Substitution

Beschreibung / Inhalt
Das vorliegende Dokument beschäftigt sich mit dem Thema der Substitution in der Chemie. Es werden verschiedene Aspekte dieser Reaktion beschrieben. Ausgangspunkt ist die Erklärung, dass bei einer Substitution Atome eines Moleküls durch andere Atome oder Atomgruppen ersetzt werden. Dies geschieht beispielsweise bei der Chlorierung von Methan, wo H-Atome durch Cl-Atome ersetzt werden. Um eine Spaltung von Atombindungen herbeizuführen, ist Energie in Form von Erhitzung oder Bestrahlung notwendig. Es werden zwei Arten der Spaltung von Atombindungen unterschieden: die homolytische und die heterolytische Spaltung. Bei ersterer entstehen Radikale, bei letzterer Ionen. Radikale und Ionen sind meist nur Zwischenprodukte, die schnell weiter reagieren.

Besonderes Augenmerk wird auf die radikalische Substitution gelegt, die als typische Reaktion für Alkane beschrieben wird. Hier wird die Atombindung homolytisch gespalten und die Reaktion wird durch ein Radikal eingeleitet. Anhand der Chlorierung von Methan wird der radikalische Substitutionsmechanismus erläutert. Es wird gezeigt, dass Chlor-Radikale auf Methan treffen und dabei Chlorwasserstoff und Methy-Radikale gebildet werden. Die gebildeten Radikale reagieren mit weiteren Chlormolekülen, wodurch neben Chlormethan auch neue Chlor-Radikale entstehen. Eine Reaktion zwischen Radikalen führt schließlich zu einem Ende der Reaktion.

Insgesamt wird in dem vorliegenden Dokument die Substitution als Reaktion in der Chemie gut verständlich erklärt. Es werden verschiedene Aspekte betrachtet, wobei der Fokus auf der radikalischen Substitution liegt. Zusätzliche Begriffserläuterungen wären für Außenstehende hilfreich gewesen.
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Auszug aus Referat
Substitution: Bei einer Substitution werden Atome eines Moleküls durch andere Atome oder Atomgruppen ersetzt. Zum Beispiel, bei der Chlorierung von Methan (siehe unten), werden die H-Atome durch Cl-Atome ersetzt. Damit sich ein Molekül aufspaltet, ist Energie nötig, die man zum Beispiel durch Erhitzen oder Bestrahlung erhält. Bsp.: Reaktion Methan mit Chlor: 1.) Zunächst entsteht Monochlormethan. CH4 Cl2 à CH3Cl HCl Methan Monochlormethan 2.) Bei der Substitution können auch mehrere H-Atome ersetzt werden. CH3Cl HCl à CH2Cl2 HCl Dichlormethan Durch die größere Elektronennegativität von Chlor (als Kohlenstoff), sind C - Cl Verbindungen satbiler und polar. Spaltung von Atombindungen: Es gibt zwei Möglichkeiten eine Atombindung zu spalten: 1.) die homolythische Spaltung: sie führt zu zwei Teilchen, die jeweils ein ungepaartes Elektron besitzen ( Radikale). Radikale führen zu einem radikalischen Mechanismus. Bsp.: A - B Z A B 2.) die heterolytische Spaltung: Da hier die Elektronen unsymmetrisch angeordnete sind ( polares Molekül), entstehen bei einer Spaltung Teilchen mit Elektronenmangel bzw. Elektronenüberschuß. Das bindende Elektronenpaar bleibt am negativerem Atom. Unter extremen Bedingungen können auch Ionen entstehen. Die bei dieser Reaktion entstehenden Teilchen führen zu einem ionischen Mechanismus. Bsp.: A - B Z A B- Radikale und Ionen sind meist nur Zwischenprodukte, die schnell weiter reagieren. radikalische Substitution: Die Substitution ist eine typische Reaktion ...
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