- Mật độ điện tích trên nguyên tử O của liên kết OH âm dần:
3.3.7.Một số dẫn xuất halogen
Bảng 3.12. Năng lượng, mật độ điện tích trên C của liên kết C-X, mật độ điện tích trên X và độ dài liên kết C-X (với X là F, Cl, Br, I)
Chất Năng lượng (kcal/mol) Mật độ điện tích trên C (ở liên kết C– X) Mật độ điện tích trên X Độ dài liên kết C – X ( o A) CH2=CH-CH2-F -136221,841 0,603 -0,486 1,450 CH2=CH-CH2-Cl -362355,796 0,513 -0,439 1,926 CH2=CH-CH2-Br -1687256,181 0,451 -0,370 2,056 CH2=CH-CH2-I -4394811,218 0,321 -0,222 2,197
Mật độ điện tích trên nguyên tử C của liên kết C-X giảm dần khi có nhóm thế halogen theo thứ tự F > Cl > Br > I
Mật độ điện tích trên nguyên tử halogen âm dần từ I đến F Độ dài liên kết tăng dần từ C - F đến C - I
Do đó, độ phân cực của liên kết tăng dần từ C – I đến C – F
Liên kết càng phân cực, tính ion càng cao, liên kết ion càng bền. Độ dài liên kết càng lớn, càng dễ bị đứt. Do đó khả năng tham gia phản ứng thế (ví dụ bằng nhóm –OH), tăng dần từ CH2=CH-CH2- F đến CH2=CH-CH2- I, phù hợp với thực tế khả năng phản ứng của các hợp chất đó.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian nghiên cứu, chúng tôi đã thu được một số kết quả chính như sau: 1. Chọn được phương pháp bán kinh nghiệm thích hợp DFT – B3LYP của phần mềm Gaussian 03 để tính các tham số hóa học lượng tử cho một số phân tử ankan,
anken, ankin, aren và một số dẫn xuất của chúng.
2. Tính được các tham số hóa học lượng tử của các nhất nêu trên. Kết quả thu được gồm:
- Hình học phân tử: cấu trúc hình học phân tử, độ dài liên kết,… - Sự phân bố mật độ điện tích trên các nguyên tử
- Năng lượng toàn phần của các chất nghiên cứu. Trên cơ sở đó xác định hướng phản ứng.
3. Khảo sát quy luật phản ứng trên cơ sở định lượng bằng các tham số lượng tử thu được ở trên. Kết quả tính toán hoàn toàn phù hợp với kết quả thực nghiệm. Đó là: a. Tính chất đặc trưng của ankan là phản ứng thế Halogen vào nguyên tử H và phản ứng ưu tiên thế vào H của cacbon có bậc cao hơn ( C có ít H hơn )
b. Tính chất đặc trưng của anken và ankin là phản ứng cộng
Ngoài ra các ank-1-in còn có tính axit yếu, nguyên tử H của C đầu mạch có thể bị thay thế bởi ion kim loại (Ag+)
c. Benzen và các chất đồng đẳng có phản ứng đặc trưng là thế. Đồng đẳng của benzen phản ứng dễ dàng hơn benzen và các tác nhân ưu tiên thế vào vị trí ortho và para. Khi vòng benzen có sẵn các nhóm thế hút e thì phản ứng thế xảy ra khó khăn hơn benzen và ưu tiên thế vào vị trí meta.
d. Các axit không no thường có tính axit mạnh hơn axit no tương ứng vì Csp2 có độ âm điện lớn hơn Csp3 . Tính axit tăng dần theo dãy
CH3-CH2-CH2-COOH < transCH3CH=CHCOOH < CH2=CHCH2COOH Những kết quả thu được của luận văn được thực nghiệm khẳng định. Điều đó cho thấy hóa học lý thuyết (cấu tạo chất, hóa học lượng tử) với sự phát triển của công nghệ thông tin có thể đi trước một bước để định hướng cho các thí nghiệm cần thực hiện.