Organische Structuur en Chemische Reactiviteit

• Wanneer reageren moleculen met elkaar?


  wanneer ze in de juiste orientatie botsen, wanneer de activeringsenergien overstijgen, wanneer de afstotende krachten overwinnen en wanneer het gunstige elektrostatische interacties zijn
• Hoe bewegen elektronen?


  Elektronen stromen van nucleofiel naar elektrofiel, deze bewegingen geven we aan met en kromme pijl. Deze binding is natuurlijk elektrostatisch gunstig.
• Wat is een nucleofiel?


  Een nucleofiel deeltje is elektronen rijk, maar hoeft niet perse negatief geladen te zijn. Hebben meestal veel elektronen over.
• Hoe herken je nucleofielen?


  Door een negatieve lading, dubbele binding en door een sigma binding aan een elektro-positieve atoom
• Wat is een elektrofiel?


  Een elektrofiel deeltje is elektronen arm, maar heeft niet altijd een positieve lading.
• Hoe herken je een elektrofiel?


  Door een positieve lading, een neutrale molecuul met een lege p orbitaal, een dubbele binding aan een elektronegatieve atoom en een sigma binding aan een elektronegatieve atoom.
• Waarom is orbitaaloverlap essentieel voor reacties?


  Zonder orbitaaloverlap is het fysiek niet mogelijk voor een reactie om plaats te vinden.
• Wanneer is de energiewinst maximaal?


  als het energieverschil tussen HOMO en LUMO klein is: als de HOMO van de nucleofiel relatief hoog is in energie en als de LUMO van de elektrofiel relatief laag is in energie.
• Wat is HOMO?


  the Highest Occupied Molecular Orbital
• wat is LUMO?


  the Lowest Unoccupied Molecular Orbital
• Waarom zijn halogenen goeie elektrofielen?


  Hoe groter een atoom hoe langer een binding tussen de atomen, dus wordt de overlap tussen de orbitalen zwakker, dus LUMO ligt relatief laag.
• Wat is de Burgi-Dunitz hoek?


  De Burgi-Dunitz hoek is de hoek tussen de nucleofiele aanval en de vertrekkende groep in een nucleofiele substitutiereactie.
• Wat is chemoselectiviteit?


  Als een molecuul alleen met een beperkt aantal functionele groepen reageert.
• Wat is protonatie?


  wanneer een proton wordt toegevoegd aan een molecuul
• Wat is deprotonatie?


  wanneer een proton van een molecuul af wordt gehaald
• Wat betekent intra?


  binnen hetzelfde systeem
• wat betekent inter?


  tussen verschillende systemen
• Waar staat Ar voor?

  een aromatische groep
• Waar staat Me voor?


  een methylgroep
• What is the activation energy?

  The minimum energy required for a reaction
• What is the mechanism of the reaction?

  the detailed description of the pathway the electrons take
• What is an electrophile?

  A molecule that accepts electrons
• What is a nucleophile?

  A molecule that donates electrons
• What are the best organic reaction?

  Ones in which the energies of the interacting orbitals are similar in energy
• The nucleophile's filled orbital is low in energy
• The electrophile's empty orbital is high in energy
• What is the best interaction?

  Between the highest in energy of all the filled orbitals (HOMO) and the lowest in energy of all unoccupied orbitals (LUMO)
• How to identify a nucleophile?

  it is either negatively charged, neutral w/ electrons in HOMO, non-bonding lone pairs of electrons
• How to identify an electrophile?

  neutral/positive charge w/empty atomic orbital, low-energy antibonding orbital that accepts electrons
• If the starting materials are charged, then the products must have, overall, the same charge
• Additions to carbonyl groups generally consist of two steps:

  1. Nucleophilic attack on the carbonyl group
  2. Protonation of the anion that results
• When is a bond polarized?

  Asymmetric charge distribution.
• When the carbonyl group reacts with a nucleophile, electrons move from the HOMO of the nucleophile into the LUMO of the electrophile
• Filling antibonding orbitals does what?

  It breaks bonds; as the electrons enter the antibonding pi * orbital the pi bond is broken leaving only the sigma bond in tact.
• The electrons that come from broken bonds do not vanish, that is why the charge of the molecule changes
• As the carbonyl group changes it hybridization, its bond angles change as well, this change affects molecules differently depending on the substituents
• What are steric effects?

  Effects that result from the size of the substituents and the repulsion between them
• What is steric hindrance?

  The repulsive force experienced by large substituents
• What is steric hindrance caused by?

  The repulsion between the electrons in all the filled orbitals of the alkyl substituents
• What is the Burgi-Dunitz trajectory?

  The angle at which nucelophiles appraoch C=O bonds; 107 degrees, this is close to the angle at which the new bond will form