REACCIONES QUÍMICAS

El equivalente de electrones es un concepto comúnmente utilizado en química redox , reacciones que implican transferencia de electrones , para definir una cantidad (por ejemplo, energía o moles) en relación con un electrón. Las energías de formación a menudo se dan como kilojulios por equivalente de electrón para permitir el cálculo de energías de reacción específicas "por electrón". Las reacciones que contienen movimiento de electrones a menudo se equilibran de tal manera que las cantidades de reacción se dan en relación con la transferencia de un solo electrón, lo que permite la cuantificación de reactivos y productos en relación con una sola transferencia de electrones.

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La reacción general para la adición electrofílica al etileno .

En química orgánica , una reacción de adición electrofílicaes una reacción de adición en la que, en un compuesto químico , se rompe un enlace π y se forman dos nuevos enlaces σ . El sustrato de una reacción de adición electrofílica debe tener un doble enlace o triple enlace . ^[1]

La fuerza impulsora de esta reacción es la formación de un electrófilo X ⁺ que forma un enlace covalente con un enlace C = C insaturado rico en electrones . La carga positiva en X se transfiere al enlace carbono-carbono, formando un carbocatión durante la formación del enlace CX.

En el paso 2 de una adición electrofílica, el intermedio cargado positivamente se combina con (Y) que es rico en electrones y generalmente un anión para formar el segundo enlace covalente.

El paso 2 es el mismo proceso de ataque nucleofílico que se encuentra en una reacción S _N 1 . La naturaleza exacta del electrófilo y la naturaleza del intermediario cargado positivamente no siempre son claras y dependen de los reactivos y las condiciones de reacción.

En todas las reacciones de adición asimétrica al carbono, la regioselectividad es importante y a menudo está determinada por la regla de Markovnikov . Los compuestos organoboranos dan adiciones anti-Markovnikov. El ataque electrofílico a un sistema aromático da como resultado una sustitución aromática electrofílica en lugar de una reacción de adición.

En la adición electrófila, el electrófilo con carga positiva afecta la formación de la estructura total, que también tiene una carga positiva, para compensar la nueva adición, que luego resulta en el intermedio, que lleva esa carga positiva. Este intermedio es la clave para comprender la adición electrofílica, que se debe a la naturaleza positiva de las partículas involucradas. Si se hace esto, entonces las adiciones pueden entenderse como reacciones cargadas positivamente. La carga positiva lleva como resultado la forma intermedia, también conocida como la estructura total de dicho intermedio. El producto final contiene así la estructura completa, con la adición de Y, un nucleófilo.

Adiciones electrofílicas típicas [ editar ]

Las adiciones electrofílicas típicas a los alquenos con reactivos son:

• reacciones de adición de dihalo : X ₂
• Hidrohalogenaciones : HX
• Reacciones de hidratación : H ₂ O
• Las hidrogenaciones : H ₂
• Reacciones de oxigenación : acetato mercúrico, agua
• Reacciones de hidroboración-oxidación : diborano
• la reacción de Prins : formaldehído, agua

Se usa una tabla elemento-reacción-producto para encontrar coeficientes mientras se equilibra una ecuación que representa una reacción química . Los coeficientes representan moles de una sustancia, de modo que el número de átomos producidos es igual al número de átomos con los que se reacciona. Esta es la configuración común:

• Elemento : son todos los elementos que están en la ecuación de reacción. Debajo de la sección "elemento" los enumera todos.
• Reactivo: son los números de cada uno de los elementos en el lado de los reactivos de la ecuación de reacción.
• Producto: es el número de cada elemento en el lado del producto de la ecuación de reacción.

El diseño finalmente debería verse así, para una reacción equilibrada de bicarbonato de sodio y vinagre (HC ₂ H ₃ O ₂ + NaHCO ₃ = NaC ₂ H ₃ O ₂ + H ₂ CO ₃ )

Elemento	Numero de reactivos	Número de productos
Hidrógeno	5 5	5 5
Carbón	3	3
Oxígeno	5 5	5 5
Sodio	1	1

A partir de esto, dado que el número de reactivos para cada elemento es igual al número de productos para cada elemento, podemos decir que cada lado está equilibrado en la ecuación.

Equilibrio [ editar ]

Cuando una ecuación de reacción no está equilibrada, necesita coeficientes para mostrar igualdad. Aquí hay un ejemplo con la separación del gas natural del ácido clorhídrico usando magnesio. 
Mg + HCl = MgCl ₂ + H ₂
Aquí está la tabla elemento-reacción-producto:

Cloro	1	2
Magnesio	1	1

De esta tabla vemos que el número de átomos de hidrógeno y cloro en el lado del producto es el doble del número de átomos en el lado del reactivo. Por lo tanto, agregamos el coeficiente "2" delante del HCl en el lado de los productos, para obtener nuestra ecuación

para lucir así:

Mg + 2HCl = MgCl ₂ + H ₂
y nuestra tabla se ve así:

Elemento	Numero de reactivos	Número de productos
Hidrógeno	1 2	2
Cloro	1 2	2
Magnesio	1	1

Debido a los coeficientes, la ecuación es equilibrada.

Una reacción elemental es una reacción química en la que una o más especies químicas reaccionan directamente para formar productos en un solo paso de reacción y con un solo estado de transición . En la práctica, se supone que una reacción es elemental si no se han detectado intermedios de reacción o si es necesario postularlos para describir la reacción a escala molecular. ^[1] Una reacción aparentemente elemental puede ser, de hecho, una reacción gradual , es decir, una secuencia complicada de reacciones químicas, con reacciones intermedias de vidas variables.

En una reacción elemental unimolecular , una molécula A se disocia o se isomeriza para formar los productos.

$${\ displaystyle {\ mbox {A}} \ rightarrow {\ mbox {productos.}}}

A temperatura constante, la velocidad de tal reacción es proporcional a la concentración de la especie A

$${\ displaystyle {\ frac {d [{\ mbox {A}}]} {dt}} = - k [{\ mbox {A}}].}

En una reacción elemental bimolecular , dos átomos , moléculas , iones o radicales , A y B, reaccionan juntos para formar el producto (s)

$${\ displaystyle {\ mbox {A + B}} \ rightarrow {\ mbox {productos.}}}

La velocidad de tal reacción, a temperatura constante, es proporcional al producto de las concentraciones de las especies A y B

$${\ displaystyle {\ frac {d [{\ mbox {A}}]} {dt}} = {\ frac {d [{\ mbox {B}}]} {dt}} = - k [{\ mbox { A}}] [{\ mbox {B}}].}

La expresión de velocidad para una reacción bimolecular elemental a veces se conoce como la Ley de Acción Masiva, tal como fue propuesta por primera vez por Guldberg y Waage en 1864. Un ejemplo de este tipo de reacción es una reacción de cicloadición . Esta expresión de velocidad puede derivarse de los primeros principios mediante el uso de la teoría de colisión para gases ideales. Para el caso de fluidos diluidos, se han obtenido resultados equivalentes a partir de argumentos probabilísticos simples. ^[2]

Según la teoría de colisión, la probabilidad de que tres especies químicas reaccionen simultáneamente entre sí en una reacción elemental termolecular es insignificante. Por lo tanto, tales reacciones termoleculares se denominan comúnmente reacciones no elementales y pueden dividirse en un conjunto más fundamental de reacciones bimoleculares, ^[3] [4] de acuerdo con la ley de acción de masas . Sin embargo, no siempre es posible derivar esquemas de reacción generales, pero las soluciones basadas en ecuaciones de velocidad son posibles en términos de aproximaciones de estado estacionario o de Michaelis-Menten .