نسخة الفيديو النصية
عند خلط الإيثان مع عنصر البروم وتعرض الخليط للأشعة فوق البنفسجية، يتفاعل الاثنان معًا تفاعل استبدال. المعادلة الموزونة غير المكتملة لهذا التفاعل هي كالآتي. يتفاعل C2H6 زائد Br2 لتكوين X زائد HBr. أوجد الصيغة الجزيئية للناتج X ومعامله التكافئي.
يعرف تفاعل الاستبدال بأنه نوع من التفاعلات يزال فيه جزء من الجزيء ويحل محله شيء آخر. يمكن أن يتضمن هذا النوع من التفاعلات استبدال ذرة واحدة مثل البروم أو الكلور أو اليود. ويمكن أن تتضمن التفاعلات أيضًا مجموعات وظيفية كاملة، مثل مجموعات الديازو أو التوسيل. المجموعة الوظيفية هي مجموعة من الذرات داخل جزيء بترتيب ترابط معين. الديازو والتوسيل، على سبيل المثال، عبارة عن مجموعات من الذرات المتعددة التي لها روابط ضعيفة مع الكربون، ويمكن إزاحتها بسهولة في تفاعلات الاستبدال.
في هذا السؤال، يتفاعل الإيثان، وهو ألكان، مع البروم، وهو هالوجين. وهذا مثال على تفاعل الاستبدال للألكانات مع الهالوجين العنصري، وهو أكثر تفاعلات الاستبدال التي نجريها على الألكانات شيوعًا. في هذه التفاعلات، يتفاعل ألكان مع هالوجين عنصري لتكوين هالو ألكان زائد هاليد الهيدروجين. في تفاعل الاستبدال الأحادي، تستبدل ذرة هيدروجين واحدة من كل جزيء من جزيئات الألكان، وهذا هو سبب تسميته بتفاعل الاستبدال الأحادي. وهذا يعطي ألكانًا يتضمن ذرة واحدة من الهالوجين وهاليد الهيدروجين باعتبارهما ناتجين.
أحد الأمثلة على ذلك هو تفاعل البروبان مع عنصر الكلور. في هذا التفاعل، تحل إحدى ذرات الكلور في عنصر الكلور محل إحدى ذرات الهيدروجين في البروبان، حيث سنختار ذرة هيدروجين طرفية في هذا المثال. وهذا يعطينا النواتج: 1-كلوروبروبان وكلوريد الهيدروجين. في هذه المرحلة، من المهم أن نؤكد على أننا اخترنا الهيدروجين الطرفي للاستبدال في هذا المثال. ولكن هذا التفاعل كان من الممكن أن يحدث للكربون غير الطرفي أيضًا.
في التفاعل المذكور سابقًا للإيثان مع عنصر البروم، يمكننا تحديد أننا نجري تفاعل استبدال أحادي. وذلك لأننا نستخدم في التفاعل معاملًا تكافئيًّا واحدًا لكل مادة من المواد. نلاحظ أيضًا أننا نكون مكافئًا واحدًا لـ HBr باعتباره أحد نواتج التفاعل. في هذه المرحلة، يمكننا مقارنة التفاعل الموجود في السؤال بمثال التفاعل الموضح. في كلا التفاعلين، لدينا مكافئ واحد للألكان يتفاعل مع مكافئ واحد للهالوجين. والنواتج هي مكافئ واحد لهاليد الهيدروجين، لكننا نفتقد إلى ناتج الهالو ألكان. وهذا يعني أن الحرف X لا بد أن يمثل ناتج الهالو ألكان لتفاعل الاستبدال الأحادي.
ومن ثم إذا حلت إحدى ذرات البروم من عنصر البروم محل إحدى ذرات الهيدروجين من الإيثان، فسنتمكن من الإجابة عن هذا السؤال. عند خلط الإيثان مع عنصر البروم وتعرض الخليط للأشعة فوق البنفسجية، يتفاعل الاثنان معًا تفاعل استبدال. المعادلة الموزونة غير المكتملة لهذا التفاعل هي كالآتي. يتفاعل C2H6 زائد Br2 لتكوين X زائد HBr. أوجد الصيغة الجزيئية للناتج X ومعامله التكافئي. والإجابة الصحيحة هي C2H5Br، بمعامل تكافئي يساوي واحدًا.
