JoVE Logo

Sign In

6.7 : تفاعل SN2: الحركية

الدراسات الحركية وأهميتها

في التفاعل الكيميائي، توجد علاقة بين تركيز المواد المتفاعلة وسرعة التفاعل. وتعرف الدراسة لقياس هذه العلاقة بحركية التفاعل الكيميائي. تُستخدم الدراسات الحركية لاستنتاج قانون سرعة التفاعل الكيميائي، والذي يوفر معلومات حول الأنواع المشاركة أثناء الحالة الانتقالية للمرحلة المُحددة للمعدل. وهكذا فإن الدراسات الحركية تساعد في استخلاص آلية التفاعل.

الدراسات الحركية: كيفية قياس المعدل؟

يحدث التفاعل الكيميائي بمعدل معين عند درجة حرارة وضغط ومذيب معين. لا يمكن تحديد سرعة التفاعل إلا تجريبيا. وللقيام بذلك، يتم قياس معدل اختفاء المواد المتفاعلة أو معدل ظهور المنتجات في خليط التفاعل. في فترات زمنية محددة، يتم سحب عينات من خليط التفاعل وتحليلها لمعرفة تركيز المواد المتفاعلة أو المنتجات المتكونة. علاوة على ذلك، مع الحفاظ على درجة الحرارة وظروف المذيب كما هي، يتغير التركيز الأولي للتفاعل لملاحظة التأثير على سرعة التفاعل.

تفاعلات الاستبدال النيوكليوفيلية والحركية

في ثلاثينيات القرن العشرين، درس الكيميائيان البريطانيان السير كريستوفر إنجولد وإدوارد د. هيوز حركية المعدل لتفاعلات الاستبدال المختلفة لفهم الآلية المحتملة لتفاعلات الاستبدال المحبة للنواة (النيوكليوفيلية). ولاحظوا أن تفاعل الاستبدال المحب للنواة لهاليد الألكيل يتم من خلال آليتين محتملتين - إما في خطوة واحدة أو عبر خطوتين.

بالنسبة لتفاعلات معينة، مثل الكلوروميثان وهيدروكسيد الصوديوم، يعتمد سرعة التفاعل على تركيز كل من النيوكليوفيل وهاليد الألكيل. وعلى وجه التحديد، لاحظوا أنه عند مضاعفة تركيز أي من المواد المتفاعلة، يتضاعف سرعة التفاعل. علاوة على ذلك، عندما تضاعف تركيز المادتين المتفاعلتين، زاد المعدل أربع مرات، كما هو موضح في الجدول 1.

الجدول 1. دراسة سرعة التفاعل بين الكلوروميثان والهيدروكسيد عند 60 درجة مئوية

رقم التجربة التركيز المبدئي
[CH3Cl]
Initial
[HO]
التركيز المبدئي
(mol L1s−1)
1 0.0010 1.0 4.9 × 10⁻7
2 0.0020 1.0 9.8 × 10⁻7
3 0.0010 2.0 9.8 × 10⁻7
4 0.0020 2.0 19.6 × 10⁻7

وبذلك وجد أن معادلة المعدل هي:

معدل ∝ [CH3Cl][HO⁻]

يوضح هذا أن المعدل هو من الدرجة الأولى فيما يتعلق بتركيز كل مادة متفاعلة ومن الدرجة الثانية بشكل عام.

تفاعلات SN2 والحركية

  • تشير حركية التفاعل أعلاه إلى أنه لكي يحدث الاستبدال، يتصادم النيوكليوفيل وهاليد الألكيل في خطوة واحدة لتكوين المنتج.
  • يُقال إن جزيئية مثل هذه التفاعلات ثنائية الجزيئية حيث يشارك نوعان في خطوة تحديد المعدل.
  • وبالتالي، فإن التفاعل بين كلورو ميثان وهيدروكسيد الصوديوم هو تفاعل SN2، حيث يشير S إلى الاستبدال، وN إلى النيوكليوفيل، و2 إلى تفاعل ثنائي الجزيئي.

Tags

SN2 ReactionKineticsReactantsRateRate LawTransition StateMechanismTemperaturePressureSolventExperimentallyReactantsProductsConcentrationNucleophilic Substitution Reactions

From Chapter 6:

article

Now Playing

6.7 : تفاعل SN2: الحركية

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

8.3K Views

article

6.1 : ألكيل هاليدس

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

16.3K Views

article

6.2 : تفاعلات الاستبدال النووي

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

16.1K Views

article

6.3 : المحبة للنوكليات

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

13.2K Views

article

6.4 : المحبة للكهرباء

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

10.4K Views

article

6.5 : مغادرة المجموعات

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

7.5K Views

article

6.6 : الكربوكاتيون

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

11.0K Views

article

6.8 : رد فعل SN2: آلية

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

14.1K Views

article

6.9 : SN2 التفاعل: الحالة الانتقالية

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

9.6K Views

article

6.10 : SN2 التفاعل: الكيمياء الفراغية

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

9.3K Views

article

6.11 : رد فعل SN1: الحركية

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

7.7K Views

article

6.12 : SN1 التفاعل: آلية

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

11.7K Views

article

6.13 : SN1 التفاعل: الكيمياء الفراغية

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

8.3K Views

article

6.14 : التنبؤ بالمنتجات: SN1 مقابل SN2

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

13.2K Views

article

6.15 : ردود فعل الإقصاء

Nucleophilic Substitution and Elimination Reactions of Alkyl Halides

13.3K Views

See More

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved