20.17
Die radikalische Halogenierung von Alkanen folgt einer unterschiedlichen Reaktivitätsordnung für verschiedene Halogene.
Dieser Unterschied lässt sich aus der Thermodynamik der Reaktion verstehen.
Für die Alkanhalogenierung ist der Entropieterm vernachlässigbar, da die Anzahl der Reaktanten und Produktmoleküle gleich ist. Daher wird ΔG äquivalent zu ΔH.
Denken Sie an die radikalische Fluorierung von Methan. Die Enthalpie der Reaktion wird aus den Dissoziationsenergien der aufgebrochenen und gebildeten Bindungen geschätzt.
Das Gesamt-ΔH für die Reaktion ist negativ und groß, was die Reaktion thermodynamisch günstig, aber hochexplosiv und unpraktisch macht.
Umgekehrt macht der positive ΔH-Wert für die Jodierung diese thermodynamisch ungünstig und unmöglich zu erreichen.
Daher sind nur Chlorierung und Bromierung mit negativen ΔH-Werten thermodynamisch günstig und praktisch machbar.
Ein Vergleich der beiden Reaktionen zeigt, dass die Bromierung langsamer abläuft als die Chlorierung.
Ein genauerer Blick auf die einzelnen Vermehrungsschritte zeigt, dass der erste Vermehrungsschritt der Bromierung endothermer ist, was sich auf die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit auswirkt.
Da die Nettoreaktion noch exotherm ist, kommt es zur Bromierung, allerdings langsam.
Die thermodynamische Günstigkeit einer Reaktion wird durch die Änderung der freien Gibbs-Energie (ΔG) bestimmt. ΔG hat zwei Komponenten - Enthalpie (Δ…
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