید، عنصر اصلی که با کربن ترکیبات آلی را تشکیل می دهند، هیدروژن می باشد.
در گذشته به موادی که ریشه گیاهی یا حیوانی داشتند، مواد آلی (ارگانیک) می گفتند اما امروزه مواد آلی را می توان از طریق روش های صنعتی و آزمایشگاهی و به کمک مواد معدنی نیز سنتز کرد. در فرهنگ های فارسی معنای کلمه آلی منسوب به آلت و هر موجودی که دارای آلات (اعضا) مختلف باشد آماده است. همچنین ترکیبات آلیفاتیک نام شاخه ای از ترکیبات شیمی آلی است.
موادی که از منابع آلی بدست می آیند، در یک ویژگی مشترک هستند و آن اشتراک در دارا بودن عنصر کربن است. دو منبع بزرگ مواد آلی که از آنها مواد آلی با ترکیبات ساده، تأمین می شوند، نفت و زغال سنگ هستند، این دو ماده فسیلی در مفهوم قدیمی آلی بوده و حاصل تجزیه جانوران و گیاهان هستند. این ترکیبات ساده به عنوان مصالح ساختمانی، در ساختن ترکیبات بزرگتر و پیچیده تر مصرف می گردند. شیمی آلی، شیمی ترکیبات کربن با سایر عناصر به ویژه هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن، هالوژن ها و غیر فلزات دیگر نظیر گوگرد و فسفر است. هم چنین فلزاتی مثل منیزیم، مس وپالادیم هم در برخس ترکیب های آلی حضور دارند. الکل ها، اترها، هیدروکربن ها، آلدئیدها، کتون ها، کربوکسیلیک اسیدها، ترکیبات آلیفاتیک حلقوی، ترکیبات آروماتیک (مانند بنزن)، آمین ها، فنل ها، درشت مولکول ها و بسپارها (پلیمر) و نظیر آنها جزء مواد آلی بوده و مباحث شیمی آلی را به خود اختصاص داده اند. امروزه از مواد آلی و دانش شیمی آلی در رنگ سازی، کاغذ و جوهرسازی، مواد غذایی، پوشاک، پتروشیمی، مواد پلاستیکی ولاستیکی، داروسازی، پزشکی و ده ها صنعت دیگر بهره می برند. افزون بر بیست میلیون ترکیب شناخته شدۀ کربن وجود دارد و هر ساله نیم میلیونملکول جدید به خانواده مواد آلی اضافه می شوند. شیمی آلی شالوده زیست شناسی و پزشکی است. ساختمان موجودات زنده به غیر از آب، عمدتاً از مواد آلی ساخته شده اند، مولکول های مورد بحث در زیست شناسی مولکولی همان مولکول های آلی هستند. امروزه ما در عصر کربن زندگی می کنیم، هر روزه روزنامه ها و مجلات، ذهن ما را متوجه ترکیبات کربن نظیر کلسترول، چربی های اشباع نشده، هورمون ها، استروئیدها، حشره کش ها و فرومون ها می نماید. در دهه های گذشته به خاطر نفت، جنگ های متعددی راه افتاده است، همچنین دو فاجعه نازک شدن لایه اوزون که عمدتاً به خاطر وجود کلروفلوئوروکربن ها می باشد و پدیده گازهای گلخانه ای که ناشی از حضور متان، کلروفلوئوروکربن ها و دی اکسید کربن است، زندگی انسان ها را به خطر انداخته است.
ساختمان و ویژگی هاآرایش و درشتی مولکول های مواد آلیتا حدود سال ۱۸۵۰ میلادی بسیاری از دانشمندان بر این باور بودند که منشأ مواد آلی، جانداران و گیاهان هستند، آنها تصور می کردند که مواد آلی را هرگز نمی توان از مواد معدنی و غیر آلی تولید نمود. دانشمندان همواره دنبال پاسخ به این پرسش بودند که چه ویژگی در ترکیبات کربن وجود دارد که آنها را از ترکیبات مربوط به صد و چند عنصر دیگر جدول تناوبی متمایز کرده است. تعداد بسیاری از ترکیبات کربن وجود دارند که مولکول های آنها می توانند بسیار بزرگ و پیچیده باشند. تعداد ترکیباتی که دارای عنصر کربن هستند چندین برابر بیشتر از تعداد ترکیبات بدون کربن است. مولکول های آلی شامل هزاران اتم شناخته شده اند و ترتیب قرار گرفتن اتم ها حتی در مولکول های نسبتاً کوچک نیز بسیار پیچیده است. یکی از مسائل اصلی در شیمی آلی، آگاهی از طرز قرار گرفتن اتم ها درمولکول ها و یا تعیین ساختمان ترکیبات است.
اتم های کربن می توانند به میزانی که برای اتم هیچ عنصر دیگری مقدور نیست، به یکدیگر متصل شوند. مدل سه بعدی درشت مولکول مایتوتوکسین که یک ماده سمی شیمی-زیستی می باشدویژگی منحصر به فرد کربناتم های کربن می توانند به میزانی که برای اتم هیچ عنصر دیگری مقدور نیست، به یکدیگر متصل شوند. همچنین اتم های کربن می توانند زنجیرهایی شامل هزاران اتم و یا حلقه هایی با اندازه های متفاوت ایجاد نمایند، زنجیرها و حلقه ها می توانند دارای شاخه و پیوندهای عرضی باشند، به اتم های کربن این زنجیرها و حلقه ها، اتم های دیگری نیز می تواند وصل شود، این اتم ها معمولاً هیدروژن،فلوئور، کلر، برم، ید، اکسیژن، نیتروژن، گوگرد، فسفر و سایر اتم های مختلف می باشند. هر آرایش مختلف از اتم ها مربوط به ترکیب متفاوتی است و هر ترکیب یک سری خواص شیمیایی و فیزیکی خاص خود را دارد، از این رو غیرمنتظره نیست که امروزه ده ها میلیون ترکیب شناخته شده کربن وجود داشته باشد.
پیوند شیمیاییبررسی ساختمان مولکول ها را باید با بحث دربارهٔ پیوندهای شیمیایی یعنی نیروهایی که اتم ها را در یک مولکول نگاه می دارند، شروع نمود. دو نوع پیوند یونی و کووالانسی، پیوندهایی هستند که به وسیله آن اتم ها با یکدیگر اتصال برقرار می کنند. از میان این دو پیوند، پیوند کووالانسی، پیوند متدوال در ترکیبات کربن است و مهمترین پیوند در مطالعه شیمی آلی است.
مواد آلی در شیمی آلیمواد آلی دارای گستره ای بزرگ می باشند و بسیار متفاوت و متنوع هستند. از این دسته مواد می توان، پارافین ها، روغن ها، هیدرو کربن ها، الفین ها، استیلن ها، ترپن ها، الکل ها، اسیدهای کربوکسیلیک، استرها، اترها، اپوکسیدها، آلدئیدها، کتون ها، آمین ها، آمیدها، ترکیبات آروماتیک، اسیدهای آلی، ایزوسیونات ها، محصولات استخلافی بنزن، الیاف نساجی، رنگ های رنگرزی و صنعتی و ... را نام برد.
ترکیبات هیدرو کربنیبرخی از ترکیبات آلی فقط شامل دو عنصر، هیدروژن و کربن هستند و از این رو به عنوان هیدرو کربن شناخته می شوند. هیدرو کربن ها بر اساس ساختمانشان، به دو دسته اصلی، آلیفاتیک و آروماتیک تقسیم می شوند. هیدرو کربن های آلیفاتیک خود به گروه های آلکان ها، آلکن ها، آلکین ها و ترکیبات حلقه ای مشابه سیکلو آلکان ها و غیره تقسیم می گردند.
متانساده ترین ماده شیمی آلی متان است، مولکول متان دارای یک اتم مرکزی کربن و چهار اتم محیطی هیدروژن است که با زاویه ۱۰۹/۵ درجه دور اتم کربن قرار گرفته اند. متان محصول نهایی متلاشی شدن ناهوازی (بدون هوا) گیاهان یعنی از هم پاشیدگی بعضی از مولکول های پیچیده می باشد. متان تشکیل دهنده قسمت اعظم (حدود ۹۷ درصد) گاز طبیعی است. متان گاز آتشگیر خطرناک معادن زغال سنگ است و به صورت حباب های گاز از سطح مرداب ها خارج می گردد. گاز متان از ترکیب مونو اکسید کربن و هیدروژن حاصل می گردد.
کلرو فلوئورو کربن هامشتقات هالوژنه متان را کلرو فلوئورو کربن ها می گویند. اگر به جای هیدروژن های متان اتم های هالوژن جایگزین گردد، این محصولات حاصل می شوند. گازهای مورد استفاده در یخچال ها و کولرهای گازی و انواع اسپری، از این دسته مواد هستند. از جمله این مواد می توان به دی کلرو دی فلوئورو متان و کلرو تری فلوئورو متان اشاره کرد.

CF2Cl2 یا CFC12 دی کلرو دی فلوئورو متان
CF3Cl یا CFC11 کلرو تری فلوئورو متان

مدل اتمی دی کلرو دی فلوئورو متانآلکان هاآلکان ها که نقطه آغازگر آن ها متان است به ترکیبات غیر حلقوی و خطی کربن و هیدروژن اطلاق می شود، پیوند یگانه کووالانسی در این ترکیبات اتم های کربن و هیدروژن را به هم وصل کرده است. این هیدرو کربن ها بر اساس ساختمانشان به خانواده متان تعلق دارند و خواص آنها از خواص متان پیروی می کند. در آلکان ها تعداد اتم های هیدروژن نسبت به اتم های کربن، دو برابر به علاوه دو می باشد. یعنی مثلاً در مولکول بوتان، چهار اتم کربن و ده اتم هیدروژن وجود دارد. در آلکان ها، انتظار می رود هرچه تعداد اتم ها افزایش یابد، تعداد آرایش های ممکن اتم ها نیز زیادتر می شود. به تدریج که در سری آلکان ها پیش می رویم، تعدادایزومرها در همرده های متوالی به میزان شگفت آوری افزایش می یابند. برای مثال هپتان دارای نه ایزومر می باشد، یعنی در شیمی آلی نه ماده مختلف با خواص متفاوت هستند که همگی فرمولشان C7H16 است. برای نامیدن ترکیبات مختلف و پیچیده آلی از روش استاندارد آیوپاک استفاده می کنند روش ایوپاک با استفاده از فرمول های الکان ها استفاده میشود.

فهرست مطالب:
فصل اول: توصیف نظری مولکول های آلی
نظریه اوربیتال مولکولی
همپوشانی اوربیتالهای p
ترازهای انرژی بوتا دی ان
سیستم بنزن
نظریه اوربیتال مولکولی هوکل
معادلات عام برای سیستم های دو اتمی
دترمینان عام
روش هوکل
دترمینان عام برای سیستم های دو اتمی
محاسبه انرژی برای سیستم های دو اتمی
و...
فصل دوم: کاربرد روش های نظری
خصلت آروماتیک
انرژی رزونانس
گرمای تشکیل پلی ان خطی
انرژی رزونانس دوار
مقایسه DRE و DE جهت هیدروکربن های بنزوییدی
هیدروکربن های تک حلقه ای مزدوج
خصلت آروماتیسیته آنیون سیکلو پنتا دی ان
جایگزینی نوکلئوفیلی آلیفاتیک
و...
فصل سوم: تعیین مکانیسم واکنش های آلی
پیشنهاد یک مکانیسم قابل قبول
طبقه بندی واکنش ها
مطالعه محصولات
شیمی فضایی
نشان دار کردن ایزوتوپی
سینتیک
متداولترین موارد سینتیکی
مفاهیم مکانیسمی
و...
فصل چهارم: کربوکاتیون ها
مقدمه
ساختمان
پایداری کربوکاتیون
اثرهای الکترونی
هایپرکانجوگه شدن
سینتیک واکنش های SN1 و SN2
نوکلئوفیلیسیته
گروه آلکیل
گروه ترک کننده
طبقه بندی هالیدها
اثرات قطبش پذیری
اثرات حلال
سرعت نسبی واکنش SN2
و...
فصل پنجم: کربانیون ها
کربانیون ها
عوامل موثر در پایداری
جایگزینی الکتروفیلی آلیفاتیک
تراکم آلدولی
مکانیسم
نقش کاتالیزوری
اسید کاتالیست
مقایسه اسید خاص و عام
نمودار اسید کاتالیست خاص و عام
جایگزینی نوکلئوفیلی آروماتیک
مکانیسم افزایش - حذف
و...
فصل ششم: رادیکال های آزاد
تاریخچه
پایداری رادیکالهای آزاد
تشخیص رادیکال های آزاد
روش پایدار کردن رادیکالهای آزاد
واکنش های هومولیز
آغازگرها
واکنش های زنجیری
و...
فصل هفتم: کاربن ها
کاربن
ساختمان کاربن ها
واکنش های تهیه کاربن
انواع واکنش های کاربن ها
شیمی فضایی واکنش های کاربن
واسطه های شبه کاربنی
شواهد داخل شدن
و...
فصل هشتم: حالت های برانگیخته
طیف های حذبی الکترونی
انتقالهای اوربیتالی
ایجاد حالتهای برانگیخته به روش شیمیایی
انواع حالتهای برانگیخته و تبدیل آنها به یکدیگر
حالت های سه تایی
و...

شیمی فیزیک آلی

مکانیسم واکنش های آلی

کاربن

کربانیون

کربوکاتیون

رادیکال آزاد

مقاله