22. Halogenderiváty uhlovodíků

22. HALOGENDERIVÁTY UHLOVODÍKŮ

• vznikají náhradou jednoho nebo více vodíkových atomů v molecule uhlovodíku halogenem
• obecný vzorec: R - X
• systematické názvosloví (substituční): HALOGEN + UHLOVODÍK
• systematické názvosloví (radikálové): ALKYL + HALOGENID
• triviální názvosloví: např. jodoform, chloroform
• rozlišujeme: ALKYLHALOGENIDY S ACYKLICKÝM NEBO CYKLICKÝM UHLOVODÍKOVÝM ZBYTKEM
ARYLHALOGENIDY S AROMATICKÝM UHLOVODÍKOVÝM ZBYTKEM

VLASTNOSTI
• nejnižší halogenderiváty jsou plyny, ostatní jsou kapaliny s charakteristickým zápachem (např. chloroform) nebo pevné látky (např. jodoform)
• nerozpustné ve vodě, rozpustné v organických rozpouštědlech
• kapaliny jsou dobrými rozpouštědly
• některé mají narkotické účinky (např. chloroform, tetrachlormethan) nebo slzotvorné účinky (např. benzylchlorid), také karcinogenní (dioxiny, polychlorované bifenyly) a nebezpečné pro životní prostředí (freony)
• hustota a bod varu je u halogenových derivátů vyšší ve srovnání s uhlovodíky, od kterých jsou odvozeny
• jsou často toxické
• v životním prostředí bývají pomalu odbourávány, což ve spojení s jejich velkou rozpustností v tucích vede k akumulaci v živých organismech a potravních řetězcech

CHARAKTERISTIKA VAZBY
• vazba C - X je polární (díky velkému rozdílu elektronegativit mezi uhlíkem a halogenem)
• na uhlíku se vytváří částečně kladný a na atomu halogenu částečně záporný náboj, vazebný elektronový pár je blíže u atomu halogenu (má větší elektronovou hustotu)
• vazba se štěpí hydrolyticky, vazebný pár elektronů se přesune k atomu halogenu a odštěpí se halogenidový anion

C δ+ - X δ-

• polarita vazby v halogenderivátech klesá od fluoru k jodu
• nejreaktivnější je vazba C - I, neboť je nejsnáze polarizovatelná, jelikož atom jódu je z halogenu nejobjemnější a jeho valenční elektrony jsou poutány nejvolněji (činidlo může svým nábojem snadno vychýlit pár vazebných elektronů z původní polohy a usnadnit tak její zánik)
• polarizovatelnost stoupá od fluoru k jódu
• s klesajícím protonovým číslemhalogenu klesá reaktivita halogenderivátů
• halogenalkany jsou většinou reaktivnější než halogenalkeny popřípadě halogenareny
• jednoduchá (σ) vazba vyvolává záporný indukční efekt I- - ten ovlivňuje sousední uhlíky a vodíky na těchto uhlících, ty dostávají povahu kationtů, protože uhlík ochuzený vlivem I– o elektrony si je od nich přitáhne kyselý charakter sloučeniny; polární character vazby se přenáší I na sousední vazby, elektronová hustota je tím nižší, čím blíže je uhlíkový atom k vazbě C - X, hodnota částečných kladných nábojů klesá s roustoucí vzdáleností od vazby
• v molekulách obsahujících konjugované násobné vazby (v aromatických sloučeninách) vykazují kladný mezomerní efekt M+, zvýšená elektronová hustota je v polohách 1- a 3-
• reakce probíhá na uhlíku, kde je navázán halogen typickou reakcí je nukleofilní substituce