a)

Typ i mechanizm reakcji: addycja elektrofilowa.

 

b)

Równanie reakcji:

 

---

Wyjaśnienie:

Reguła Markownikowa mówi, że podczas przyłączania cząsteczek typu H–X (np. H-Cl, H-Br, H-I, H-OH) do wiązań wielokrotnych, atom wodoru dołącza się do atomu węgla zawierającego więcej atomów wodoru, natomiast atom (lub grupa) X – do atomu węgla uboższego w wodory. W najprostszych słowach: "wodór idzie tam gdzie jest więcej wodorów". Poniżej znajduje się schemat reakcji addycji HCl do but-1-enu:

Produktem głównym reakcji jest 2-chlorobutan. Jest to reakcja addycji elektrofilowej. Czynnikiem, który ją inicjuje jest elektrofilowy kation H⁺, który atakuje cząsteczkę w miejscu wiązania podwójnego alkenu, czyli w miejscu nagromadzenia dużej ilości cząstkowego ładunku ujemnego.

Reguła Zajcewa mówi, że w reakcji eliminacji fluorowcopochodnych węglowodorów produktem głównym jest ten związek, który jest bardziej podstawiony, czyli zawiera więcej podstawników alkilowych przyłączonych do atomów węgla tworzących wiązanie wielokrotne. Innymi słowy, spośród możliwych izomerów alkenów/alkinów, produktem głównym będzie ten, w którym wiązanie podwójne powstaje między atomami węgla o wyższej rzędowości. Poniżej znajduje się schemat reakcji eliminacji cząsteczki HCl z produktu głównego poprzedniej reakcji, w którym oznaczono rzędowości atomów węgla:

Reakcje chemiczne można podzielić na kilka podstawowych typów:

• Addycja polega na przyłączeniu cząsteczki do wiązania wielokrotnego w związku organicznym, na przykład w reakcji alkenu z cząsteczką pierwiastka 17. grupy układu okresowego lub fluorowcowodoru.
• Substytucja polega na zastąpieniu jednego atomu lub grupy atomów innymi atomami lub grupami, co zachodzi np. w reakcjach alkanów z cząsteczkami pierwiastków 17. grupy pod wpływem światła.
• Eliminacja prowadzi do usunięcia atomów lub grup z cząsteczki, co najczęściej prowadzi do utworzenia wiązania wielokrotnego.

Mechanizm reakcji określa się na podstawie czynnika inicjującego jej zajście:

• Początek reakcji zachodzącej zgodnie z mechanizmem elektrofilowym, jest związany z atakiem elektrofila na atom węgla, w którym występuje nagromadzenie cząstkowego ładunku ujemnego, najczęściej związanego z obecnością wiązania wielokrotnego.
• W reakcji rodnikowej inicjacja następuje przez powstanie silnie reaktywnego rodnika, który następnie reaguje z innymi cząsteczkami.
• Reakcja nukleofilowa polega na ataku nukleofila, na atom węgla w którym występuje nagromadzenie cząstkowego ładunku dodatniego, które najczęściej wynika z obecności wiązania danego atomu węgla z innym silnie elektroujemnym pierwiastkiem.

Elektrofil - cząsteczka lub jon, którą charakteryzuje niedobór elektronów i zdolność do ich przyjęcia (np.: H⁺ (H₃O⁺), Cl⁺, Br⁺, NO₂⁺ oraz AlCl₃).

Nukleofil - cząsteczka lub jon bogaty w elektrony, który może być ich donorem (np.: OH^-, CN^-, H₂O, NH₃, Cl^-oraz Br^-).

Rodnik - silnie reaktywna drobina posiadająca niesparowany elektron (np.: Cl⋅, CH₃⋅, Br⋅).