Skip to content · ⁨الانتقال إلى المحتوى⁩

An introduction to AS Level organic chemistry · ⁨مقدمة في كيمياء المركبات العضوية لمستوى AS⁩

A-Level Chemistry · ⁨A-Level الكيمياء⁩ · Topic 13 · ⁨الموضوع 13⁩

Video lesson for this topic · ⁨درس فيديو لهذا الموضوع⁩ Open the video page · ⁨افتح صفحة الفيديو⁩
8:56

مقدمة في كيمياء المركبات العضوية لمستوى AS

وجد الكيميائيون أكثر من عشرة ملايين هيدروكربون ومركبات الكربون. عشرة ملايين. فكيف يمكن لأي شخص أن يتعلم الكيمياء العضلية؟ لأن معظمها تقريبًا…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨سرد باللغة الإنجليزية · ترجمة مدمجة بالإنجليزية + الصينية⁩

13.1

Formulas, functional groups and naming · ⁨الصيغ والمجموعات الوظيفية والتسمية⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. define the term hydrocarbon as a compound made up of C and H atoms only
  2. understand that alkanes are simple hydrocarbons with no functional group
  3. understand that the compounds in the table on pages 29 and 30 contain a functional group which dictates their physical and chemical properties
  4. interpret and use the general, structural, displayed and skeletal formulas of the classes of compound stated in the table on pages 29 and 30
  5. understand and use systematic nomenclature of simple aliphatic organic molecules with functional groups detailed in the table on pages 29 and 30, up to six carbon atoms (six plus six for esters, straight chains only for esters and nitriles)
  6. deduce the molecular and/or empirical formula of a compound, given its structural, displayed or skeletal formula
العربية
  1. عرّف مصطلح الهيدروكربون بأنه مركب يتكون من ذرات C وH فقط
  2. افهم أن الألكانات هي هيدروكربونات بسيطة لا تحتوي على مجموعة وظيفية
  3. فهم أن المركبات الواردة في الجدول في الصفحات 29 و30 تحتوي على مجموعة وظيفية تحدد خصائصها الفيزيائية والكيميائية
  4. تفسير واستخدام الصيغ العامة والهيكلية والموضعية والسkeletal لفئات المركبات المذكورة في الجدول في الصفحتين 29 و30
  5. فهم واستخدام التسمية النظامية للجزيئات العضوية الأليفية البسيطة ذات المجموعات الوظيفية الموضحة في الجدول في الصفحتين 29 و30، حتى ستة ذرات كربون (ستة زائد ستة للأستر، وسلاسل مستقيمة فقط للأستر والنتريل)
  6. استنتاج الصيغة الجزيئية و/أو الصيغة الأولية لمركب، معطى صيغته الهيكلية أو الموضعية أو Skeletal

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

A hydrocarbon 碳氢化合物 is a compound of only carbon and hydrogen. Alkanes 烷烃 are the simplest hydrocarbons and have no functional group.

A functional group 官能团 is the reactive part of a molecule. It decides the physical and chemical properties of the compound, so molecules with the same functional group behave alike (for example the $\text{–OH}$ group in alcohols).

Types of formula

Formula What it shows
general formula 通式 the pattern for a whole family, e.g. alkanes are $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$
molecular formula 分子式 the actual number of each atom, e.g. $\text{C}_4\text{H}_{10}$
structural formula 结构式 the groups in order, e.g. $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3$
displayed formula 展开式 every atom and every bond drawn out
skeletal formula 骨架式 lines for bonds; carbons at corners, hydrogens on carbon not shown

You can read off the empirical formula 实验式 (simplest ratio) from any of these.

Naming

Use systematic nomenclature 命名法: a stem for the number of carbons (meth-, eth-, prop-, but-, pent-, hex- for 1 to 6), an ending for the functional group, and numbers to show where groups are.

العربية
عينة من النفط الخام الداكن
النفط الخام مزيج معقد من الهيدروكربونات — وهو المادة الخام للكيمياء العضوية.

الهيدروكربون مركب يتكون من الكربون والهيدروجين فقط. الألكانات أبسط الهيدروكربونات ولا تحتوي على مجموعة وظيفية.

المجموعة الوظيفية هي الجزء المتفاعل من الجزيء. فهي تحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمركب، لذا تتصرف الجزيئات التي تحمل نفس المجموعة الوظيفية بشكل متشابه (على سبيل المثال مجموعة $\text{–OH}$ في الكحولات).

أنواع الصيغة

الصيغة ما تظهره
الصيغة العامة النمط لعائلة كاملة، مثلاً الألكانات هي $\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$
الصيغة الجزيئية العدد الفعلي لكل ذرة، مثلاً $\text{C}_4\text{H}_{10}$
الصيغة البنائية المجموعات مرتبة، مثلاً $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_2\text{CH}_3$
الصيغة المعروضة كل ذرة وكل رابطة مرسومة بالتفصيل
الصيغة الهيكلية (العظمية) خطوط للروابط؛ الكربونات عند الزوايا، الهيدروجينات المرتبطة بالكربون غير موضحة
البوتان مرسوم بأربع طرق: الصيغة الجزيئية، الصيغة البنائية، الصيغة المعروضة بكل الذرات والروابط، والصيغة الهيكلية المتعرجة
نفس الجزيء (البوتان) موضح بأربع طرق — جزيئية، بنائية، معروضة وهيكلية — كل طريقة تخفي تفاصيل أكثر من السابقة

يمكنك استنتاج الصيغة الأولية (أسهل نسبة) من أي منها.

التسمية

استخدم التسمية المنهجية: جذر لعدد ذرات الكربون (ميث-، إيث-، بروب-، بوت-، بنت-، هكس- للأعداد 1 إلى 6)، ولها نهاية للمجموعة الوظيفية، وأرقام لتوضيح أماكن المجموعات.

Explore · ⁨استكشف⁩

Functional group lab · ⁨مختبر المجموعة الوظيفية⁩

Sort organic molecules by the group that controls their reactions. · ⁨صنّف الجزيئات العضوية حسب المجموعة التي تحكم تفاعلاتها.⁩

13.2

Characteristic organic reactions · ⁨التفاعلات العضوية المميزة⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. interpret and use the following terminology associated with types of organic compounds and reactions: (a) homologous series (b) saturated and unsaturated (c) homolytic and heterolytic fission (d) free radical, initiation, propagation, termination (e) nucleophile, electrophile, nucleophilic, electrophilic (f) addition, substitution, elimination, hydrolysis, condensation (g) oxidation and reduction (in equations for organic redox reactions, the symbol [O] can be used to represent one atom of oxygen from an oxidising agent and the symbol [H] to represent one atom of hydrogen from a reducing agent)
  2. understand and use the following terminology associated with types of organic mechanisms: (a) free-radical substitution (b) electrophilic addition (c) nucleophilic substitution (d) nucleophilic addition (in organic reaction mechanisms, the use of curly arrows to represent movement of electron pairs is expected; the arrow should begin at a bond or a lone pair of electrons)
العربية
  1. تفسير واستخدام المصطلحات التالية المرتبطة بأنواع المركبات والتفاعلات العضوية: (أ) السلسلة المتجانسة (ب) المشبعة وغير المشبعة (ج) الانشطار المتجانس وغير المتجانس (د) الجذر الحر، البدء، الانتشار، الإنهاء (هـ) النويفيل، الإليكتروفيل، نويفيلي، إليكتروفيلي (و) الإضافة، الاستبدال، الإزالة، التحلل المائي، التكثف (ز) الأكسدة والاختزال (في المعادلات لتفاعلات أكسدة واختزال عضوية، يمكن استخدام الرمز [O] لتمثيل ذرة واحدة من الأكسجين من عامل مؤكسد، والرمز [H] لتمثيل ذرة واحدة من الهيدروجين من عامل مختزل)
  2. فهم واستخدام المصطلحات التالية المرتبطة بأنواع الآليات العضوية: (أ) استبدال الجذور الحرة (ب) إضافة إليكتروفيلي (ج) استبدال نويفيلي (د) إضافة نويفيلي (في آليات التفاعل العضوي، يُتوقع استخدام الأسهم المنحنية لتمثيل حركة أزواج الإلكترونات؛ يجب أن يبدأ السهم من رابطة أو زوج إلكترونات حر)

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

Some key terms

  • a homologous series 同系列 is a family of compounds with the same functional group and general formula, where each member differs by $\text{CH}_2$.
  • a saturated 饱和 compound has only single C–C bonds; an unsaturated 不饱和 compound has a C=C double bond (or a triple bond).

Breaking bonds

A covalent bond can break in two ways:

  • homolytic fission 均裂: the bond splits evenly, one electron to each atom. This makes two free radicals 自由基 (species with an unpaired electron).
  • heterolytic fission 异裂: the bond splits unevenly, both electrons going to one atom. This makes two ions.

Attacking species

  • a nucleophile 亲核试剂 is a species with a lone pair that is attracted to a positive (electron-poor) centre.
  • an electrophile 亲电试剂 is a species attracted to a negative (electron-rich) centre, such as a C=C double bond.

Types of reaction

Reaction What happens
addition 加成 two molecules join to make one
substitution 取代 one atom or group is swapped for another
elimination 消去 a small molecule is removed, making a double bond
hydrolysis 水解 a molecule is split apart by water
condensation 缩合 two molecules join and a small molecule (such as water) is lost

For organic redox, the symbol $[\text{O}]$ stands for one oxygen atom from an oxidising agent, and $[\text{H}]$ for one hydrogen atom from a reducing agent.

Types of mechanism

A free-radical reaction happens in three steps: initiation 引发 (radicals are made), propagation 增长 (radicals react and make new radicals), and termination 终止 (two radicals join and stop the chain).

The main mechanisms you meet are free-radical substitution 自由基取代 (alkanes), electrophilic addition 亲电加成 (alkenes), nucleophilic substitution 亲核取代 (halogenoalkanes) and nucleophilic addition 亲核加成 (carbonyls). In mechanisms, a curly arrow 弯箭头 shows a pair of electrons moving; it starts at a bond or a lone pair 孤对电子.

العربية

بعض المصطلحات الأساسية

  • السلسلة المتجانسة هي عائلة من المركبات تحمل نفس المجموعة الوظيفية والصيغة العامة، حيث يختلف كل عضو عن الآخر بمقدار $\text{CH}_2$.
  • المركب المشبوع يحتوي على روابط أحادية C–C فقط؛ بينما المركب غير المشبع يحتوي على رابطة مزدوجة C=C (أو رابطة ثلاثية).

كسر الروابط

يمكن لكسر الرابطة التساهمية بطريقتين:

  • الانشقاق المتجانس: تنقسم الرابطة بالتساوي، إلكترون واحد لكل ذرة. هذا ينتج جذور حرة (أنواع ذات إلكترون مفرد).
  • الانشقاق اللامتناهي: تنقسم الرابطة عدم تساوي، كلا الإلكترونين يذهبان لذرة واحدة. هذا ينتج أيونين.
الانشقاق المتجانس لكسر رابطة Cl–Cl إلى جذرين من الكلور؛ الانشقاق اللامتناهي لإرسال كلا إلكتروني الرابطة إلى البروم لتكوين أيونين
الانشقاق المتجانس يعطي إلكتروناً واحداً لكل ذرة (جذران حران)؛ الانشقاق اللامتناهي يعطي كلا الإلكترونين لذرة واحدة (أيونان)

الأنواع المهاجمة

  • النيوكليوفيل هو نوع يحمل زوج إلكترونات حر يجتذب نحو مركز موجب (فقير بالإلكترونات).
  • الإلكتروفيل هو نوع يجتذب نحو مركز سالب (غني بالإلكترونات)، مثل رابطة C=C المزدوجة.
نيوكليوفيل يستخدم زوج الإلكترونات الحر لمهاجمة كربون موجب جزئياً؛ إلكتروفيل يُجذب نحو رابطة C=C المزدوجة
النيوكليوفيل يستخدم زوج الإلكترونات الحر لمهاجمة مركز فقير بالإلكترونات؛ والإلكتروفيل يُجذب نحو مركز غني بالإلكترونات مثل رابطة C=C

أنواع التفاعل

تفاعل ما يحدث
الإضافة يرتبط جزيئان لتكوين جزيء واحد
الاستبدال يتم استبدال ذرة أو مجموعة بأخرى
إزالة يُزال جزيء صغير، مما يؤدي لتكوين رابطة ثنائية
تحلل مائي يُشق جزيء بواسطة الماء
التكاثف يرتبط جزيئان ويضيع جزيء صغير (مثل الماء)

بالنسبة للتأكسد والاختزال العضوي، يرمز $[\text{O}]$ لذرة أكسجين واحدة من عامل مؤكسد، و$[\text{H}]$ لذرة هيدروجين واحدة من عامل مختزل.

أنواع الآلية

تحدث تفاعل الجذر الحر في ثلاث مراحل: البداية (تكوين الجذور)، النشر (تفاعل الجذور وتكوين جذور جديدة)، والنهاية (ارتباط جذرين وتوقف السلسلة).

آليات الآليات الرئيسية التي ستلتقي بها هي استبدال الجذر الحر (الألكانات)، الإضافة الإلكتروفيلية (الألكينات)، الاستبدال النيوكليوفيلي (هالوجينو ألكانات) والإضافة النيوكليوفيلية (الكربونيلات). في الآليات، يشير السهم المجعد إلى حركة زوج من الإلكترونات؛ يبدأ من رابطة أو زوج إلكترونات حر.

Explore · ⁨استكشف⁩

Bond fission and attack route · ⁨انقطاع الرابطة ومسار الهجوم⁩

Watch a polar bond lead to electrophiles, nucleophiles and radicals. · ⁨شاهد كيف يؤدي الرابطة القطبية إلى تكوين الإلكتروفيلات والنوكليوفيلات والجذور الحرة.⁩

Explore · ⁨استكشف⁩

Organic reaction type lab · ⁨مختبر أنواع التفاعل العضوي⁩

Classify reaction examples by the pattern of bonds changing. · ⁨صنّف أمثلة التفاعل حسب نمط تغير الروابط.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
hydrocarbon/ˈhaɪdrəkɑːbən/ هيدروكربون
alkane/ˈælkeɪn/ ألكان
functional group/ˈfʌŋkʃənl ɡruːp/ المجموعة الوظيفية
general formula/ˈdʒenərəl ˈfɔːmjʊlə/ الصيغة العامة
molecular formula/məˈlekjʊlə ˈfɔːmjʊlə/ الصيغة الجزيئية
structural formula/ˈstrʌktʃərəl ˈfɔːmjʊlə/ الصيغة البنائية
displayed formula/dɪˈspleɪd ˈfɔːmjʊlə/ الصيغة المعروضة
skeletal formula/ˈskelɪtl ˈfɔːmjʊlə/ الصيغة الهيكلية
empirical formula/emˈpɪrɪkl ˈfɔːmjʊlə/ الصيغة الأولية
nomenclature/nəˈmeŋklətʃə/ التسمية
homologous series/həˈmɒləɡəs ˈsɪəriːz/ السلسلة المتجانسة
saturated/ˈsætʃəreɪtɪd/ مشبع
unsaturated/ʌnˈsætʃəreɪtɪd/ غير مشبع
homolytic fission/ˌhɒməˈlɪtɪk ˈfɪʃn/ انقطاع متجانس
free radical/friː ˈrædɪkl/ جذر حر
heterolytic fission/ˌhetrəˈlɪtɪk ˈfɪʃn/ انقطاع غير متجانس
nucleophile/ˈnjuːklɪɒfaɪl/ نوكليوفيل
electrophile/ɪˌlektrəʊˈfaɪl/ إلكتروفيل
addition/əˈdɪʃn/ إضافة
substitution/ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ استبدال
elimination/ɪˌlɪmɪˈneɪʃn/ إزالة
hydrolysis/haɪˈdrɒləsɪs/ تحلل مائي
condensation/kɒndenˈseɪʃn/ تكاثف
initiation/ɪˌnɪʃɪˈeɪʃn/ البدء
propagation/ˌprɒpəˈɡeɪʃn/ التوسع
termination/ˌtɜːmɪˈneɪʃn/ الإنهاء
free-radical substitution/friː ˈrædɪkl ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ استبدال بالجذور الحرة
electrophilic addition/ɪˌlektrəʊˈfɪlɪk əˈdɪʃn/ إضافة إلكتروفيلية
nucleophilic substitution/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk ˌsʌbstɪˈtjuːʃn/ استبدال نيوكليوفيلي
nucleophilic addition/ˌnjuːklɪəˈfɪlɪk əˈdɪʃn/ إضافة نيوكليوفيلية
curly arrow/ˈkɜːli ˈærəʊ/ سهم مجعد
lone pair/ləʊn peə/ زوج من الإلكترونات الحرة
cyclic/ˈsaɪklɪk/ حلقي
13.3

Shapes of organic molecules · ⁨أشكال الجزيئات العضوية⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
  1. describe organic molecules as either straight-chained, branched or cyclic
  2. describe and explain the shape of, and bond angles in, molecules containing $\text{sp}$, $\text{sp}^2$ and $\text{sp}^3$ hybridised atoms
  3. describe the arrangement of $\sigma$ and $\pi$ bonds in molecules containing $\text{sp}$, $\text{sp}^2$ and $\text{sp}^3$ hybridised atoms
  4. understand and use the term planar when describing the arrangement of atoms in organic molecules, for example ethene

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

Organic molecules can be straight-chained, branched or cyclic 环状 (in a ring).

The shape around a carbon depends on its hybridisation 杂化:

Hybridisation Bonds Shape Angle
$\text{sp}^3$ 4 single tetrahedral $109.5°$
$\text{sp}^2$ 1 double + 2 single planar 平面 (flat) $120°$
$\text{sp}$ 1 triple (or 2 doubles) linear $180°$

Every single bond is a sigma bond σ键, made by direct overlap. A double bond is one sigma bond plus one pi bond π键, made by sideways overlap of p orbitals. Ethene is planar because of its $\text{sp}^2$ carbons.

العربية
نموذج جزيئي كروي وعصوي
الجزيئات العضوية لها أشكال ثلاثية الأبعاد محددة.

يمكن للجزيئات العضوية أن تكون مستقيمة السلسلة، متفرعة أو حلزونية (في حلقة).

يعتمد الشكل حول الكربون على تهجينه:

التهجين الروابط الشكل الزاوية
$\text{sp}^3$ 4 أحادي رباعي الأوجه $109.5°$
$\text{sp}^2$ 1 مزدوجة + 2 مفردة مستوية (مسطحة) $120°$
$\text{sp}$ 1 ثلاثية (أو 2 مزدوجة) خطية $180°$

كل رابطة أحادية هي رابطة سيجما σ، تتكون من تداخل مباشر. الرابطة المزدوجة هي رابطة سيجما واحدة بالإضافة إلى رابطة باي π، تتكون من تداخل جانبي لأوربيتالات p. الإيثين مستوٍ بسبب ذرات $\text{sp}^2$ الكربون فيه.

ثلاثة ذرات كربون: ذرة كربون sp3 في الميثان رباعي السطوح، وذرة كربون sp2 في الإيثين مسطح، وذرة كربون sp في الإيثاين خطي، كل منها بزاوية رابطة محددة
يتبع الشكل عند الكربون من تهجينه: sp$^3$ رباعي السطوح ($109.5°$)، وsp$^2$ مسطح ($120°$)، وsp خطي ($180°$)
Explore · ⁨استكشف⁩

Shapes of organic molecules · ⁨أشكال الجزيئات العضوية⁩

VSEPR around each carbon · ⁨VSEPR حول كل كربون⁩

Around a single-bonded carbon the four pairs are tetrahedral (109.5°). · ⁨حول كربون مربوط برابطة أحادية، تكون المجموعات الأربعة رباعية الأسطح (109.5°).⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
hybridisation/ˌhaɪbrɪdaɪˈzeɪʃn/ التهجين
planar/ˈpleɪnə/ مستوٍ
sigma bond/ˈsɪɡmə bɒnd/ رابطة سيجما
pi bond/paɪ bɒnd/ رابطة باي
13.4

Isomerism · ⁨المتصاوغات⁩

Syllabus · ⁨المنهج⁩
English
  1. describe structural isomerism and its division into chain, positional and functional group isomerism
  2. describe stereoisomerism and its division into geometrical (cis/trans) and optical isomerism (use of E/Z nomenclature is acceptable but is not required)
  3. describe geometrical (cis/trans) isomerism in alkenes, and explain its origin in terms of restricted rotation due to the presence of $\pi$ bonds
  4. explain what is meant by a chiral centre and that such a centre gives rise to two optical isomers (enantiomers) (Candidates should appreciate that compounds can contain more than one chiral centre, but knowledge of meso compounds, or nomenclature such as diastereoisomers is not required.)
  5. identify chiral centres and geometrical (cis/trans) isomerism in a molecule of given structural formula including cyclic compounds
  6. deduce the possible isomers for an organic molecule of known molecular formula
العربية
  1. وصف التمايز البنائي وتقسيماته إلى تمايز السلسلة، تمايز الموضع و تمايز المجموعة الوظيفية
  2. وصف التمايز الفراغي وتقسيماته إلى تمايز هندسي (cis/trans) و تمايز بصري (استخدام تسمية E/Z مقبول ولكنه غير مطلوب)
  3. وصف التمايز الهندسي (cis/trans) في الألكينات، وشرح نشأته بدلالة الدوران المقيد بسبب وجود $\pi$ روابط
  4. شرح ما يقصده بـ مركز كيرالي وأن مثل هذا المركز يؤدي إلى تكاثر متمايزين بصريين (متenantomers) (يجب على المرشحين إدراك أن المركبات قد تحتوي على أكثر من مركز كيرالي، لكن معرفة مركبات meso أو التسميات مثل diastereoisomers غير مطلوبة.)
  5. تحديد المراكز الكيرالية والتمايز الهندسي (cis/trans) في جزيء بصيغة بنائية معطاة بما في ذلك المركبات الحلقيّة
  6. استنتاج المتمايزات الممكنة لجزيء عضوي بصيغة جزيئية معروفة

Source: Cambridge International syllabus · ⁨المصدر: منهج كامبريدج الدولي⁩

English

Isomers are compounds with the same molecular formula but a different arrangement of atoms. This is called isomerism 异构.

Structural isomerism

In structural isomerism 结构异构 the atoms are joined in a different order. There are three kinds:

  • chain isomerism 链异构: the carbon chain is branched in different ways.
  • positional isomerism 位置异构: the functional group is on a different carbon.
  • functional group isomerism 官能团异构: the atoms form a different functional group (for example an alcohol and an ether).

Stereoisomerism

In stereoisomerism 立体异构 the atoms are joined in the same order but point in different directions in space.

  • geometrical isomerism 几何异构 (cis/trans) happens at a C=C double bond. The pi bond stops the two carbons rotating (restricted rotation 受限旋转), so groups are fixed on the same side (cis 顺式) or opposite sides (trans 反式).
  • optical isomerism 旋光异构 happens at a chiral 手性 carbon — a chiral centre 手性中心 is a carbon with four different groups attached. Such a carbon gives two mirror-image forms called enantiomers 对映体. A molecule may have more than one chiral centre.

From a molecular formula you can deduce the possible isomers by trying different chains, positions and functional groups.

Worked example. Explain why but-2-ene shows cis-trans (E/Z) isomerism but but-1-ene does not. Stereoisomerism at a C=C needs two things: restricted rotation about the double bond (both alkenes have that), and two different groups on each of the two double-bond carbons. In but-2-ene, $\text{CH}_3\text{CH=CHCH}_3$, each double-bond carbon carries an $\text{H}$ and a $\text{CH}_3$ - different, so the methyl groups can sit on the same side (cis / Z) or on opposite sides (trans / E). In but-1-ene, $\text{CH}_2\text{=CHCH}_2\text{CH}_3$, the first carbon carries two hydrogens - identical, so swapping them changes nothing and only one form exists. Test each double-bond carbon separately: two identical groups on either carbon kills the isomerism, however different the other carbon may be.

العربية

المتصاوغات هي مركبات لها نفس الصيغة الجزيئية لكن ترتيب مختلف للذرات. يُسمى هذا التصاوغ.

التصاوغ البنائي

في التصاوغ البنائي، ترتبط الذرات بترتيب مختلف. هناك ثلاثة أنواع:

  • تصاوغ السلسلة: تتفرع سلسلة الكربون بطرق مختلفة.
  • تصاوغ الموقع: تكون المجموعة الوظيفية على ذرة كربون مختلفة.
  • تصاوغ المجموعة الوظيفية: تشكل الذرات مجموعة وظيفية مختلفة (على سبيل المثال كحول وإيثر).
ثلاث أزواج من الهياكل الهيكلية: البيوتان مقابل 2-ميثيلبروبان، وبروبان-1-ول مقابل بروبان-2-ول، والإيثانول مقابل ميثوكسي ميثان
الأنواع الثلاثة للتصاوغ البنائي — السلسلة، والموقع، والمجموعة الوظيفية — حيث تشترك كل زوج في نفس الصيغة الجزيئية

التصاوغ الفراغي

في التصاوغ الفراغي، ترتبط الذرات بنفس الترتيب لكنها تتجه نحو اتجاهات مختلفة في الفضاء.

  • التصاوغ الهندسي (cis/trans) يحدث عند الرابطة المزدوجة C=C. تمنح الرابطة باي دوران ذرتي الكربون (دوران مقيد)، لذا تكون المجموعات ثابتة على نفس الجانب (cis) أو على جوانب متقابلة (trans).
رسم إيثين-2 مرتين: cis مع مجموعتي الميثيل على نفس جانب الرابطة المزدوجة، trans معهما على جوانب متقابلة
تصاوغ cis–trans عند رابطة C=C: تكون مجموعات الميثيل ثابتة على نفس الجانب (cis) أو جوانب متقابلة (trans) لأن الرابطة لا يمكن أن تدور
  • التصاوغ البصري يحدث عند كربون كيرالي — مركز الكيرالية هو ذرة كربون ترتبط بها أربع مجموعات مختلفة. يعطي مثل هذا الكربون شكلين مرآيين يُسميان متصاوغات عاكسة. قد يحتوي الجزيء على أكثر من مركز كيرالي واحد.
ذرة كربون مرتبطة بأربعة ذرات مختلفة (F, H, Cl, Br) مرسومة بجانب صورتها العاكسة، ولا يمكن تطابقهما
التصاوغ البصري: ذرة كربون ذات أربع مجموعات مختلفة تعطي شكلين مرآيين (متصاوغات عاكسة) لا يمكن تطابقهما

من خلال الصيغة الجزيئية يمكنك استنتاج المتصاوغات المحتملة بتجربة سلاسل ومواقع ومجموعات وظيفية مختلفة.

مثال محلول. اشرح لماذا يُظهر إيثين-2 تصاوغ cis-trans (E/Z) بينما إيثين-1 لا يفعل ذلك. يتطلب التصاوغ الفراغي عند R=C ركنين: دوران مقيد حول الرابطة المزدوجة (لديهما كلاهما)، و وجود مجموعتان مختلفتان على كل من ذرتي كربون الرابطة المزدوجة. في إيثين-2، $\text{CH}_3\text{CH=CHCH}_3$، تحمل كل ذرة كربون في الرابطة المزدوجة مجموعة $\text{H}$ ومجموعة $\text{CH}_3$ - مختلفة، لذا يمكن لمجموعتي الميثيل أن تكون على نفس الجانب (cis / Z) أو على جوانب متقابلة (trans / E). في إيثين-1، $\text{CH}_2\text{=CHCH}_2\text{CH}_3$، تحمل الذرة الأولى ذرتي هيدروجين - متطابقتان، لذا فإن تبديلهما لا يغير شيئاً ويوجد شكل واحد فقط. اختبر كل ذرة كربون في الرابطة المزدوجة بشكل منفصل: وجود مجموعتين متطابقتين على أي ذرة كربون يلغي التصاوغ، بغض النظر عن مدى اختلاف الذرة الأخرى.

Explore · ⁨استكشف⁩

Structural isomerism lab · ⁨معهد التماكب البنيوي⁩

Compare molecules with the same formula but different structures. · ⁨قارن جزيئات لها نفس الصيغة ولكن هياكل مختلفة.⁩

Vocabulary · ⁨مفردات⁩ Train · ⁨تدريب⁩
English العربية
isomerism/ˈaɪsəmərɪzəm/ التشاكل
structural isomerism/ˈstrʌktʃərəl ˈaɪsəmərɪzəm/ الت异构 البنائية
chain isomerism/tʃeɪn ˈaɪsəmərɪzəm/ تماكب السلسلة
positional isomerism/pəˈzɪʃənl ˈaɪsəmərɪzəm/ تماكب الموقع
functional group isomerism/ˈfʌŋkʃənl ɡruːp ˈaɪsəmərɪzəm/ تماكب المجموعة الوظيفية
stereoisomerism/ˈsterɪəʊɪsəmərɪzəm/ الت异构 الفراغي
geometrical isomerism/ˌdʒiːəʊˈmetrɪkl ˈaɪsəmərɪzəm/ تماكب الهندسي
restricted rotation/rɪˈstrɪktɪd rəʊˈteɪʃn/ دوران مقيد
cis/sɪs/ متماثل زمني (cis)
trans/trænz/ متضاد زمني (trans)
optical isomerism/ˈɒptɪkl ˈaɪsəmərɪzəm/ الت异构 الضوئي
chiral/ˈkaɪrəl/ يدوي (كيرالي)
chiral centre/ˈkaɪrəl ˈsentə/ مركز كيرالي
enantiomers/eˈnæntɪəməz/ المتصاوغات الضوئية
Watch lesson · ⁨شاهد الدرس⁩
13.4

Exam tips · ⁨نصائح للامتحان⁩

English
  • Know the difference between general, molecular, structural, displayed and skeletal formulas — questions ask for a specific one.
  • Name systematically: longest chain, lowest locants, substituents alphabetical; a wrong locant loses the mark.
  • Classify each reaction by type and reagent (addition, substitution, elimination, oxidation).
  • E/Z isomerism needs restricted rotation about a $\text{C}=\text{C}$ and two different groups on each carbon.
العربية
  • تعرف على الفرق بين الصيغ العامة والجزيئية والبنائية المعروضة والهيكلية — الأسئلة تطلب صيغة محددة.
  • سمِّ بشكل منهجي: أطول سلسلة، أقل مواقع، بدائل أبجدياً؛ خطأ في الموقع يفقد الدرجة.
  • صنف كل تفاعل حسب النوع والكاشف (إضافة، استبدال، إزالة، أكسدة).
  • تصاوغ E/Z يحتاج دوراناً مقيداً حول $\text{C}=\text{C}$ و مجموعتين مختلفتين على كل ذرة.

Interactive lessons on this topic · ⁨دروس تفاعلية حول هذا الموضوع⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨ا-working عليه خطوة بخطوة، مع تمارين تحقق فوري.⁩

Past Papers · ⁨أوراق الامتحانات السابقة⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨A-Level الكيمياء⁩ · ⁨المزيد من المواضيع في A-Level Chemistry · ⁨A-Level الكيمياء⁩⁩

Log in or create account · ⁨تسجيل الدخول أو إنشاء حساب⁩

IGCSE, A-Level & AP