16. HALOGENDERIVÁTY A DUSÍKATÉ DERIVÁTY

16. Halogenderiváty a dusíkaté deriváty organických sloučenin

Charakteristika

Jedná se o sloučeniny, kde jeden nebo více atomů vodíku byl nahrazen halogenem (Cl, F, I, Br). Jedná se buď o:

• Alkylhalogenidy – halogen je připojen na acyklický uhlovodíkový zbytek

• Arylhalogenidy – halogen je připojen přímo na aromatické jádro

Halogenderiváty patří mezi polární sloučeniny, neboť elektronegativita atomů halogenů je vyšší než elektronegativita atomu uhlíku C (X = 2,5).

Rozbor struktury

Nitroskupina – vazby mezi atomy dusíku a atomy kyslíku jsou rovnocenné; 3 formy rezonance:

$\overline{}$ $\overline{}$⊝| $\overline{}$

R – N ⟷ R – N⨁ ⟷ R – N⨁

$\overline{}$ $\overline{}$ $\overline{}$⊝|

Názvosloví

Název halogensloučenin se podle substitučního principu skládá z předpony obsahující název halogen a z názvu základního hydridu. Názvy halogenů a jiných substituentů se řadí abecedně.

Trichlor methan

Některé halogensloučeniny mají triviální názvy:

Trichlormethan=chloroform, trijodmethan=jodoform nebo 2-chlorbuta-1,3-dien = chloropren.

Chemické vlastnosti

Vazba mezi uhlíkem a halogenem je polární, její energie klesá od fluoru k jodu, snadno se štěpí. Reaktivita se obvykle vysvětluje silnou polaritou vazby v důsledku značné elektronegativity halogenů, především fluoru a chloru. V této souvislosti se mluví o záporném indukčním efektu, jak to plynu ze srovnání elektronegativit halogenů s uhlíkem. Indukční efekt je změna elektronové hustoty působením substituentu s rozdílnou elektronegativitou. K této změně dochází vlivem polarizace vazby. Záporný indukční efekt znamená, že atomy nebo funkční skupiny (substituenty), které přitahují vazebné elektrony silněji než vodík (jsou elektronegativnější) a tudíž snižují elektronovou hustotu, mají záporný indukční efekt.

Využití těchto sloučenin v praxi

• Tetrachlormetan

- organické rozpouštědlo, karcinogenní, toxický,
- dříve v hasících přístrojích

• Kelen (chlorethan)

• rychle se vypařuje, lokální anestetikum

  • Chloropren (2 chlor buta 1,3 dien)

• Neopren, chloroprenové kaučuky

  • Iodoform (1,1,1 trijod metan)

• používá se jako povrchová desinfekce

  • Trichlorethylen

• rozpouštědlo, používá se k chemickému čištění, jedovaté páry

• Freony

• Dříve hnací plyny pro aerorosoly a jako chladící médium v ledničkách a klimatizacích

• Fluoro a chloro deriváty uhlovodíků (např. CF2Cl2)

• Po uvolnění freonů do atmosféry stoupají do ozonové vrstvy, kde se za vlivu UV záření rozpadají na volné radikály, které atakují molekuly O3 za vzniku O2 a .O -> vznik ozonových děr – oblast s oslabenou vrstvou ozonu

Objasnit principy výroby plastů na bázi halogenderivátů (PVC, teflon)

Polyvinylchlorid (PVC) je produktem polymerace vinylchloridu. Lze jej za tepla dobře tvarovat a je výborným vodoinsatalačním materiálem. Používá se k výrobě pláštěnek, hraček, podlahového materiálu apod.