البديل

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

في الكيمياء العضوية ، البديل هو ذرة واحدة أو مجموعة ذرات تحل محل ذرة واحدة أو أكثر، لتصبح بذلك جزءًا في الجزيء الناتج (الجديد) . [ 1 ] [ ملاحظة 1 ]

تُستخدم اللاحقة -يل عند تسمية المركبات العضوية التي تحتوي على رابطة أحادية تحل محل ذرة هيدروجين واحدة؛ بينما تُستخدم اللاحقة -يليدين مع الروابط الثنائية ، واللاحقة -يليدين مع الروابط الثلاثية . بالإضافة إلى ذلك، عند تسمية الهيدروكربونات التي تحتوي على مستبدل، تُستخدم أرقام المواضع لتحديد ذرة الكربون التي يرتبط بها المستبدل، وذلك عند الحاجة إلى هذه المعلومات للتمييز بين المتصاوغات . يمكن أن يكون للمستبدلات تأثير حثي أو تأثير ميزومي . تُوصف هذه التأثيرات أيضًا بأنها غنية بالإلكترونات أو ساحبة لها . وتنتج تأثيرات فراغية إضافية عن الحجم الذي يشغله المستبدل.

تُستخدم عبارتا "الأكثر استبدالًا" و "الأقل استبدالًا" بشكل متكرر لوصف أو مقارنة الجزيئات الناتجة عن تفاعل كيميائي . في هذا السياق، يُستخدم الهيدروكربون كمرجع للمقارنة. وباستخدام الهيدروكربون كمرجع، يُمكن القول إن الجزيء أصبح أكثر استبدالًا مع كل ذرة هيدروجين يتم استبدالها بذرة أخرى. على سبيل المثال:

التسمية

تُستخدم اللاحقة -يل في الكيمياء العضوية لتكوين أسماء الجذور ، سواء كانت أنواعًا منفصلة (تُسمى الجذور الحرة ) أو أجزاءً مرتبطة كيميائيًا من الجزيئات (تُسمى الوحدات ). ويمكن تتبع أصلها إلى الاسم القديم للميثانول ، "ميثيلين" (من اليونانية القديمة : μέθυ méthu ، بمعنى "نبيذ"، و ὕλη húlē ، بمعنى "خشب" أو "غابة")، والذي اختُصر إلى " ميثيل " في أسماء المركبات، ومنه استُخرجت اللاحقة -يل . وقد عممت عدة إصلاحات في التسمية الكيميائية استخدام هذه اللاحقة ليشمل بدائل عضوية أخرى.

يُحدد استخدام اللاحقة بعدد ذرات الهيدروجين التي يحل محلها البديل في المركب الأصلي (وأيضًا، عادةً، في البديل نفسه). وفقًا لتوصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية لعام 1993 : [ 5 ]

  • -yl تعني استبدال ذرة هيدروجين واحدة.
  • -يليدين تعني استبدال ذرتي هيدروجين برابطة مزدوجة بين الذرة الأصلية والذرة البديلة.
  • - تعني كلمة ylidyne استبدال ثلاثة ذرات هيدروجين برابطة ثلاثية بين الذرة الأصلية والذرة البديلة.

يتم العثور على اللاحقة -ylid ine بشكل متقطع، ويبدو أنها تهجئة بديلة لـ "-ylidene"؛ [ 6 ] لم يتم ذكرها في إرشادات IUPAC.

بالنسبة للروابط المتعددة من نفس النوع، والتي تربط البديل بالمجموعة الأصلية، يتم استخدام البادئات -di- ، -tri- ، -tetra- ، إلخ: -diyl (رابطتان أحاديتان)، -triyl (ثلاث روابط أحادية)، -tetrayl (أربع روابط أحادية)، -diylidene (رابطتان مزدوجتان).

بالنسبة للروابط المتعددة من أنواع مختلفة، يتم ربط لواحق متعددة : - ylylidene (واحدة أحادية وواحدة مزدوجة)، -ylylidyne (واحدة أحادية وواحدة ثلاثية)، -diylylidene (اثنان أحاديان وواحد مزدوج).

يمكن تغيير اسم المركب الأصلي بطريقتين:

  • في العديد من المركبات الشائعة، ترتبط المجموعة البديلة من أحد طرفي السلسلة (الموقع 1)، ولم تكن تُرقّم في الاسم تاريخيًا. مع ذلك، تشترط قواعد الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) لعام 2013 [ 7 ] تحديد موقع واضح لمعظم المجموعات البديلة في الاسم المفضل وفقًا لتسمية IUPAC . يُعدّل اسم المجموعة البديلة بحذف اللاحقة "-ان" (انظر ألكان ) وإضافة اللاحقة المناسبة. يُوصى بهذا فقط لمجموعات الهيدروكربونات المشبعة غير الحلقية وأحادية الحلقة، وللهيدريدات أحادية النواة للسيليكون والجرمانيوم والقصدير والرصاص والبورون. بالتالي، إذا كان هناك حمض كربوكسيلي يُسمى " حمض X- يك"، أو كحول ينتهي بـ " X- انول" (أو " X- يل كحول")، أو ألكان يُسمى " X- ان"، فإن " X- يل" يشير عادةً إلى نفس سلسلة الكربون التي تفتقر إلى هذه المجموعات، ولكنها مُعدّلة بالارتباط بجزيء آخر.
  • تُغفل الطريقة الأكثر عمومية حرف "e" الأخير فقط من اسم المُستبدِل، ولكنها تتطلب ترقيمًا صريحًا لكل بادئة yl ، حتى في الموضع 1 (باستثناء -يليدين، الذي يجب أن يُنهي سلسلة الكربون المُستبدِل برابطة ثلاثية ). يُعدّ بنتان-1-يل مثالًا على اسم مُستخلص بهذه الطريقة، وهو مُرادف لبنتيل من الدليل السابق.

لاحظ أن بعض المصطلحات الشائعة مثل " فينيل " (عند استخدامها بمعنى "بولي فينيل") لا تمثل سوى جزء من الاسم الكيميائي الكامل.

بدائل الميثان

وفقًا للقواعد المذكورة أعلاه، فإن ذرة الكربون في الجزيء، التي تعتبر بديلاً، لها الأسماء التالية اعتمادًا على عدد ذرات الهيدروجين المرتبطة بها، ونوع الروابط المتكونة مع باقي الجزيء:

الفصل 4الميثانبدون سندات
−CH 3مجموعة الميثيل أو الميثانيلرابطة واحدة مع ذرة غير الهيدروجين
=CH 2مجموعة الميثيلين أو ميثانيليدين أو ميثيليدينرابطة مزدوجة واحدة
−CH 2 −جسر الميثيلين أو ميثانيدييل أو ميثدييلرابطتان أحاديتان
≡CHمجموعة ميثانيليدين أو ميثيليدينرابطة ثلاثية واحدة
=CH−مجموعة الميثين أو ميثانيليدين أو ميثيليليدينرابطة أحادية واحدة ورابطة ثنائية واحدة
>CH−مجموعة ميثانيتريل أو ميثرييلثلاث روابط أحادية
≡C−مجموعة ميثانيليدين أو ميثيليليدينرابطة ثلاثية واحدة ورابطة أحادية واحدة
=ج=مجموعة ميثانيدييليدين أو ميثدييليدينرابطتان مزدوجتان
>ج=مجموعة ميثانيدييليدين أو ميثيدييليدينرابطتان أحاديتان ورابطة ثنائية واحدة
>ج<مجموعة ميثانتيترايل أو ميثتيترايلأربع روابط أحادية

الترميز

في الصيغة البنائية الكيميائية، يمكن كتابة بديل عضوي مثل الميثيل أو الإيثيل أو الأريل على شكل R (أو R1 أو R2، إلخ ). وهو رمز عام، حيث يُشتق R من كلمة "جذر" أو "مُستَقِي" ، ويمكن استخدامه بدلاً من أي جزء من الصيغة حسبما يراه الكاتب مناسبًا. أول من استخدم هذا الرمز هو تشارلز فريدريك جيرهاردت عام 1844. [ 8 ]

يُستخدم الرمز X غالبًا للدلالة على البدائل ذات السالبية الكهربية مثل الهاليدات . [ 9 ] [ 10 ]

التوزيع الإحصائي

حددت إحدى دراسات المعلوماتية الكيميائية 849,574 بديلًا فريدًا ، يصل حجمها إلى 12 ذرة غير هيدروجينية، وتحتوي فقط على الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكبريت والفوسفور والسيلينيوم والهالوجينات ، وذلك في مجموعة من 3,043,941 جزيئًا . يمكن اعتبار 50 بديلًا شائعًا لوجودها في أكثر من 1% من هذه المجموعة، و438 بديلًا في أكثر من 0.1%. 64% من البدائل موجودة في جزيء واحد فقط. أما البدائل الخمسة الأكثر شيوعًا فهي: الميثيل ، والفينيل ، والكلور ، والميثوكسي ، والهيدروكسيل . يُقدّر إجمالي عدد البدائل العضوية في الكيمياء العضوية بـ 3.1 مليون بديل، مما يُنتج 6.7 × 10²³ جزيئًا . [ 11 ] ويمكن الحصول على عدد لا نهائي من البدائل ببساطة عن طريق زيادة طول سلسلة الكربون. على سبيل المثال، البدائل ميثيل ( −CH 3 ) وبنتيل ( −C 5 H 11 ).

انظر أيضاً

ملحوظات

مراجع

  1. ↑ "تعريف البديل" . www.merriam-webster.com . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يونيو 2022 .
  2. ↑ د. ر. بلوخ (2006). تبسيط الكيمياء العضوية . ماكجرو هيل. ISBN 978-0-07-145920-4.
  3. ↑ جينكينز، أ.د.؛ كراتوشفيل، ب.؛ ستيبتو، ر.ف.ت.؛ سوتر، يو.دبليو. (1996). "PAC، 1996، 68، 2287. مسرد المصطلحات الأساسية في علم البوليمرات (توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية 1996)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . 68 (12): 2287-2311 . doi : 10.1351/pac199668122287 . وهذا يميز المجموعة المتدلية بأنها ليست قليلة الوحدات ولا بوليمرية، في حين أن السلسلة المتدلية يجب أن تكون قليلة الوحدات أو بوليمرية.
  4. ↑ جاء هذا الاسم من خلال خطأ في اللغة اليونانية: ὕλη ( hȳlē ) تعني "خشب" ("غابة")، ξυλο- ( xylo- ) تعني "خشب" (المادة).
  5. ↑ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (1997) [1993]. "أسماء البادئات البديلة R-2.5 المشتقة من الهيدريدات الأصلية" . دليل لتسمية المركبات العضوية وفقًا لتوصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (توصيات 1993) . منشورات بلاكويل العلمية؛ شركة تطوير الكيمياء المتقدمة.
  6. ↑ تُظهر قاعدة بيانات PubChem 740,110 نتيجة لكلمة "-يليدين" ، منها 14 نتيجة لها مرادفات حيث تم استبدال اللاحقة بـ "-يليدين" . كما تحتوي 4 نتائج أخرى على "-يليدين" دون ذكر "-يليدين" كمرادف.
  7. ↑ تسمية الكيمياء العضوية. توصيات الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية والأسماء المفضلة 2013. فافر، هنري أ.، باول، وارن هـ.، 1934–، الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية. كامبريدج، المملكة المتحدة: الجمعية الملكية للكيمياء. 2013. ISBN 9781849733069. OCLC 865143943 . {{cite book}}صيانة CS1: أخرى ( رابط )
  8. ↑ انظر:
    • تشارلز جيرهاردت، Précis de chimieorganique (ملخص الكيمياء العضوية)، المجلد. 1 (باريس، فرنسا: Fortin et Masson, 1844)، صفحة 29. من الصفحة 29: " En désignant، par conséquent، les éléments combustibles par R، sans Tenir comptes des النسب الذرية للكربون والهيدروجين، يمكن أن تختبر طريقة عامة: Par R. - Les hydrogènes Carbonés. " (وبالتالي، من خلال تحديد المكونات القابلة للاحتراق بواسطة R ، دون النظر إلى النسب الذرية للكربون والهيدروجين، يمكن للمرء التعبير بطريقة عامة: بواسطة R - الهيدروكربونات.)
    • ويليام ب. جنسن (2010) "اسأل المؤرخ: لماذا يُستخدم الحرف R لاستبدال الهيدروكربونات؟"، مجلة التعليم الكيميائي ، 87 : 360-361. متاح على: جامعة سينسيناتي.
  9. ↑ جنسن، دبليو بي (2010). "لماذا يُستخدم الحرف "R" للدلالة على بدائل الهيدروكربون؟". مجلة التعليم الكيميائي . 87 (4): 360-361 . Bibcode : 2010JChEd..87..360J . doi : 10.1021/ed800139p .
  10. ↑ ظهر أول استخدام للحرف X للدلالة على المجموعات أحادية التكافؤ ذات الشحنة السالبة في:
    • ستانيسلاو كانيزارو (1858) "Sunto di un corso di filosofia chimica, Fatto nella R. Universita di Genova" (رسم تخطيطي لدورة الفلسفة الكيميائية، المقدمة في الجامعة الملكية في جنوة)، Il Nouvo Cimento (التجربة الجديدة)، 7  : 321–366. من الصفحة 355: "... X تشير إلى كل ما هو موجود في الجزيء، باستثناء الهيدروجين المعدني...".
  11. ↑ إرتل، ب. (2003). "التحليل الكيميائي المعلوماتي للمستبدلات العضوية: تحديد أكثر المستبدلات شيوعًا، وحساب خصائص المستبدلات، والتعرف التلقائي على المجموعات المتماثلة بيولوجيًا الشبيهة بالأدوية". مجلة المعلومات الكيميائية والنمذجة . 43 (2): 374-380 . doi : 10.1021/ci0255782 . PMID 12653499 .