4. Энергия Гиббса. (g).

1. Энергия Гиббса – это часть потенциальной энергии реагирующих веществ, которая может быть использована для осуществления полезной работы. Del’ta G=del’ta H-T*del’ta S

Энтальпийный фактор.

Определяет стремление системы снизить свою энергию за счет образования сложных частиц из более простых, при этом совершается полезная работа.

Энтропийный фактор.

Определяет стремление системы к хаотичному, неупорядоченному состоянию, за счет распада сложных частиц на более простые и распределению их по всему объему системы.

Величина G служит критерием возможности самопроизвольного протекания процессов.

Процесс протекает самопроизвольно, если G<0.

При G>0, процесс самопроизвольно не протекает.

Если G=0, то в системе установилось состояние равновесия.

Живой организм представляет собой типично открытую систему непрерывно обменивающуюся с окружающей средой и веществом и энергией. Все биохимические процессы, происходящие в клетках живых организмов, протекают в условиях постоянства температуры и давления. Человеческий организм – как и любой живой организм – открытая термодинамическая система. Основной источник энергии для него – химическая энергия, заключенная в пищевых продуктах.

Процессы, при которых в условиях p=const и T=const – энергия Гиббса, а при V=const, T=const - энергии Гельмгольца убывают – называют экзэргоническими, а процессы, при которых эти величины возрастают - эндэргоническими.

Состояние химического равновесия характеризуется законом действующих масс, который утверждает, что для реакции общего вида: a моль вещества A + b моль вещества B = c моль вещества C + d моль вещества D, в состоянии химического равновесия при постоянстве внешних условий, отношение произведения концентраций продуктов на произведение концентраций реагентов, взятых с учетом стехиометрического количества, есть величина постоянная и называется константой химического равновесия (К_С);

К_С=([C^c][D^d])/([A^a][B^b])

Константа равновесия зависит от температуры и природы реагирующих веществ, не зависит от концентрации.

То, или иное поведение равновесной системы, направление сдвигов, происходящих в ней под влиянием изменения разных факторов может быть предсказано на основе принципа Ле-Шателье – Брауна: если на систему, находящуюся в истинном термодинамическом равновесии, воздействовать извне, изменяя при этом одно из условий, определяющих положение равновесия (t,p,C ), то в системе развиваются процессы, смещающие равновесие в том направлении при котором эффект произведенного воздействия будет ослаблен.

2)Ненасыщенные углеводороды - алкены, циклоалкены, алкадиены и алкины – проявляют способность к реакциям присоединения, так как содержат двойные или тройные связи. Более важной является двойная связь. За счет электронов П-связи в молекулах алкенов имеется область повышенной электронной плотности. Поэтому они представляют собой нуклеофилы, и следовательно, склонны подвергаться атаке электрофильным реагентом. Присоединение к алкенам (гидрирование, галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация( в кислой среде)

Правило Марковникова: при присоединений протонных кислот или воды к несимметричным алкенам водород присоединяется к наиболее гидрогенизированному атому углерода двойной связи, т.е. атому углерода, содержащему большее число атомов водорода. Сформулировано в 1869 году.

Сопряженными - называются системы с чередующимися простыми и двойными связями, или системы, в которых у соседнего с двойной связью гетероатома имеется р-орбиталь с неподеленной парой электронов. Для ароматических соединений бензольного ядра, конденсированных и гетероциклических ароматических соединений характерны реакции , не приводящие к нарушению ароматической системы, т.е. реакции замещения. Они не склонны вступать в реакции присоединения или окисления, ведущие к нарушению ароматичности. Реакции электрофильного замещения: Галогенирование(в присутствии FeBr3), нитрование (в присутств H2SO4), сульфирование, алкилирование, ацилирование.

При взаимодействии бензола с электрофилом равновероятна атака любого из шести равноценных атомов углерода ароматического кольца, что всегда приводит к единственному монозамещенному продукту. В случае монозамещенного бензола в общем возможно образование трех изомеров – продуктов орто-, мета, и пара-замещения. По влиянию на реакции электрофильного замещения заместители делятся на две группы:

1) Заместители( ориентанты) 1 рода. К ним относятся алкильные группы, проявляющие +I эффект по отношению к соседнему sp2гибридизованному атому углерода и проявляющие +М эффект группы OH, OR, NH2, также обладающие ЭД характером по отношению к бензольному кольцу. Заместители 1 рода облегчают электрофильное замещение по сравнению с незамещенным бензолом,т.е. являются активирующими, и направляют входящую группу в орто-и пара-положения.

2)заместители 2 рода. К ним относятся группы NH3, NO2, SO3H, CN, CHO,COOH, проявляющие по отношению к к бензольному ядру ЭА характер за счет отрицательных индуктивного или мезомерного эффектов. Заместители 2 рода затрудняют реакции электрофильного замещения по сравнению с незамещенным бензолом, т.е. являются дезактивирующими. Если в более жестких условиях реакция се же проходит, то входящая группа вступает в мета-положение.