Wersja opracowania – 1.3 
dodane biocząsteczki 
 

Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2008/2009 

 

 

Podczas tworzenia niniejszego opracowania wykorzystane zostały materiały zamieszczone przez Sebastiana (Ziza) na forum MSIB: 

http://student.agh.edu.pl/~forsby/forum/index.php 

Dodatkowo korzystałem z informacji od Dr Inż. Hasik oraz notatek z wykładów Kasi L. Pozdrawiam. ;) 

 
Egzamin z chemii organicznej składać się ma z około 19tu pytań zamkniętych (ABCD) po 0,5 punktu za każde, kilku pytań 
otwartych  za  1  punkt  każde  oraz  3  pytań,  które  będą  wymagały  większej  wiedzy  na  temat  mechanizmów  reakcji 
chemicznych.  Nie  widziałem  byśmy  na  wykładach  zajmowali  się  otrzymywaniem  wszystkich  związków  (podobnie  w 
wymaganiach  na  egzamin  nie  zostało  to  zawarte),  dlatego  część  oznaczona  (*)  jest  podana  jako  najprawdopodobniej 
nieobowiązkowa. 
 
Zagadnienia do egzaminu z chemii organicznej 2008/2009 
 
1. Klasyfikacja związków organicznych na podstawie charakterystycznych grup funkcyjnych. 
 
Klasy związków : 
Węglowodory 

C, H 

Halogenopochodne 

C, H, X (F, Cl, Br, I) 

Estry, alkohole, aldehydy, ketony 

C, H, O 

Aminy, iminy, nitryle, zw.azotowe  C, H, N 
Amidy, związki nitrowe 

C, H, O, N 

Chlorki kwasowe 

C, H, O, Cl 

 
 
 
2. Hybrydyzacja orbitali elektronowych atomów węgla w cząsteczkach związków organicznych.  
Rodzaje wiązań i geometria cząsteczek wynikające z hybrydyzacji orbitali. 
 

Nazwa 

Budowa cząsteczki 

Rodzaje 

wiązań C-C 

Hybrydyzacja 

atomów węgla 

Wzór szeregu 

homologicznego 

A

li

fa

t

y

cz

n

e

 

N

a

sy

c

o

n

e

 

Alkany 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

tylko pojedyncze (σ) 

tylko sp

3 

C

n

H

2n+2

 

Cykloalkany 

cykliczna 

(z podstawnikami) 

tylko pojedyncze (σ) 

tylko sp

3

 

C

n

H

2n

 

N

ie

n

a

sy

co

n

e

 

Alkeny 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

jedno podwójne 

(składające się z 1 σ i 1 π), 

pozostałe pojedyncze 

sp

2

 (wiązanie 

C=C) i sp

3

 

C

n

H

2n

 

Cykloalkeny 

cykliczna 

(z podstawnikami) 

jedno podwójne 

(składające się z 1 σ i 1 π), 

pozostałe pojedyncze 

sp

2

 (wiązanie 

C=C) i sp

3

 

C

n

H

2n-2

 

Alkadieny 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

dwa podwójne (składające się z 1 

σ i 1 π każde), 

pozostałe pojedyncze 

sp

2

 (wiązania 

C=C) i sp

3

 

C

n

H

2n-2

 

Alkiny 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

jedno potrójne 

(składające się z 1 σ i 2 π), 

pozostałe pojedyncze 

sp (wiązanie 

CΞC) i sp

3

 

C

n

H

2n-2

 

A

ro

m

a

ty

cz

n

e

 

Areny 

cykliczna 

(z podstawnikami) 

w pierścieniu – pośrednie 

(składające się z układu wiązań σ i 

zdelokalizowanych wiązań π), 

w podstawnikach - różne 

w pierścieniu – 

tylko sp

2

 

C

n

H

2n-6

 

(dla szeregu 

benzenu) 

Węglowodory o 

skondensowanych 

pierścieniach 

aromatycznych 

cykliczna 

(z podstawnikami) 

w pierścieniu – pośrednie 

(składające się z układu wiązań σ i 

zdelokalizowanych wiązań π), 

w podstawnikach - różne 

w pierścieniu – 

tylko sp

2

 

- 

 
 
Możliwe hybrydyzacje: 
1) 2s

1

 2p

x

1

 2p

y

1

 2p

z

1

 – sp

3

  

węgiel tetraedryczny (4 hybrydy; 109,5

o

) 

wszystkie związki organiczne gdzie węgiel ma wiązania pojedyncze (alkany, cykloalkany) 
wiązania pojedyncze C-C i C-H to wiązania σ powstające przez czołowe nałożenie się orbitali 

 

 
2) 2s

1

 2p

x

1

 2p

y

1

 2p

z

1

 – sp

2 

węgiel trygonalny (3 hybrydy; 120

o

) 

wszystkie związki organiczne gdzie C ma wiązania podwójne (alkeny, cykloalkeny, związki aromatyczne) 
wiązanie podwójne C=C to jedno wiązanie σ (sp

2

-sp

2

) i jedno π (p-p; boczne nakładanie się orbitali) 

 

3) 2s

1

 2p

x

1

 2p

y

1

 2p

z

1

 – sp 

węgiel liniowy(2 hybrydy; 180

o

) 

wszystkie związki organiczne, gdzie C ma wiązania potrójne (alkiny, cykloalkiny) 
wiązanie potrójne to jedno wiązanie σ i dwa π 

 

3.  Różne  sposoby  zapisu  wzorów  cząsteczek  związków  organicznych:  wzory  sumaryczne,  strukturalne  (Lewisa, 
kreskowe, półstrukturalne, grupowe, szkieletowe) i rzutowe (projekcyjne) - projekcje konikowe, Newmana i Fischera. 

 

rodzaj zapisu 

przykład zapisu 

metylocykloheksanu 

etanu 

prosty wzór sumaryczny 

C

7

H

13 

C

2

H

6 

w

zo

ry

 s

tr

u

k

tu

ra

ln

e

 

wzór półstrukturalny 

C

6

H

10

–CH

3 

CH

3

–CH

3 

wzór grupowy 

C

6

H

10

CH

3 

CH

3

CH

3 

wzór kreskowy 
(pełny wzór strukturalny) 

 

 

wzór szkieletowy 
(płaski) 

 

 

wzór szkieletowy 
(przestrzenny, łódkowy) 

 

 

wzór Lewisa  

 

 

 
 

wzory projekcyjne 

konwencja zapisu wzoru 

przykładowy zapis 

wzór stereostrukturalny 

grube kreski to wiązania wysunięte przed płaszczyznę 

rysunku, zwykłe są na płaszczyźnie rysunku, a przerywane 

wchodzą pod nią 

 

(etan)

 

wzór konikowy (kozłowy) 

 

 

(etan)

 

projekcja Newmana 

duże koło oznacza tylny atom węgla; przedni atom węgla 

to punkt, w którym zbiegają się trzy odcinki z przodu; ze 

względu na poprawienie wyrazistości na rysunku i na 

podobnych projekcjach Newmana tylną grupę obraca się 

lekko, aby nie pokrywała się z przednią, jednak należy 

pamiętać, że ma się tu namyśli taką sytuację, w której 

właśnie te grupy na siebie zachodzą 

 

(etan)

 

projekcja Fishera 

ten sposób przedstawiania cząsteczek umożliwia 

prezentację konfiguracji absolutnej enancjomerów i 

diastereoizomerów(izomeria optyczna) 

 

projekcja Hawrotha (*) 

stosowana w przypadku prezentacji półacetalowych 

(cyklicznych) odmian cukrów 

 

(glukoza) 

(źródło - http://www.chemmix.artnet.pl/index.php?s1=02&s2=004&s3=006) 

 
4. Polaryzacja wiązań w związkach organicznych – efekty indukcyjne i mezomeryczne. Podstawniki elektronodonorowe 
i elektronoakceptorowe. 
 
Polaryzacja wiązań chemicznych jest związana z różnicą elektroujemności pierwiastków. Spontaniczna polaryzacja wiązań 
chemicznych wynika w pierwszym rzędzie z różnej elektroujemności związanych z sobą atomów. W uproszczeniu atom o 
większej elektroujemności "ściąga" w swoim kierunku chmurę elektronową tworzącą wiązanie na skutek czego uzyskuje 
cząstkowy  ładunek  ujemny,  zaś  atom  mniej  elektroujemny  jest  "odsłaniany"  i  uzyskuje  cząstkowy  ładunek  dodatni.  W 
rezultacie między atomami powstaje elektryczny moment dipolowy, którego wektor jest skierowany wzdłuż wiązania w 
kierunku  atomu  bardziej  elektroujemnego.  W  układzie  okresowym,  pierwiastki po  prawej  stronie  węgla  (w  tym  samym 
okresie)  są  bardziej  elektroujemne.  Umownie  przyjmuje  się,  że  wiązania  pojedyncze  pomiędzy  atomami,  dla  których 
różnica  elektroujemności  nie  przekracza  wartości  1,7,  należą  jeszcze  do  kategorii  wiązań  atomowych  spolaryzowanych 
(powyżej są to już wiązania jonowe – czasami też oznacza się dolną granicę polaryzacji wiązania, co daje przedział różnicy 
elektroujemności od  0,4  do  1,7). W  przypadku węgla  i  wodoru, węgiel ma elektroujemność 2,5,  zaś  wodór  2,1. Daje to 
różnicę elektroujemności 0,4, co oznacza, iż jest to wiązanie kowalencyjne słabo spolaryzowane. 

 

Ładunek dodatni na atomie oznacza się δ+, zaś ujemny δ-. 

 
Polaryzacja  często  decyduje  o  kierunku  przebiegu  reakcji  chemicznej  (np.  reakcja  z  odczynnikiem  Grignarda  RMgX 
tworzenia ze związku karbonylowego (keton, aldehyd) alkohol):

 

 
Efekt indukcyjny. 
Polaryzacja także wpływa na kwasowość pods
słabiej jest związany wodór w kwasie): 

 
Należy  pamiętać,  iż  wiązanie  węgiel-heteroatom  wpływa  na  rozkład 
zawierający  atom  bardziej  elektroujemny  od  węgla  będzie  powodował  następujący  efekt  (Z 
akceptorowy –I): 

Natomiast podstawnik mniej elektroujemny od węgla powoduje 

Przesunięcie elektronów w kierunku atomu bardziej elektroujemnego to 
 

 

podstawniki elektrono akceptorowe 

fluorowce (F, Cl, Br, I) 
grupy -CO, -CHO, -COOH, -COOR, -C(O)Cl, -
-OH, -OR, -CN, -NO

2

, -NH

2

, -NHR, NR

2

 

 
Efekt  mezomeryczny  (zwany  także  efektem  rezonansowym)  jest  zazwyczaj  silniejszy  od  efektu  indukcyjnego.  Ma  spory 
wpływ  na  reakcje  związków  organicznych,  szczególnie  aromatycznych.  Ponieważ  efekt  mezomeryczny  sprawia  trochę 
kłopotów z interpretacją, więc poświęcimy mu nieco w
 
W każdym przypadku, by uzupełnić równanie reakcji chemicznej należy rozpatrzyć efekty indukcyjne 
M podstawników obecnych w substracie, a następnie znaleźć centra aktywne, czyli potencjalne miejsca, które mogą być 
atakowane przez odczynnik.  Efekt indukcyjny i mezomeryczny rozpatruje się z punktu widzenia grupy, która go wywołuje:

Grupa  wywołująca  efekt  indukcyjny 
wyciąga elektrony ze związku, zubaża 
go  w  elektrony,  ale  sama  przez  to 
uzyskuje  cząstkowy  ładunek  ujemny. 

Polaryzacja także wpływa na kwasowość podstawionych kwasów karboksylowych (im więcej przyłączonych chlorów, tym 

heteroatom  wpływa  na  rozkład  elektronów    w  całej  cząsteczce.  Podstawnik 

zawierający  atom  bardziej  elektroujemny  od  węgla  będzie  powodował  następujący  efekt  (Z 

 

Natomiast podstawnik mniej elektroujemny od węgla powoduje efekt odwrotny (Y – podstawnik elektrono donorowy +I):

 

 

Przesunięcie elektronów w kierunku atomu bardziej elektroujemnego to efekt indukcyjny 

podstawniki elektrono akceptorowe -I 

podstawniki elektrono donorowe +I

-C(O)NH

2

 

grupy alkilowe C

n

H

2n+1

 

atomy metali – Mg, Li 

(zwany  także  efektem  rezonansowym)  jest  zazwyczaj  silniejszy  od  efektu  indukcyjnego.  Ma  spory 

wpływ  na  reakcje  związków  organicznych,  szczególnie  aromatycznych.  Ponieważ  efekt  mezomeryczny  sprawia  trochę 
kłopotów z interpretacją, więc poświęcimy mu nieco więcej miejsca.  

W każdym przypadku, by uzupełnić równanie reakcji chemicznej należy rozpatrzyć efekty indukcyjne 

podstawników obecnych w substracie, a następnie znaleźć centra aktywne, czyli potencjalne miejsca, które mogą być 

Efekt indukcyjny i mezomeryczny rozpatruje się z punktu widzenia grupy, która go wywołuje:

 

 

Grupa  wywołująca  efekt  indukcyjny 
wyciąga elektrony ze związku, zubaża 
go  w  elektrony,  ale  sama  przez  to 
uzyskuje  cząstkowy  ładunek  ujemny. 

W tym przypadku grupa wzbogaca związek 
w  elektrony,  sama  zaś  uzyskuje 
ładunek dodatni. Mówimy tu, że atom sodu 
wykazuje efekt +I 

 

tawionych kwasów karboksylowych (im więcej przyłączonych chlorów, tym 

 

elektronów    w  całej  cząsteczce.  Podstawnik 

zawierający  atom  bardziej  elektroujemny  od  węgla  będzie  powodował  następujący  efekt  (Z  –  podstawnik  elektrono 

podstawnik elektrono donorowy +I): 

 (I).  

podstawniki elektrono donorowe +I 

(zwany  także  efektem  rezonansowym)  jest  zazwyczaj  silniejszy  od  efektu  indukcyjnego.  Ma  spory 

wpływ  na  reakcje  związków  organicznych,  szczególnie  aromatycznych.  Ponieważ  efekt  mezomeryczny  sprawia  trochę 

W każdym przypadku, by uzupełnić równanie reakcji chemicznej należy rozpatrzyć efekty indukcyjne I oraz mezomeryczne 

podstawników obecnych w substracie, a następnie znaleźć centra aktywne, czyli potencjalne miejsca, które mogą być 

Efekt indukcyjny i mezomeryczny rozpatruje się z punktu widzenia grupy, która go wywołuje: 

W tym przypadku grupa wzbogaca związek 
w  elektrony,  sama  zaś  uzyskuje  cząstkowy 
ładunek dodatni. Mówimy tu, że atom sodu 

Mówimy  wtedy,  że  taka  grupa 
wykazuje efekt -I 

Grupa  aminowa  wzbogaca  pierścień 
w  elektrony,  sama  uzyskuje  ładunek 
formalny  dodatni.  Wykazuje  więc 
efekt +M. O takiej grupie mówi się, że 
jest elektrodonorowa. 

Ze względu na powyższe oddziaływania podstawniki dzielimy na:
mezomeryczne  dodatnie  +M  i  należą  tutaj 
obecnością wolnych par elektronowych na centralnym atomie węgla podstawnika. Na przykład tlen w podstawniku 
ma dwie wolne pary elektronowe. 
podstawniki  drugiego  rodzaju  wykazujące  efekt 
Wszystkie  te  podstawniki  charakteryzują  się  obecnością  wiązań  wielokrotnych  pomiędzy  centralnym  atomem 
podstawnika  a  pozostałymi  atomami.  Uwzględniając  efekty  I  i  M  podstawników  należy  stwierdzić,  że  odgrywają  one 
znaczną rolę w przebiegu reakcji jonowych.
 
 
Nukleofil – to cząsteczka lub grupa, która, jak sama nazwa wskazuje, "lubi" dodatnio naładowane 
Sama  posiada  nadmiar  elektronów  i  w  odpowiednich  warunkach  jest  skłonna  się  nimi  podzielić,  czyli  być  ich  donorem 
(benzen jest tzw. miękkim nukleofilem - cząsteczka duża, z rozmytym "centrum nukleofilowości" 
konkretnego miejsca, które ma nadmiar elektronów).
 
Elektrofil – to cząsteczka lub grupa która, jak sama nazwa wskazuje, "lubi" 
odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich akceptorem. Elektrofilami są wszystkie 
zgodne  z  definicją  Brønsteda,  jak  i  te  zgodne  z  definicją  Lewisa.  Oprócz  tego  mogą  to  być  jednak  cząsteczki,  które  nie 
wykazują  żadnych  kwasowych  własności,  lecz  tylko  mają  "zwykły"  deficyt  elektronów 
szersze od pojęcia kwasu (elektrofilem twardym jest np. AlCl
"centrum elektrofilowości" –  czyli jednym konkretnym miejscu w cząsteczce, które jest szczególnie skłonne przyjmować 
elektrony). 
 
Reasumując,  dodatni  efekt  mezomeryczny,  wytwa
nukleofilem (chętnie odda elektrony dodatnio naładowanej cząstce
zachodzić łatwiej.  
 
5. Izomeria konstytucyjna (szkieletu, położenia, budowy
związków organicznych. Asymetryczne atomy w
asymetrycznym atomie węgla. 
 

Izomeria konstytucyjna (izomeria strukturalna):

występowanie związków różniących się kolejnością i sposobem połączenia atomów w cząsteczkach

Izomeria szkieletowa: 

cząsteczki różnią się budową 

szkieletu węglowego 

podstawnika, grupy 

 

Mówimy  wtedy,  że  taka  grupa 

 

Grupa  aminowa  wzbogaca  pierścień 
w  elektrony,  sama  uzyskuje  ładunek 
formalny  dodatni.  Wykazuje  więc 

. O takiej grupie mówi się, że 

Grupa  karbonylowa  zubaża  pierścień  w 
elektrony,  dlatego  nazywamy  ją  grupą 
elektroakceptorową  i  mówimy  o  niej,  że 
wykazuje efekt -M 

Ze względu na powyższe oddziaływania podstawniki dzielimy na: 

+M  i  należą  tutaj  -R,  -OH,  -NH

2

,  -X.  Wszystkie  podstawniki 

obecnością wolnych par elektronowych na centralnym atomie węgla podstawnika. Na przykład tlen w podstawniku 

podstawniki  drugiego  rodzaju  wykazujące  efekt  mezomeryczny  ujemny  -M  i  należą  tutaj
Wszystkie  te  podstawniki  charakteryzują  się  obecnością  wiązań  wielokrotnych  pomiędzy  centralnym  atomem 
podstawnika  a  pozostałymi  atomami.  Uwzględniając  efekty  I  i  M  podstawników  należy  stwierdzić,  że  odgrywają  one 

gu reakcji jonowych. 

, która, jak sama nazwa wskazuje, "lubi" dodatnio naładowane 

i  w  odpowiednich  warunkach  jest  skłonna  się  nimi  podzielić,  czyli  być  ich  donorem 

cząsteczka duża, z rozmytym "centrum nukleofilowości" 

konkretnego miejsca, które ma nadmiar elektronów). 

która, jak sama nazwa wskazuje, "lubi" elektrony, czyli sama posiada ich niedomiar i w 

odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich akceptorem. Elektrofilami są wszystkie 

cją  Brønsteda,  jak  i  te  zgodne  z  definicją  Lewisa.  Oprócz  tego  mogą  to  być  jednak  cząsteczki,  które  nie 

wykazują  żadnych  kwasowych  własności,  lecz  tylko  mają  "zwykły"  deficyt  elektronów 

twardym jest np. AlCl

3

, H

+ 

- cząsteczka mała, zwarta i o bardzo skoncentrowanym 

czyli jednym konkretnym miejscu w cząsteczce, które jest szczególnie skłonne przyjmować 

odatni  efekt  mezomeryczny,  wytwarza  na  pierścieniu  benzenowym  ujemny  ładunek,  który

nukleofilem (chętnie odda elektrony dodatnio naładowanej cząstce np. H

+

), a więc reakcja addycji elektrofilowej będzie 

5. Izomeria konstytucyjna (szkieletu, położenia, budowy) i przestrzenna (geometryczna, konformacyjna, enancjomeria) 

zków organicznych. Asymetryczne atomy węgla: konfiguracja względna (D, L) i absolutna (R, S) podstawników przy 

Izomeria konstytucyjna (izomeria strukturalna): 

występowanie związków różniących się kolejnością i sposobem połączenia atomów w cząsteczkach

Izomeria podstawienia (położenia): 

cząsteczki różnią się położeniem 

podstawnika, grupy funkcyjnej lub wiązania 

wielokrotnego 

cząsteczki posiadają różne grupy 

 

 

baża  pierścień  w 

elektrony,  dlatego  nazywamy  ją  grupą 
elektroakceptorową  i  mówimy  o  niej,  że 

Wszystkie  podstawniki  tej  grupy  charakteryzują  się 

obecnością wolnych par elektronowych na centralnym atomie węgla podstawnika. Na przykład tlen w podstawniku -OH 

M  i  należą  tutaj  -NO

2

,  -SO

3

H,  COOH. 

Wszystkie  te  podstawniki  charakteryzują  się  obecnością  wiązań  wielokrotnych  pomiędzy  centralnym  atomem 
podstawnika  a  pozostałymi  atomami.  Uwzględniając  efekty  I  i  M  podstawników  należy  stwierdzić,  że  odgrywają  one 

, która, jak sama nazwa wskazuje, "lubi" dodatnio naładowane jądra innych atomów. 

i  w  odpowiednich  warunkach  jest  skłonna  się  nimi  podzielić,  czyli  być  ich  donorem 

cząsteczka duża, z rozmytym "centrum nukleofilowości" – czyli brakiem jednego 

, czyli sama posiada ich niedomiar i w 

odpowiednich warunkach jest w stanie je przyjąć, czyli być ich akceptorem. Elektrofilami są wszystkie kwasy, zarówno te 

cją  Brønsteda,  jak  i  te  zgodne  z  definicją  Lewisa.  Oprócz  tego  mogą  to  być  jednak  cząsteczki,  które  nie 

wykazują  żadnych  kwasowych  własności,  lecz  tylko  mają  "zwykły"  deficyt  elektronów  –  pojęcie  elektrofila  jest  więc 

cząsteczka mała, zwarta i o bardzo skoncentrowanym 

czyli jednym konkretnym miejscu w cząsteczce, które jest szczególnie skłonne przyjmować 

iu  benzenowym  ujemny  ładunek,  który  czyni  go 

), a więc reakcja addycji elektrofilowej będzie 

) i przestrzenna (geometryczna, konformacyjna, enancjomeria) 

dna (D, L) i absolutna (R, S) podstawników przy 

występowanie związków różniących się kolejnością i sposobem połączenia atomów w cząsteczkach 

Izomeria funkcyjna: 

cząsteczki posiadają różne grupy 

funkcyjne 

 

Stereoizomeria (izomeria konfiguracyjna): 

występowanie związków o identycznej strukturze(konstytucji),  

a różnym rozmieszczeniu atomów w przestrzeni (konfiguracji) 

Izomeria geometryczna (cis/trans): 

cząsteczki różnią się położeniem podstawników względem 

wiązania podwójnego lub płaszczyzny pierścienia węglowego 

Izomeria optyczna: 

cząsteczki są chiralne, czyli nieidentyczne ze swymi 

lustrzanymi odbiciami; warunkiem jest obecność atomu 

węgla połączonego z czterema różnymi podstawnikami i 

brak płaszczyzny symetrii w cząsteczce  

(np. kwas mezowinowy nie spełnia 2 warunku – ma 

element symetrii) 

 

 

 
Substancja jest czynna optycznie jeżeli skręca płaszczyznę polaryzacji światła. 
enancjomery – izomery będące wzajemnymi odbiciami lustrzanymi 
chiralność – zachodzi, kiedy przedmioty nie pokrywają się ze swoimi odbiciami lustrzanymi,  
nie wykazują żadnych elementów symetrii.  
centrum chiralności – atom węgla połączony z 4 różnymi podstawnikami  
(ilość chiralnych atomów węgla decyduje o ilości enancjomerów) 
diastereoizomery – różnią się konfiguracją przy co najmniej jednym centrum chiralności 
epimery – różnią się konfiguracją przy tylko jednym centrum chiralności 
forma mezo – dwa enancjomery mające wspólną płaszczyznę symetrii, uznaje się je za jedną odmianę 
Izomeria konformacyjna - to rodzaj izomerii cząsteczek chemicznych, polegająca na częściowym zablokowaniu swobodnej 
rotacji  podstawników  lub  pojedynczych  atomów,  występujących  przy  dwóch  atomach  połączonych  pojedynczym 
wiązaniem chemicznym. Izomery konformacyjne często przedstawia się za pomocą tzw. projekcji Newmana. 
 
Izomeria  konformacyjna  na  przykładzie  butanu  (rozpatrując  konformery  n-butanu  przy  tworzeniu  projekcji  Newmana 
spoglądaliśmy wzdłuż środkowego wiązania C−C; przykład dla konformacji antyperiplanarnej (180°)): 

 

Wzory stereostrukturalne i projekcje Newmana konformerów butanu (kolejno: 180°, 120°, 60°, 0°). 

 

Konformery n-butanu mają swoje nazwy w zależności od kąta jaki  zawarty jest pomiędzy grupami metylowymi. 180° to 
konformacja  antyperiplanarna,  60°  synklinarna,  0°  synperiplanarna.  Dla  uproszczenia  posługiwać  się  będziemy  jednak 
wartościami tych kątów. 

 

Wiemy  już  że  konformacje  naprzeciwległe  (120°  i  0°)  są  mniej  trwałe  od  naprzemianległych  (180°  i  60°).  Ale  czy  nawet 
mniej trwałe 120° i 0° są równocenne? Okazuje się, że nie. Oprócz naprężenia torsyjnego występuje też inne - naprężenie 
steryczne. Powstaje ono kiedy grupy funkcyjne fizycznie sobie przeszkadzają zachodząc na siebie. 
 
Naprężenie steryczne pojawia się w konformacji 60° i 0° oraz pomiędzy nimi a także w dalszej rotacji aż do 60° po drugiej 
stronie.  Im  bliżej  konformacji  0°  tym  naprężenie  steryczne  jest  silniejsze  i  tym  większa  energia  jest  potrzebna  do 
osiągnięcia takiego kształtu. 
 
Konwencja Z/E – zusammen/entgegen (razem/naprzeciw). 
Istnieją dwie, równoległe konwencje nazewnicze tego rodzaju izomerii. Tzw. trans-cis oraz E-Z: 

-  forma  trans  ma  miejsce  gdy  dwa  identyczne  podstawniki  znajdują  się  po  przeciwnych  stronach  względem 
płaszczyzny przechodzącej wzdłuż wiązania wielokrotnego lub pierścienia. 
-  forma  cis  ma  miejsce  gdy  wcześniej  wspomniane  podstawniki  znajdują  się  po  tej  samej  stronie  płaszczyzny 
wiązania podwójnego lub pierścienia. 
 

Jak widać, jeżeli nie ma dwóch identycznych podstawników przy podwójnym wiązaniu (lub pierścieniu), system cis-trans 
nie daje możliwości jednoznacznego nazwania konfiguracji, dlatego stworzono system E-Z, opierający się na regułach wagi 
podstawników Cahna-Ingolda-Preloga. 

-  o  formie  E  (niem.  entgegen  'naprzeciw')  mówi  się,  gdy  dwa  podstawniki  o  większej  wadze  znajdują  się  po 
przeciwnych stronach względem płaszczyzny przechodzącej wzdłuż wiązania wielokrotnego lub pierścienia. 
- o formie Z (niem. zusammen 'razem') mówi się, gdy wcześniej wspomniane podstawniki znajdują się po tej samej 
stronie płaszczyzny wiązania podwójnego lub pierścienia. 

 

Po lewej mamy (E)-But-2-en, a po prawej (Z)-But-2-en. 

Tutaj można znaleźć trochę informacji na temat izomerii E/Z: 
http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/93/r93_626.htm 

 
 

6.  Rodzaje  reakcji  organicznych  i  reagenty  bior
kowalencyjnego. 
 
Na początek zaczniemy od wprowadzenia pojęcia karbokationu:
Karbokation to jon, a dokładnie kation, w którym elektryczny ładunek dodatni jest zlokalizowany na jednym lub więcej 
atomach  węgla.  Dodatnio  naładowany  atom  węgla  posiada  6. 
reaguje  z  cząsteczkami,  które  mogą  mu  dostarczyć  dwóch  elektr
posiadający znaczny deficyt elektronów, jest silnym 
i  łatwo  reaguje  z  wszelkimi  zasadami,  np.  jonem 
istnieje  tylko  jako  produkt  przejściowy  wielu 
mechanizmu SN1. Szczególnie nietrwałe i reaktywne są karbokationy 
ich rzędowości, tzn. od tego, czy ładunek dodatni znajduje się na atomie węgla, do którego jest przyłączony jeden inny 
atom węgla (pierwszorzędowy), dwa takie atomy (drugorzędowy), czy trzy takie atomy (trzeciorzędowy):

 
A teraz wracamy do tematu: 
Pomijając nieliczne przypadki reakcji kwasu Lewisa z zasadą Lewisa, w których tworzy się nowe wiązanie koordynacyjne,

to w większości przemian chemicznych musi nastąpić rozpad jednych wiązań na rzecz powstawania drugich. W przypadku 
gdy  dwa  atomy  związane  wiązaniem  σ  nie  r
wiążąca  para  elektronów  ulega  podziałow
pojedynczy, niesparowany elektron. Takie rozerwanie wiązania nazywane jest rozpadem homolitycznym lub rodnikowym.
 
Jeżeli  jednak  atomy  różnią  się  między  sobą  elektroujemnością,  to  p
cząsteczka  rozpada  się  na dwa  jony:  dodatni  i  ujemny.  Mamy  tu  do  czynienia  z  rozerwaniem  wiązania,  które  nazywane 
jest  rozpadem  heterolitycznym  lub  jonowym.  Heterolityczny  rozpad  wiązań  niekoniecznie musi  powod
się  karbokationów  lub  karboanionów  istniejących  jako  niezależne  elementy.  Najczęściej  nowe  wiązanie  tworzy  się 
równocześnie  z  rozpadem  wiązania  starego  i  w  żadnym  momencie  reakcji,  na  atomie  węgla  nie  wytwarza  się  deficyt 
elektronów.  Tym  niemniej  jednak,  jon  odchodzący  zabiera  ze  sobą  parę  elektronów  wiążących,  lub  zostawia  je  przy 
atomie węgla. 
 
Istnienie znacznych różnic między reakcjami jonowymi i rodnikowymi powodują różne właściwości jonów organicznych i 
wolnych rodników, oraz odmienne warunki homolitycznego i heterolitycznego rozpadu wiązań. 

sprzyja wysoka temperatura, zachodzą one łatwo w fazie gazowej oraz w rozpuszczalnikach niepolarnych. Nie 
są 

wrażliwe  na  katalityczny  wpływ  kwasów  lub  zasad,  ulegają  natomiast 

reagujących  z  wolnymi  rodnikami.  Natomiast  reakcjom  jonowym  sprzyjają  rozpuszczalniki  polarne,  zachodzą  zwykle  w 
fazie  ciekłej,  lub  na  powierzchni  ciał  stałych,  czyli  polarnych  katalizatorów.  Reakcje  jonowe  są  wrażliwe  n
wpływ kwasów i zasad, natomiast niewrażliwe na działanie inhibitorów reagującymi z wolnymi rodnikami. Należy jednak 
zaznaczyć,  że  nie  istnieją  reakcje  pośrednie  pomiędzy  reakcjami  rodnikowymi  a  jonowymi.  W  zależności  od  sposobu 
rozerwania wiązań uzyskujemy cząsteczki o charakterze rodnika lub elektrofila i nukleofila.
 

substytucja 

 
W  zależności  od  charakteru  odczynnika  atakującego  (elektrofil,  nukleofil,  rodnik),  każdy  z  tych  trzech  rodzajów  reakcji 
może  należeć  do  jednej  z  trzech  podstawowych  kategorii  czyli,  homolitycznej  (rodnikowej)  i  dwóch  heterolitycznych 
(elektrofilowej  i  nukleofilowej).  W  sumie  otrzymujemy  dziewięć  typów  możliwych  reakcji,  które  zostały 
usystematyzowane przez Ingolda. Typy reakcji organicznych ze względu na rodzaj odczynnika:

6.  Rodzaje  reakcji  organicznych  i  reagenty  biorące  w  nich  udział.  Homolityczny  i  heterolityczny  rozpad  wi

zaczniemy od wprowadzenia pojęcia karbokationu: 

, w którym elektryczny ładunek dodatni jest zlokalizowany na jednym lub więcej 

.  Dodatnio  naładowany  atom  węgla  posiada  6.  elektronów  walencyjnych

,  które  mogą  mu  dostarczyć  dwóch  elektronów,  zgodnie  z  tzw.  regułą  oktetu

posiadający znaczny deficyt elektronów, jest silnym elektrofilem i kwasem Lewisa. Jest więc podatny na atak 

,  np.  jonem  OH-  czy  jonem  Cl-.  Większość  karbokationów  jest  bardzo  nietrwała  i 

istnieje  tylko  jako  produkt  przejściowy  wielu  reakcji  chemicznych,  np.  podstawienia  nukleofilowego

Szczególnie nietrwałe i reaktywne są karbokationy alkilowe. Ich trwałość zależna jest jednak silnie od 

ich rzędowości, tzn. od tego, czy ładunek dodatni znajduje się na atomie węgla, do którego jest przyłączony jeden inny 

ęgla (pierwszorzędowy), dwa takie atomy (drugorzędowy), czy trzy takie atomy (trzeciorzędowy):

Pomijając nieliczne przypadki reakcji kwasu Lewisa z zasadą Lewisa, w których tworzy się nowe wiązanie koordynacyjne,

 

ości przemian chemicznych musi nastąpić rozpad jednych wiązań na rzecz powstawania drugich. W przypadku 

σ  nie  różnią  się  zbytnio  elektroujemnością  to  podczas  rozerwania  tego  wiązania, 

wiążąca  para  elektronów  ulega  podziałowi  a  więc  powstają  wolne  rodniki,  czyli  atomy  lub  grupy  atomów,  posiadające 

jedynczy, niesparowany elektron. Takie rozerwanie wiązania nazywane jest rozpadem homolitycznym lub rodnikowym.

Jeżeli  jednak  atomy  różnią  się  między  sobą  elektroujemnością,  to  para  elektronów  zostaje  przy  jednym  z  atomów  a 
cząsteczka  rozpada  się  na dwa  jony:  dodatni  i  ujemny.  Mamy  tu  do  czynienia  z  rozerwaniem  wiązania,  które  nazywane 
jest  rozpadem  heterolitycznym  lub  jonowym.  Heterolityczny  rozpad  wiązań  niekoniecznie musi  powod
się  karbokationów  lub  karboanionów  istniejących  jako  niezależne  elementy.  Najczęściej  nowe  wiązanie  tworzy  się 
równocześnie  z  rozpadem  wiązania  starego  i  w  żadnym  momencie  reakcji,  na  atomie  węgla  nie  wytwarza  się  deficyt 

emniej  jednak,  jon  odchodzący  zabiera  ze  sobą  parę  elektronów  wiążących,  lub  zostawia  je  przy 

Istnienie znacznych różnic między reakcjami jonowymi i rodnikowymi powodują różne właściwości jonów organicznych i 

warunki homolitycznego i heterolitycznego rozpadu wiązań. 

sprzyja wysoka temperatura, zachodzą one łatwo w fazie gazowej oraz w rozpuszczalnikach niepolarnych. Nie 

wrażliwe  na  katalityczny  wpływ  kwasów  lub  zasad,  ulegają  natomiast  zahamowaniu  pod  wpływem  inhibitorów 

reagujących  z  wolnymi  rodnikami.  Natomiast  reakcjom  jonowym  sprzyjają  rozpuszczalniki  polarne,  zachodzą  zwykle  w 
fazie  ciekłej,  lub  na  powierzchni  ciał  stałych,  czyli  polarnych  katalizatorów.  Reakcje  jonowe  są  wrażliwe  n
wpływ kwasów i zasad, natomiast niewrażliwe na działanie inhibitorów reagującymi z wolnymi rodnikami. Należy jednak 
zaznaczyć,  że  nie  istnieją  reakcje  pośrednie  pomiędzy  reakcjami  rodnikowymi  a  jonowymi.  W  zależności  od  sposobu 

ązań uzyskujemy cząsteczki o charakterze rodnika lub elektrofila i nukleofila.

REAKCJE ORGANICZNE 

addycja 

eliminacja 

W  zależności  od  charakteru  odczynnika  atakującego  (elektrofil,  nukleofil,  rodnik),  każdy  z  tych  trzech  rodzajów  reakcji 
może  należeć  do  jednej  z  trzech  podstawowych  kategorii  czyli,  homolitycznej  (rodnikowej)  i  dwóch  heterolitycznych 

eofilowej).  W  sumie  otrzymujemy  dziewięć  typów  możliwych  reakcji,  które  zostały 

Typy reakcji organicznych ze względu na rodzaj odczynnika:

ce  w  nich  udział.  Homolityczny  i  heterolityczny  rozpad  wiązania 

, w którym elektryczny ładunek dodatni jest zlokalizowany na jednym lub więcej 

elektronów  walencyjnych  i  dlatego  nadzwyczaj  chętnie 

regułą  oktetu.  Karbokation,  jako 

. Jest więc podatny na atak nukleofilowy 

arbokationów  jest  bardzo  nietrwała  i 

podstawienia  nukleofilowego  zachodzącego  wg 

. Ich trwałość zależna jest jednak silnie od 

ich rzędowości, tzn. od tego, czy ładunek dodatni znajduje się na atomie węgla, do którego jest przyłączony jeden inny 

ęgla (pierwszorzędowy), dwa takie atomy (drugorzędowy), czy trzy takie atomy (trzeciorzędowy): 

 

Pomijając nieliczne przypadki reakcji kwasu Lewisa z zasadą Lewisa, w których tworzy się nowe wiązanie koordynacyjne, 

ości przemian chemicznych musi nastąpić rozpad jednych wiązań na rzecz powstawania drugich. W przypadku 

óżnią  się  zbytnio  elektroujemnością  to  podczas  rozerwania  tego  wiązania, 

i  a  więc  powstają  wolne  rodniki,  czyli  atomy  lub  grupy  atomów,  posiadające 

jedynczy, niesparowany elektron. Takie rozerwanie wiązania nazywane jest rozpadem homolitycznym lub rodnikowym. 

ara  elektronów  zostaje  przy  jednym  z  atomów  a 

cząsteczka  rozpada  się  na dwa  jony:  dodatni  i  ujemny.  Mamy  tu  do  czynienia  z  rozerwaniem  wiązania,  które  nazywane 
jest  rozpadem  heterolitycznym  lub  jonowym.  Heterolityczny  rozpad  wiązań  niekoniecznie musi  powodować  utworzenie 
się  karbokationów  lub  karboanionów  istniejących  jako  niezależne  elementy.  Najczęściej  nowe  wiązanie  tworzy  się 
równocześnie  z  rozpadem  wiązania  starego  i  w  żadnym  momencie  reakcji,  na  atomie  węgla  nie  wytwarza  się  deficyt 

emniej  jednak,  jon  odchodzący  zabiera  ze  sobą  parę  elektronów  wiążących,  lub  zostawia  je  przy 

Istnienie znacznych różnic między reakcjami jonowymi i rodnikowymi powodują różne właściwości jonów organicznych i 

warunki homolitycznego i heterolitycznego rozpadu wiązań. 

Reakcjom rodnikowym 

sprzyja wysoka temperatura, zachodzą one łatwo w fazie gazowej oraz w rozpuszczalnikach niepolarnych. Nie 

zahamowaniu  pod  wpływem  inhibitorów 

reagujących  z  wolnymi  rodnikami.  Natomiast  reakcjom  jonowym  sprzyjają  rozpuszczalniki  polarne,  zachodzą  zwykle  w 
fazie  ciekłej,  lub  na  powierzchni  ciał  stałych,  czyli  polarnych  katalizatorów.  Reakcje  jonowe  są  wrażliwe  na  katalityczny 
wpływ kwasów i zasad, natomiast niewrażliwe na działanie inhibitorów reagującymi z wolnymi rodnikami. Należy jednak 
zaznaczyć,  że  nie  istnieją  reakcje  pośrednie  pomiędzy  reakcjami  rodnikowymi  a  jonowymi.  W  zależności  od  sposobu 

ązań uzyskujemy cząsteczki o charakterze rodnika lub elektrofila i nukleofila. 

przegrupowanie 

(reorganizacja wiązań 

w cząsteczce pod 

wpływem kwasu ) 

W  zależności  od  charakteru  odczynnika  atakującego  (elektrofil,  nukleofil,  rodnik),  każdy  z  tych  trzech  rodzajów  reakcji 
może  należeć  do  jednej  z  trzech  podstawowych  kategorii  czyli,  homolitycznej  (rodnikowej)  i  dwóch  heterolitycznych 

eofilowej).  W  sumie  otrzymujemy  dziewięć  typów  możliwych  reakcji,  które  zostały 

Typy reakcji organicznych ze względu na rodzaj odczynnika: 

Rodzaj reakcji 

Addycja 
Substytucja 
Eliminacja 

 
Substytucja nukleofilowa – S

N

: 

Zachodzi  w  wyniku  ataku  czynnika  nukleofilowego  na  elektronowe  centrum  związku  chemicznego.  Czynnikami 
nukleofilowymi  są  cząsteczki  lub  jony  odznaczające
elektronów (NH

3

), cząsteczki z niepolarnym wiązaniem 

pierwszego lub drugiego rzędu. Odpowiednio wtedy dla reakcji pierwszego rzędu (szybkość reakcji zależy tylko od stężenia 
jednego  substratu),  mechanizm  reakcji  określa  się  symbolem 
reakcji zależy od stężenia dwóch substratów) mechan

Typ reakcji 

S

N

1 

Ilość 

etapów 

Reakcja 2-etapowa.

1 etapem jest wytworzenie karbokationu, 

który w drugim etapie jest atakowany przez 

nukleofil 

Rząd 

reakcji 

Reakcja I rzędu, jej szybkość zależy wyłącznie 

od stężenia R-X w środowisku reakcji.

Czynność 

optyczna 

Z czynnego optycznie substratu powstaje 

nieczynna optycznie mieszanina racemiczna

Co jej 

ulega? 

Najłatwiej ulegają jej III rzędowe halogenki 

alkilowe 

 
Substytucja elektrofilowa – S

E

: 

Cząsteczka  elektrofilowa  atakuje  związek  nukleofilowy.  Takimi  substancjami  elektrofilowymi  są  cząsteczki  albo  jony 
odznaczające  się  niedoborem  elektronów
reakcji substytucji elektrofilowej są halogenowanie, nitrowanie, sulfonowanie, alkilowanie.

Substytucja wolnorodnikowa – S

R

: 

Reakcja przebiegająca z udziałem wolnych rodników, które powstają stale w wyniku reakcji łańcuchowej.

Addycja nukleofilowa - A

N

: 

Reakcja  przyłączania,  która  przebiega  w  wyniku  ataku  czynnika  nuklefilowego  na  elektronowe  centrum  związku 
chemicznego. 

Charakter odczynnika 
elektrofil 

nukleofil 

rodnik

A

E

 

A

N

 

A

R

 

S

E

 

S

N

 

S

R

 

E

E

 

E

N

 

E

R

 

achodzi  w  wyniku  ataku  czynnika  nukleofilowego  na  elektronowe  centrum  związku  chemicznego.  Czynnikami 

odznaczające  się  nadmiarem  elektronów  (OH

-

,  Cl

), cząsteczki z niepolarnym wiązaniem 

π

 - eten, benzen). Sama reakcja może przebiegać według kinetyki 

Odpowiednio wtedy dla reakcji pierwszego rzędu (szybkość reakcji zależy tylko od stężenia 

jednego  substratu),  mechanizm  reakcji  określa  się  symbolem  S

N

1  i  odpowiednio  dla  reakcji  drugiego  rzędu  (szybkość 

reakcji zależy od stężenia dwóch substratów) mechanizm reakcji określa się symbolem S

N

2.

 

 
 

etapowa. 

1 etapem jest wytworzenie karbokationu, 

który w drugim etapie jest atakowany przez 

 

Reakcja 1-etapowa. W jednym etapie do cząsteczki 

następuje zbliżenie się nukleofila, który się podstawia i 

odejście nukleofila odchodzącego. Tworzy się pośredni etap, 

w którym powstaje częściowe wiązanie z nukleofilem 

atakującym a wiązanie z nukleofilem odchodzącym zanika.

Nukleofil atakujący zawsze atakuje ze strony przec

nukleofila odchodzącego. Warunkuje to najczęściej zmianę 

konfiguracji formalnej atomu, przy którym następuje 

podstawienie (substytucja).

Reakcja I rzędu, jej szybkość zależy wyłącznie 

X w środowisku reakcji. 

Reakcja II rzędu, jej szybkość zależy od stężenia R

środowisku reakcji

Z czynnego optycznie substratu powstaje 

nieczynna optycznie mieszanina racemiczna 

Z czynnego optycznie substratu powstaje czynny optycznie 

produkt

Najłatwiej ulegają jej III rzędowe halogenki 

 

Najłatwiej ulegają jej I rzędowe halogenki alkilowe

Cząsteczka  elektrofilowa  atakuje  związek  nukleofilowy.  Takimi  substancjami  elektrofilowymi  są  cząsteczki  albo  jony 

niedoborem  elektronów  (H

+

,  AlCl

3

,  biegun  dodatni  wiązań  atomowych  spolaryzowanych).  Przykładami 

elektrofilowej są halogenowanie, nitrowanie, sulfonowanie, alkilowanie.

 

 
 

Reakcja przebiegająca z udziałem wolnych rodników, które powstają stale w wyniku reakcji łańcuchowej.

 

 

zania,  która  przebiega  w  wyniku  ataku  czynnika  nuklefilowego  na  elektronowe  centrum  związku 

rodnik 

achodzi  w  wyniku  ataku  czynnika  nukleofilowego  na  elektronowe  centrum  związku  chemicznego.  Czynnikami 

,  Cl

-

,  cząsteczki  z  wolnymi  parami 

eten, benzen). Sama reakcja może przebiegać według kinetyki 

Odpowiednio wtedy dla reakcji pierwszego rzędu (szybkość reakcji zależy tylko od stężenia 

i  odpowiednio  dla  reakcji  drugiego  rzędu  (szybkość 

. 

S

N

2 

etapowa. W jednym etapie do cząsteczki 

się nukleofila, który się podstawia i 

odejście nukleofila odchodzącego. Tworzy się pośredni etap, 

w którym powstaje częściowe wiązanie z nukleofilem 

atakującym a wiązanie z nukleofilem odchodzącym zanika. 

Nukleofil atakujący zawsze atakuje ze strony przeciwnej do 

nukleofila odchodzącego. Warunkuje to najczęściej zmianę 

konfiguracji formalnej atomu, przy którym następuje 

podstawienie (substytucja). 

rzędu, jej szybkość zależy od stężenia R-X i Nu w 

środowisku reakcji 

Z czynnego optycznie substratu powstaje czynny optycznie 

produkt 

Najłatwiej ulegają jej I rzędowe halogenki alkilowe 

Cząsteczka  elektrofilowa  atakuje  związek  nukleofilowy.  Takimi  substancjami  elektrofilowymi  są  cząsteczki  albo  jony 

,  biegun  dodatni  wiązań  atomowych  spolaryzowanych).  Przykładami 

elektrofilowej są halogenowanie, nitrowanie, sulfonowanie, alkilowanie. 

Reakcja przebiegająca z udziałem wolnych rodników, które powstają stale w wyniku reakcji łańcuchowej. 

zania,  która  przebiega  w  wyniku  ataku  czynnika  nuklefilowego  na  elektronowe  centrum  związku 

Addycja elektrofilowa - A

E

: 

Reakcja przyłączenia, która przebiega w wyniku ataku czynnika elektrofilowego na cząsteczkę nukleofilową.

Addycja rodnikowa - A

R

: 

Reakcja przyłączenia przebiegająca w postaci łańcuchowej z udziałem wolnych rodników.

 
Eliminacja: 
Jest to reakcja chemiczna, w której od jednej cząsteczki substratu oddzielają się dwa atomy albo grupy atomów i nie są 
zastępowane innymi. Otrzymane produkty zwierają wiązania wielokrotne. Przykładami reakcji eliminacji są reakcje 
odwodornienia i odwodnienia. Reakcje eliminacji mogą przebiegać zgodnie z kinetyką pierwszego rzędu 
drugiego rzędu E2. 

7.  Alkany:  budowa  (w  tym:  rzędowo
(podstawienie  wolnorodnikowe,  spalanie).  Łatwo
selektywność halogenowania alkanów. 
 
Budowa: 

Nazwa 

Budowa cząsteczki

A

li

fa

t

y

cz

n

e

 

N

a

sy

c

o

n

e

 

Alkany 

łańcuchowa

(prosta lub rozgałęziona)

  
Rzędowość atomów węgla: 
Rzędowość  to  po  prostu  ilość  wiązań  węgla  z  innymi  węglami.  Maksymalna  rzędowość  to  IV,  minimalna  to  0.  Np. 
cząsteczka  butanu  składa  się  z  dwóch  pierwszorzędowych  węgli  i  dwóch  drugorzędowych. 
rzędowości jest - liczba określająca ile atomów
organicznego. Rzędowość tradycyjnie oznacza się l
 

 

 

Reakcja przyłączenia, która przebiega w wyniku ataku czynnika elektrofilowego na cząsteczkę nukleofilową.

 

Reakcja przyłączenia przebiegająca w postaci łańcuchowej z udziałem wolnych rodników. 

 

Jest to reakcja chemiczna, w której od jednej cząsteczki substratu oddzielają się dwa atomy albo grupy atomów i nie są 

innymi. Otrzymane produkty zwierają wiązania wielokrotne. Przykładami reakcji eliminacji są reakcje 

odwodornienia i odwodnienia. Reakcje eliminacji mogą przebiegać zgodnie z kinetyką pierwszego rzędu 

Eliminacja elektrofilowa E

E

 

Eliminacja nukeofilowa E

N

 

 

Eliminacja rodnikowa E

R

 

 

 

dowość  atomów  węgla),  nazewnictwo,  izomeria,  charakterystyczne  reakcje 

(podstawienie  wolnorodnikowe,  spalanie).  Łatwość  tworzenia  wolnych  rodników  alkilowych. 

Budowa cząsteczki 

Rodzaje 

wiązań C-C 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

tylko pojedyncze (σ) 

Rzędowość  to  po  prostu  ilość  wiązań  węgla  z  innymi  węglami.  Maksymalna  rzędowość  to  IV,  minimalna  to  0.  Np. 
cząsteczka  butanu  składa  się  z  dwóch  pierwszorzędowych  węgli  i  dwóch  drugorzędowych. 

atomów węgla o hybrydyzacji sp³ jest przyłączona do określonego atomu 

. Rzędowość tradycyjnie oznacza się liczbami rzymskimi. 

 

Reakcja przyłączenia, która przebiega w wyniku ataku czynnika elektrofilowego na cząsteczkę nukleofilową. 

 

Jest to reakcja chemiczna, w której od jednej cząsteczki substratu oddzielają się dwa atomy albo grupy atomów i nie są 

innymi. Otrzymane produkty zwierają wiązania wielokrotne. Przykładami reakcji eliminacji są reakcje  

odwodornienia i odwodnienia. Reakcje eliminacji mogą przebiegać zgodnie z kinetyką pierwszego rzędu E1 lub z kinetyką 

 

 

gla),  nazewnictwo,  izomeria,  charakterystyczne  reakcje 

tworzenia  wolnych  rodników  alkilowych.  Mechanizm  i 

Hybrydyzacja 

atomów węgla 

Wzór szeregu 

homologicznego 

tylko sp

3 

C

n

H

2n+2

 

Rzędowość  to  po  prostu  ilość  wiązań  węgla  z  innymi  węglami.  Maksymalna  rzędowość  to  IV,  minimalna  to  0.  Np. 
cząsteczka  butanu  składa  się  z  dwóch  pierwszorzędowych  węgli  i  dwóch  drugorzędowych.  Bardziej  precyzyjną  definicją 

sp³ jest przyłączona do określonego atomu związku 

 

Nazewnictwo – metan, etan, propan, butan, pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan, undekan, dodekan, tridekan, 
teradekan, pentadekan 
 
Izomeria - szkieletowa, położenia, podstawnika oraz dla niektórych związków tej grupy możliwe jest występowanie 
izomerii optycznej 
 
Charakterystyczne reakcje: 
SUBSTYTUCJA RODNIKOWA  – S

R

: 

INICJACJA 

w pierwszym etapie chlor, najczęściej pod wpływem 

promieniowania UV, ulega rozpadowi na wolne rodniki, 

inicjujące łańcuch reakcji. 

 

PROPAGACJA 

wolne rodniki chloru reagują z metanem, tworząc 

rodnik metylowy, który następnie w reakcji z wolnym 
chlorem tworzy produkt (jeden z wielu) chlorowania i 

kolejny wolny rodnik zdolny do dalszych reakcji; 

chlorowanie przebiega do mono- i wielopodstawionych 

chloropochodnych metanu  

CH

3

Cl, CH

2

Cl

2

, CHCl

3

 oraz CCl

4

. 

 

ZAKOŃCZENIE ŁAŃCUCHA REAKCJI 

może zajść na wiele sposobów. Najczęściej jest to 

spowodowane rekombinacją się dwóch wolnych 

rodników, która prowadzi do powstania nie 

reaktywnych cząsteczek 

 

 
Selektywność halogenowania: 
Reaktywność wiązań C-H zależy od rzędowości atomu węgla, z którym związany jest atom wodoru. Najłatwiej substytucji 
wolnorodnikowej ulegają alkany posiadające atomy wodoru przy III rzędowych atomach węgla, potem przy II, a na końcu 
przy  I  rzędowych.  Fluorowce  charakteryzują  się  różną  reaktywnością,  która  w  reakcji  substytucji  rodnikowej  alkanów 
maleje  w  kolejności  F  >  Cl  >  Br  >  I.  Fluor  reaguje  z  alkanami  wybuchowo,  a  jod  jest  bierny  chemicznie,  co  można 
wytłumaczyć  dużą  energią  wiązań  I-I.  W  reakcji  chlorowania  wyższych  alkanów  powstaje  mieszanina  izomerycznych 
monochloropodstawionych.  Biorąc  pod  uwagę  względy  statystyczne  (częstość  zderzeń)  jak  i  względne  szybkości  reakcji 
substytucji atomu wodoru do chlorowania propanu wydajność 1-chloropropanu wynosi ok. 45%, a dla 2-chloropropanu ok. 
55%. Jeżeli o wyniku reakcji decyduje względna reaktywność poszczególnych pozycji w cząstecze substratu, to mówi się o 
selektywności danej reakcji. Oznacza to, że reakcja chlorowania nie jest reakcją regioselektywną. Wolne rodniki alkilowe 
oraz  rodniki  cząsteczki  chloru  powstają  w  wyniku  rozpadu  termicznego  (ok.  400

o

C)  lub  podczas  fotolizy  –  reakcja 

zachodząca  pod  wpływem  dal  o  długości  250  nm.  Reakcja  monobromowania  na  przykładzie  propanu  jest  natomiast 
selektywna (1-bromopropan – 1%; 2-bromopropan – 99%). Brom jest odczynnikiem o dużej selektywności. 
 
SPALANIE: 

spalanie całkowite – produkty spalania to dwutlenek węgla i para wodna (woda); na przykładzie butanu: 

2 C

4

H

10

 + 13 O

2

 → 8 CO

2

 + 10 H

2

O 

półspalanie – produkty spalania to tlenek węgla i para wodna (woda); na przykładzie etanu: 

2 C

2

H

6

 + 5 O

2

 → 4 CO + 6 H

2

O 

spalanie niecałkowite – produkty spalania to para wodna (woda), sadza (węgiel); na przykładzie metanu: 

CH

4

 + O

2

 → C + 2 H

2

O 

 
 

8. Cykloalkany: budowa (w tym: konformacje cykloheksanu), trwałość, nazewnictwo, charakterystyczne reakcje 
(podstawienie wolnorodnikowe, reakcje połączone z rozpadem pierścieni 3-, 4-członowych). 
 
Budowa: 

Nazwa 

Budowa cząsteczki 

Rodzaje 

wiązań C-C 

Hybrydyzacja 

atomów węgla 

Wzór szeregu 

homologicznego 

A

li

fa

t

y

cz

n

e

 

N

a

sy

c

o

n

e

 

Cykloalkany 

cykliczna 

(z podstawnikami) 

tylko pojedyncze (σ) 

tylko sp

3

 

C

n

H

2n

 

 
Trwałość  –  cykloalkany  są  stosunkowo  trwałe,  z  wyjątkiem  cyklopropanu  i  cyklobutanu,  które  ze  względu  na 
silne  naprężenia  kątowe  wiązań  chemicznych  węgiel-węgiel  łatwo  ulegają  rozkładowi  z  wytworzeniem 
odpowiednich rodników. 

 

 

konformery cykloheksanu 
1 – krzesłowa 
2 – pół-krzesło 
3 – skręcona łódka 
4 – łódka 
5 – skręcona łódka 
 

W pierścieniu łódkowym występują większe naprężenia, dlatego forma krzesłowa jest trwalsza i właśnie taką praktycznie 
zawsze się rysuje (np. w cukrach). 

 

Otrzymywanie (*): 

 

 

Charakterystyczne reakcje: 

 

(na rysunku przedstawiona jest decyklizacja cyklopropanu) 

 

Cykloalkany o pierścieniach pięcioczłonowych i większych mają identyczne właściwości chemiczne jak alkany, a co za tym 
idzie,  ulegają  reakcjom  substytucji  rodnikowej:  chlorowaniu  i  nitrowaniu.  Mechanizm  tej  reakcji  jest  identyczny  jak 
mechanizm  chlorowania  alkanów.  Natomiast  chyklopropan  ze  względu  na  specyficzny  rodzaj  wiązań  C-C  (wiązania 
bananowe), który raczej przypomina wiązanie π niż σ, łatwiej ulega reakcjom z rozerwaniem pierścienia, czyli addycji niż 
reakcjom substytucji: 

 

Addycja ta zachodzi bardzo łatwo w obecności chlorku glinu, AlCl

3

. 

 
Nukleofilowy  charakter  wiązania  C-C  w  cyklopropanie  powoduje,  że  reaguje  on  również  z  chlorowodorem  lub  z 
bromowodorem.  Reakcje  tę  zaliczamy  również  do  reakcji  addycji.  Z  uwagi  na  charakter  odczynnika,  addycja  ta 
klasyfikowana jest jako addycja elektrofilowa: 

 

W obecności katalizatora, nawet w łagodnych warunkach przyłącza wodór i redukuje się do propanu: 

 

Cyklopropan jest jedynym węglowodorem, który dzięki temu rozpuszcza się w stężonym kwasie siarkowym: 

 

Cyklobutan  ulega  podobnym  reakcjom  jak  inne,  wyższe  cykloalkany.  Jedynym  wyjątkiem  jest  reakcja  uwodornienia  na 
katalizatorze.  Wyższe  cykloalkany  nie  ulegają  tej  reakcji,  natomiast  cyklobutan,  dość  łatwo  się  uwodornia  w  wyższej 
temperaturze: 

 

 

9. Alkeny: budowa, nazewnictwo, charakterystyczne reakcje (addycja elektrofilowa, addycja wolnorodnikowa HBr, 
ozonoliza, utlenianie, polimeryzacja związków winylowych). Reguła Markownikowa. Mechanizm reakcji A

E

, A

R

. 

Trwałość i przegrupowania karbokationów. 
 
Budowa: 

Nazwa 

Budowa cząsteczki 

Rodzaje 

wiązań C-C 

Hybrydyzacja 

atomów węgla 

Wzór szeregu 

homologicznego 

A

li

fa

ty

cz

n

e

 

N

ie

n

a

sy

co

n

e

 

Alkeny 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

jedno podwójne 

(składające się z 1 σ i 1 π), 

pozostałe pojedyncze 

sp

2

 (wiązanie 

C=C) i sp

3

 

C

n

H

2n

 

 
Reguła Markownikowa: 
Zasada określająca kierunek reakcji addycji do podwójnego wiązania węgiel-węgiel (-C=C-). Nazwa tej reguły pochodzi od 
jej twórcy, rosyjskiego chemika Władymira Markownikowa, który zaproponował ją w 1869 r. Zasada ta głosi, że na ogół w 
reakcjach  addycji  do  wiązania  -C=C-  występujących  w  wielu  związkach  organicznych  (np.  alkenach)  atomy  lub  grupy  o 
mniejszej  elektroujemności  przyłączają  się  do  tego  z  dwóch  atomów  węgla,  do  którego  już  wcześniej  było  przyłączone 
więcej atomów lub grup o własnościach elektrododatnich. Mnemotechnicznie najłatwiej jest zapamiętać tę regułę jako "ci, 
którzy już mają, dostaną jeszcze więcej" - albo "każdy idzie do swojego" (addycja HX do wiązania podwójnego przebiega 
tak, że atom wodoru przyłącza się przede wszystkim do tego atomu węgla, przy którym jest już więcej atomów wodoru). 
Dlatego  też,  na  ilustracji  produkt  po  lewej  stronie  (2-bromopropan)  będzie  wytwarzany  w  większości,  natomiast  ten  po 
prawej (1-bromopropan) w znacznie mniejszej ilości: 

 

 

 
Charakterystyczne reakcje: 
W tym miejscu zamieszczam ważną notatkę – addycja rodnikowa (wolnorodnikowa, free radical addition) nie zachodzi z 
każdym  halogenowodorem  (HX),  albo  zachodzi  w  sposób  wybuchowy,  przez  co  reakcja  nie  jest  preferowana  w  chemii 
laboratoryjnej. Informacja ta pochodzi z Wiki, ale ponieważ nie jestem w stanie poprzeć tych stwierdzeń w konkretniejszy 
sposób, więc tylko zamieszczam krótką adnotację. Na pewno najbezpieczniej mechanizmy przedstawiać za pomocą reakcji 
z bromem i bromowodorem. Nie należy także zapominać, iż bromowodór kwas i bromowodór gaz to dwie różne rzeczy – 
reakcje zachodzące z bromowodorem niekoniecznie zajdą z jego wodnym roztworem (odbarwianie wody bromowej). 
 
ADDYCJA ELEKTROFILOWA  (na przykładzie HBr)  – A

R

: 

W chemii organicznej addycja elektrofilowa zachodzi najczęściej do związków posiadających wielokrotne wiązania węgiel-
węgiel  (np:  alkeny).  W wyniku  tej  reakcji  jedno  lub  więcej  wiązań  π  między  atomami węgla  rozpada  się z  utworzeniem 
wiązań σ między atomami węgla a elektrofilem: 

X-Y + C=C → X-C-C-Y 

Wyjściowy związek X-Y nie jest często sam z siebie elektrofilowy, lecz staje się nim w wyniku dysocjacji elektrolitycznej, w 
wyniku której powstaje kation X

+

. 

X-Y → X

+

 + Y

-

 

To właśnie jon X

+

 pełni rolę faktycznego czynnika z silnym deficytem elektronów, który atakując wiązanie C=C "pobiera" 

elektron z wiązania π aby utworzyć między sobą i jednym z atomów węgla wiązanie σ: 

 

W  wyniku  tego  procesu  powstaje  nowy  kation  X-C-C

+

-  -  który  z  kolei  atakuje  anion  Y

-

,  będący  silnym  nukleofilem,  czyli 

posiadający nadmiar elektronów: 

 

Reakcja  addycji  elektrofilowej  do  wiązań  wielokrotnych  węgiel-węgiel  jest  zwykle  regioselektywna  i  zazwyczaj  zachodzi 
zgodnie  z  regułą  Markownikowa.  W  chemii  metaloorganicznej,  wiele  reakcji  addycji  elektrofilowych  zachodzi  jednak 
często przeciwnie z regułą Markownikowa. 

 

 

ADDYCJA WOLNORODNIKOWA – A

R

: 

INICJACJA 

 

PROPAGACJA 

 

TERMINACJA 

 

 
UTLENIANIE: 
Standardowo,  do  utleniania  używa  się  nadmanganianu  potasu  (manganian(VII)  potasu  –  KMnO

4

),  albo  chromianu(VI) 

potasu  –  K

2

CrO

4

.Dodatkowo  utleniaczami  są  –  kwas  siarkowy(VI)  H

2

SO

4

,  kwas  azotowy(V)  HNO

3

,  tlenek  miedzi(II)  CuO 

(próba  Trommera),  tlenek  srebra(I)  Ag

2

O  (pod  wpływem  zw.  organicznych  redukuje  się  do  wolnego  srebra  –  próba 

Tollensa), nadtlenek wodoru H

2

O

2

. Na podstawie reakcji redoks jesteśmy w stanie stwierdzić jakie mniej-więcej produkty 

powstaną. W chemii organicznej szereg utleniania wygląda następująco – alkan, alkohol, aldehyd, kwas karboksylowy (i 
np.  w  przypadku  kwasu  octowego,  dalsze  utlenianie  powoduje  rozpad  na  dwutlenek  węgla  i  wodę).  Cały  szereg  działa 
także w drugą stronę w przypadku dodania związków redukujących w postaci np. H

2

 z katalizatorem, albo w podwyższonej 

temperaturze.  Nie  należy  również  zapominać  o  tym,  że  ketony  oraz  alkohole  trzeciorzędowe  nie  ulegają  już  dalszemu 
utlenianiu lub dalsze utlenianie powoduje degeneracje cząsteczki. A teraz wracając do reakcji utleniania alkenów: 
 

2 KMnO4 + 3 C2H4 + 4 H2O = 3 C2H4(OH)2 + 2 MnO2 + 2 KOH 

 

Przy  redoksie  z  nadmanganianem  należy  pamiętać  o  stopniach  utlenienia  w  poszczególnych  środowiskach  – 
nadmanganian w środowisku zasadowym z VII przechodzi na VI, w środowisku obojętnym (tak jak w przykładzie powyżej) 
z VII na IV oraz w środowisku kwasowym z VII na II. 

 

OZONOLIZA: 

 

Podczas  ozonolizy  stosunkowo  nietrwałe  ozonki  pod wpływem wody  rozkładają  się  do  odpowiednich  aldehydów.  Rodzaj 
aldehydów  dowodzi  miejsca  występowania  wiązania  podwójnego.  Gdy  wiązanie  podwójne  występuje  w  pozycji  1  - 
powstaje  aldehyd  mrówkowy  (metanal),  gdy  wiązanie  występuje  w  pozycji  2  powstaje  aldehyd  octowy  (etanal),  gdy  w 
pozycji 3 aldehyd propionowy (propanal) itd. W toku rozpadu ozonku pod wpływem wody powstaje też nadtlenek wodoru. 
Aby nie utleniał on tworzących się aldehydów do środowiska reakcji dodaje się cynk. 

 

BROMOWANIE: 
Bardzo ważną reakcją, pozwalającą na wykrywanie wiązań podwójnych jest bromowanie – odbarwianie wody bromowej 
(nie mylić z reakcją z gazowym bromem!): 

C

2

H

4

 + Br

2

 → CH

2

BrCH

2

Br 

Woda  bromowa  jest  odbarwiana  przez  nienasycone  związki  organiczne,  ale  nie  jest  odbarwiana  przez  związki 
aromatyczne.  Brom  Br

2

  może  być  stosowany  w  mieszaninie  z  czterochlorkiem  węgla  CCl

4 

(odbarwienie  z  czerwonego 

zabarwienia roztworu). Zwykle reakcje te wykonuje sie działając na ciekły alken wodą bromową (Br

2

 + H

2

O). Gdy mamy 

mało alkenu Br

2

 musi być rozpuszczony w medium, w którym alken choć trochę rozpuszcza się. Ponieważ aceton i alkohole 

odpadają, pozostaje CCl

4

 i etery. Tutaj nadobowiązkowa rozpiska procesu reakcyjnego(*): 

reakcja biegnie na zimno, HBr nie wydziela się - alkeny; 
reakcja po ogrzaniu, HBr nie wydziela się - styreny Ph-CH=CH-R, Ph-CH=CH-COOH, kwas cynamonowy itp.; 
reakcja na zimno, HBr wydziela się - czasami fenole - raczej mało takich związków! 
reakcja po ogrzaniu HBr wydziela się - aldehydy, metyloketony i inne, terpeny, 
 fenole, bardziej reaktywne aromaty (piren). 

 
POLIMERYZACJA ZWIĄZKÓW WINYLOWYCH: 
Grupa winylowa to CH

2

=CH- 

 

Polimery winylowe to produkty polimeryzacji monomerów winylowych: 
eten – polietylen PE (torebki foliowe) 
propen – polipropylen PP (opakowania) 
chlorek winylu – Poli(chlorek winylu) PCW = PCV (okna, panele podłogowe) 
styren (winylobenzen) – polistyren PS (materiały izolacyjne) 
 
ADDYCJA WODORU: 
Wiązanie podwójne w alkenach można łatwo uwodornić na drodze addycji (często stosuje się jako katalizatory Ni i Al): 

CH

2

=CH

2

 + H

2

 → CH

3

-CH

3

 

 
 
10.  Alkadieny:  podział  ze  względu  na  położenie  wiązań  podwójnych  w  cząsteczce.  Reakcje  addycji  do  dienów 
sprzężonych. Kauczuki – polimery dienów sprzężonych. 
 

Nazwa 

Budowa cząsteczki 

Rodzaje 

wiązań C-C 

Hybrydyzacja 

atomów węgla 

Wzór szeregu 

homologicznego 

A

li

fa

ty

cz

n

e

 

N

ie

n

a

sy

co

n

e

 

Alkadieny 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

dwa podwójne (składające się z 1 

σ i 1 π każde), 

pozostałe pojedyncze 

sp

2

 (wiązania 

C=C) i sp

3

 

C

n

H

2n-2

 

 
W alkadienach rozróżniamy 3 układy położenia wiązań podwójnych względem siebie: 

układ skumulowany C=C=C  
układ sprzężony C=C-C=C  
układ izolowany C=C-C-C-C=C 

Alkadieny skumulowane są bardzo nietrwałe, przechodzą w alkiny. 
 
Charakterystyczne reakcje: 
ADDYCJA: 
W  alkadienach  izolowanych  każde  wiązanie  reaguje  niezależnie,  natomiast  w  alkadienach  sprzężonych  dochodzi  do 
addycji 1,2 i 1,4, przy czym addycja 1,4 stanowi główny produkt reakcji (reakcja na przykładzie buta-1,3-dienu): 

CH

2

=CH–CH=CH

2

 + YZ → CH

2

Y–CHZ–CH=CH

2

 + CH

2

Y–CH=CH–CH

2

Z 

 

 
 
 
 

11.  Alkiny:  budowa,  nazewnictwo,  charakterystyczne  reakcje  (przyłączanie  do  wiązania  potrójnego,  reakcje 
terminalnych alkinów jako kwasów), polimeryzacja acetylenu. 

Nazwa 

Budowa cząsteczki 

Rodzaje 

wiązań C-C 

Hybrydyzacja 

atomów węgla 

Wzór szeregu 

homologicznego 

A

li

fa

ty

cz

n

e

 

N

ie

n

a

sy

co

n

e

 

Alkiny 

łańcuchowa 

(prosta lub rozgałęziona) 

jedno potrójne 

(składające się z 1 σ i 2 π), 

pozostałe pojedyncze 

sp (wiązanie 

CΞC) i sp

3

 

C

n

H

2n-2

 

 
enyn – zawiera w cząsteczce wiązania podwójne i potrójne 
Charakterystyczne reakcje: 
ADDYCJA: 

CH≡CH + Cl

2

 → CHCl=CHCl + Cl

2

  → CHCl

2

–CHCl

2 

 

W tym miejscu należy zwrócić uwagę, iż d

obierając odpowiednie proporcje możemy rozróżnić alkeny od alkilów w 

reakcji z wodą bromową, np. 5g Br

2

 odbarwi się po dodaniu 0.5dm

3

 acetylenu, ale nie odbarwi się po dodaniu 

takiej samej ilości etylenu. 
 
ALKINY TERMINALNE: 

Spośród wszystkich atomów wodoru występujących w węglowodorach atom H związany z atomem C o hybrydyzacji sp jest 
najbardziej kwaśny.

 

Kwas, w którym proton odrywany jest od atomu węgla nazywa się C-kwasem. Z silnymi zasadami, np. 

z amidkiem sodu z terminalnych alkinów powstają

 

acetylenki: 

 

 

12.  Węglowodory  aromatyczne:  budowa,  trwałość  pierścieni  aromatycznych,  struktury  rezonansowe,  reguła  Hückla. 
Najważniejsi  przedstawiciele  związków  aromatycznych.  Nazewnictwo.  Podstawienie  elektrofilowe  jako  reakcja 
charakterystyczna  węglowodorów  aromatycznych.  Mechanizmy  reakcji  nitrowania  i  sulfonowania  benzenu  (w  tym: 
struktury  rezonansowe  przejściowych  karbokationów).  Podstawniki  w  pierścieniach  aromatycznych  –  efekty 
elektronowe  i  wpływ  na  reakcje  S

E

  (podstawniki  aktywujące  i  dezaktywujące  pierścień  w  reakcjach  S

E

,  kierujące 

działanie podstawników w pochodnych benzenu na reakcje S

E

 – podstawniki I i II rodzaju). 

 

Nazwa 

Budowa cząsteczki 

Rodzaje 

wiązań C-C 

Hybrydyzacja 

atomów węgla 

Wzór szeregu 

homologicznego 

A

li

fa

ty

cz

n

e

 

A

ro

m

a

t

y

cz

n

e

 

Areny 

cykliczna 

(z podstawnikami) 

w pierścieniu – pośrednie 

(składające się z układu wiązań σ i 

zdelokalizowanych wiązań π), 

w podstawnikach - różne 

w pierścieniu – 

tylko sp

2

 

C

n

H

2n-6

 

(dla szeregu 

benzenu) 

 
Z nazw, które pojawiły się na wykładzie, i której najprawdopodobniej trzeba znać to: 
benzen, toluen (metylobenzen), ksyleny (orto, meta, para), styren (winylek benzenu), kumen, anilina (fenyloamina), fenol 
(hydroksybenzen), aldehyd i kwas benzoesowy, fenyl, nitrobenzen, difenylometan, difenyloeten, tri fenyloetan, naftalen, 
antracen, fenantren, piren, benzopiren, koronen 
 
Właściwości  chemiczne  węglowodorów  aromatycznych  są  ściśle  związane  z  budową  pierścieni.  Występuje  w  nich 
delokalizacja elektronów π, dzięki czemu areny to związki bogate w elektrony, czyli nukleofile (czyli  są podatne na atak 
reagentów  elektrofilowych).  Pierścień  aromatyczny  jest  trwały,  trudno  ulega  rozpadowi  i  aby  ten  problem  „ominąć”, 
przebiegają tzw. reakcje z zachowaniem pierścienia (substytucja elektrofilowa). 
 
Reguła Hückla: 
Reguła zwana też regułą 4n+2 - prosta metoda pozwalająca na sprawdzenie, czy określony, organiczny, cykliczny związek 
chemiczny  jest  aromatyczny.  Reguła  ta  wynika  z  analiz  kwantowo-mechanicznych  zjawiska  aromatyczności  wykonanych 
przez  Ericha  Hückla  w  1931  r.  Sama  reguła  4n+2  została  jednak  sformułowana  przez  von  Doeringa  w  1951  r.  Reguła  ta 
głosi, iż związek jest prawdopodobnie aromatyczny gdy w układzie wiązań wielokrotnych tworzących układ cykliczny tego 
związku  występuje 4n+2 elektronów  zlokalizowanych  na  wiązaniach  π,  gdzie  n  =  dowolna  liczba  naturalna.  Reguła  ta  w 
praktyce  jest  sprawdzona  dla  n  =  od  1  do  6,  przy  czym  zawodzi  ona  dla  związków  w  których  występują  więcej  niż  3 

sprzężone pierścienie. Np.: piren i koronen są związkami aromatycznymi, mimo że nie spełniają reguły Hückla. Podobnie 
jest też z fullerenami. 
 
Reaktywność, a przyłączanie podstawników do pierścienia benzenowego: 
W  celu  lepszego  zrozumienia  charakteru  zjawiska  polecam  powrót  do  części  o  efekcie  mezomerycznym  i  indukcyjnym. 
Podstawnik już przyłączony do pierścienia wykazuje dwa efekty: 
1.Wpływa na reaktywność pierścienia aromatycznego w reakcji substytucji elektrofilowej. Niektóre podstawniki aktywują 
pierścień, czyniąc go bardziej reaktywnym niż benzen, a niektóre dezaktywują pierścień czyniąc go mniej reaktywnym niż 
benzen. 
 
2.Ma wpływ na orientację (kierunek) reakcji. 
Trzy możliwe produkty dwupodstawione: orto-, meta-i para-, nie tworzą się w równych ilościach.  
Charakter podstawnika już obecnego w pierścieniu benzenowym określa położenie drugiego podstawnika.  
Niektóre grupy kierują następny podstawnik przede wszystkim w położenie orto- i para-, podczas gdy inne grupy kierują w 
położenie meta-. 

grupy kierujące w położenie –orto i –para 

grupy kierujące w położenie –meta 

silnie aktywujące: -NH

2

 , -NHR, -NR

2

, -OH 

średnio aktywujące: -NHCOR, -OR 
słabo aktywujące: -R, -C

6

H

5

 

słabo dezaktywujące: -X (-F, -Cl, -Br, -I) 

silnie dezaktywujące: -NO

2

 ,-NR

3 

średnio dezaktywujące: -CN, -SO

3

H, -COOH, 

 -COOR, -COR, -CHO 

(R oznacza łańcuch węglowodorowy; X to symbol halogenków, od fluoru do jodu – 17 grupa) 

 
Charakterystyczne reakcje: 
SUBSTYTUCJA ELEKTROFILOWA – S

E

: 

Charakterystyczną  reakcją  związków  aromatycznych  jest  substytucja  elektrofilowa  (SE),  zwana  również  reakcją 
aromatycznej  substytucji  elektrofilowej.  Polega  ona  najczęściej  na  tym,  że  elektrofil  (E+)  podstawia  proton  związany  z 
pierścieniem  aromatycznym.  W  pierwszym  etapie  dochodzi  do  addycji  elektrofila  E+  do  pierścienia  aromatycznego,  w 
wyniku czego powstaje stabilizowany mezomerycznie karbokation, po czym po odszczepieniu protonu odtwarza się układ 
aromatyczny  (na  podstawie  poniższego  schematu  można  tworzyć  struktury  rezonansowe  karbokationów  w  procesie 
sulfonowania i nitrowania benzenu): 

 

W ten sposób zachodzą reakcje typu halogenowania, alkilowania, acylowania, nitrowania, sulfonowania i inne. 

 

 

Nitrowanie: 
Grupę nitrową do pierścienia aromatycznego najczęściej wprowadza się za pomocą mieszaniny nitrującej, czyli kwasu 
azotowego i siarkowego o różnych stężeniach, zależnych od reaktywności arenu. W mieszaninie tych kwasów wytwarza 
się kation nitroniowy 

+

NO

2

, który jako silny elektrofil wchodzi na miejsce jednego z aromatycznych atomów wodoru. 

 

Kwas siarkowy pełni rolę dawcy protonu, czynnika wiążącego wodę oraz ułatwia rozpuszczanie arenów. Dwie pierwsze 
funkcje  kwasu  siarkowego  sprzyjają  powstawaniu  kationu  nitroniowego.  Kation  nitroniowy  jako  elektrofil  reaguje  z 
arenem  tworząc  addukt,  który  stabilizuje  się  przez  odszczepienie  protonu.  Jest  to  typowy  mechanizm  reakcji  S

E

.

 

Nitrowanie arenów jest reakcją wysoko egzotermiczną. 

 

 

 

Sulfonowanie: 
Utworzenie  wiązania  pomiędzy  atomem  węgla  związku  organicznego  a  atomem  siarki  grupy  sulfonowej  – 

-

SO

3

H  lub  jej 

odpowiednikiem chlorosulfonowym – 

-

SO

2

Cl nazywa się sulfonowaniem. Sulfonowanie arenów biegnie wg mechanizmu 

S

E

. Prowadzi się je za pomocą SO

3

, jego kompleksów, np. z pirydyną oraz stężonym kwasem siarkowym lub dymiącym 

kwasem  siarkowym  (oleum).  Podczas  sulfonowania  kwasem  siarkowym  powstają  duże  ilości  trudnych  do 
zagospodarowania  kwaśnych  odpadów.  W  zasadzie  sulfonowanie  tritlenkiem  siarki  jest  bezodpadowe.  Trójtlenek  siarki 
jest  jednak  substancją  stałą,  co  utrudnia  prowadzenie  reakcji.  Często  stosuje  się  procedurę mieszaną  – sulfonowanie 
rozpoczyna się w niewielkiej ilości kwasu siarkowego i w miarę postępu reakcji dodaje się SO

3

. Ten sposób postępowania 

zapewnia  nie  tylko  utrzymywanie  stałego  stężenia  środka  sulfonującego,  ale  i  wiązanie  wody  powstającej  w  reakcji, 
ponadto kwas siarkowy dodatkowo pełni rolę rozpuszczalnika. Podczas sulfonowania benzenu lub toluenu wodę można 
usuwać azeotropowo. Wiązanie lub usuwanie wody ze środowiska reakcji jest koniecznie, gdyż reakcja sulfonowania jest 
odwracalna  i  tylko  odpowiednie  stężenie  kwasu  (zależne  od  aktywności  arenu)  zapewnia  przesunięcie  równowagi  na 
korzyść produktów. Wodę powstającą w reakcji sulfonowania można usuwać azeotropowo. Czynnikiem sulfonującym 
jest SO

3

 

lub tworzący się z kwasu siarkowego i SO

3

 

kation 

+

SO

3

H. 

 

 

(pozostałe procesy, jako nie zawarte w wymaganiach pomijam w omawianiu) 

 
 
 
 

13.  Halogenki  alkilów:  budowa  (w  tym:  rzędowość),  nazewnictwo.  Podstawienie  nukleofilowe  jako  reakcja 
charakterystyczna halogenków alkilów. Mechanizm, kinetyka i stereochemia reakcji S

N

1 i S

N

2. Reakcje eliminacji (E1 i 

E2) jako reakcje konkurencyjne w stosunku do S

N

. Reguła Zajcewa. 

 
Rzędowość w przypadku halogenków alkilów określa się tak samo jak w przypadku omówionym w punkcie 7. 
 
Halogenki mają wyższe temperatury wrzenia niż alkany o tej samej liczbie atomów węgla. Są one nierozpuszczalne w 
wodzie, ale rozpuszczają się w typowych rozpuszczalnikach organicznych. Są bardzo reaktywne, używane jako substraty 
do otrzymywania innych związków. 
 
Reguła Zajcewa: 
Reguła    dotycząca  chemicznej  reakcji  eliminacji,  w  której  powstają  nowe  wiązania  podwójne  węgiel-węgiel.  Regułę  tę 
sformułował  jako  pierwszy  rosyjski  chemik  Aleksander  Zajcew  w  1875  r.  W  reakcjach  eliminacji,  w  których  powstaje 
wiązanie C=C, powstają zawsze w przewadze bardziej rozgałęzione izomery.  

 

W  przypadku  reakcji  eliminacji  halogenowodorów  (HX)  z  halogenków  alkilowych  z  reguły  tej  wynika,  że  jako  produkt 
główny  powstaje  alken  zawierający  maksymalną  liczbę  grup  alkilowych  przy  atomach  węgla  posiadających  wiązanie 
podwójne.  Reguła  ta  obowiązuje  dla  reakcji  zachodzących  według  mechanizmu  dwucząsteczkowego  (E

2

)  o  ile  w 

substratach nie ma blisko powstającego wiązania podwójnego podstawników posiadających charakter silnie nukleofilowy 
oraz nie wchodzą w grę zjawiska zawady sterycznej. 

 

Mechanizm E

1

: 

Reakcja eliminacji E1 jest reakcją dwuetapową i normalnie zachodzi bez obecności zasady. W pierwszym etapie powstaje 
karbokation.  Etap  ten  zachodzi  powoli  a  więc  decyduje  on  o  szybkości  reakcji.  W  etapie  drugim  rozpuszczalnik  odrywa 
proton od  węgla  β  karbokationu,  następuje  przejście  pary  elektronowej  i  utworzenie  podwójnego  wiązania.  Odłączenie 
wodoru  jest  etapem  szybkim  a  więc  nie  wpływa  na  szybkość  reakcji.  Na  szybkość  reakcji  ma  wpływ  również  budowa 
łańcucha  węglowego.  Mianowicie  wraz  ze  wzrostem  rozgałęzienia  łańcucha  reaktywność  rośnie,  jest  to  spowodowane 
tworzeniem się możliwie najtrwalszego karbokationu. Pierwszy etap jest analogiczny do mechanizmu Sn1. 

 

Skłonność do eliminacji E1 wykazują głównie trzeciorzędowe halogenopochodne i to wtedy gdy w mieszaninie reakcyjnej 
nie znajdują się silne zasady. Dowody istnienia eliminacji jednocząsteczkowej: 
- Reakcja jest pierwszego rzędu w stosunku do substratów  
-  Jeśli  reakcji  ulegają  dwie  cząsteczki  różniące  się  jedynie  grupą  odchodzącą  to  szybkości  ich  reagowania  powinny  być 
rożne, gdyż zależy to od zdolności cząstek do jonizacji. Jeżeli karbokation już się utworzy to w tym samym rozpuszczalniku 
i  w  tych  samych  warunkach  powinny  zachodzić  identycznego  jego  przemiany.  Jest  to  spowodowane  brakiem  wpływu 
grupy odchodzącej na drugi etap reakcji. 
- Wiele reakcji prowadzonych w łagodnych warunkach przebiega łatwiej, gdy oderwaniu musi ulec wodór z pozycji cis niż z 
pozycji trans 
- Jeśli powstają przejściowo karbokationy, to przy użyciu odpowiednich substratów można oczekiwać przegrupowań 

 

Mechanizm E

2

: 

Jest to eliminacja dwucząsteczkowa i obydwie grupy odszczepiają się równocześnie, z tym, że proton jest odciągany przez 
zasadę. Reakcja ta zachodzi w jednym etapie i jest drugiego rzędu. 

 

Stwierdzono,  że  reakcje  eliminacji  E2 tak  jak w  przypadku  Sn2  przebiegają  najczęściej  stereospecyficznie, co oznacza  ze 
wszystkie pięć zaangażowanych atomów leży w jednej  płaszczyźnie, natomiast wodór z grupą odchodzącą muszą być w 
pozycji trans.  
 

Typ halogenku 

Sn1 

Sn2 

E1 

E2 

RCH

2

X 

Nie zachodzi 

Uprzywilejowana 

Nie zachodzi 

Zachodzi przy 

użyciu silnych zasad 

R

2

CHX 

Może zachodzić w 

przypadku 

halogenków 

benzylowych i 

allilowych 

Konkuruje z reakcją 

E2 

Może zachodzić w 

przypadku 

halogenków 

benzylowych i 

allilowych 

Uprzywilejowana 

przy użyciu silnych 

zasad 

R

3

CX 

Uprzywilejowana w 

rozpuszczalnikach 

hydroksylowych 

Nie zachodzi 

Konkuruje z Sn1 

Uprzywilejowana 
przy użyciu zasad 

 

Pierwszorzędowe halogenki alkilowe 

 

Drugorzędowe halogenki alkilowe 

 

 
 

Trzeciorzędowe halogenki alkilowe 

 

 
Reakcje S

N

: 

R-X 

OH

- 

H

2

O 

OR

- 

CN

- 

NH

3 

R’NH

2 

R’NHR” 

SH

- 

SR’

- 

R-OH+X

- 

R-OH+HX 

R-OR+X

-

 

R-CN+X

-

 

R-NH

2

+X

-

 

R-NHR’+X

-

 

R-NR’R”+HX 

R-SH+X

-

 

R-SR

-

+X

-

 

alkohol 

alkohol 

eter 

nitryl 

amina  

I-rzędowa 

amina  

II-rzędowa 

amina 

III-rzędowa 

tiol 

(tioalkohol) 

sylfid 

(tioeter) 

 
 
 
14. Halogenki arylów – budowa i reakcje. 
15. Halogenopochodne alkenów: halogenki allilowe i winylowe – budowa i reaktywność. 

 

Halogenki Alkilów 

Halogenki Arylów 

Atom  halogenu  związany  z  tetraedrycznym 
atomem węgla 

Atom halogenu związany bezpośrednia z atomem węgla w pierścieniu 
aromatycznym 

Łatwo  ulegają  reakcjom  Sn  i  eliminacji  (po 
wpływem np. KOH) 

Nie  ulegają  reakcjom  Sn  ani  eliminacji.  W  szczególnych  przypadkach 
możliwa reakcja SnAr 

Tworzą związki metaloorganiczne 

 
 
 

16. Alkohole – budowa (rzędowość), nazewnictwo, wiązania wodorowe i ich wpływ na właściwości fizyczne alkoholi. 
Reakcje alkoholi jako kwasów (tworzenie alkoholanów). Reakcje alkoholi jako zasad (reakcje z halogenowodorami: 
podstawienie nukleofilowe SN1, SN2 - mechanizmy). Dehydratacja (tj. eliminacja wody) i utlenianie alkoholi. 
 
Właściwości fizyczne alkoholi uwarunkowane są wpływem obu grup funkcyjnych – zarówno części hydrofilowej, polarnej 
w  postaci  –OH,  jak  i  części  hydrofobowej  (lipofilowa),  która  stanowi  łańcuch  węglowodorowy  –R.  Wraz  ze  wzrostem 
łańcucha  alkilowego,  rosną  właściwości  lipofilowe  i  spadają  hydrofilowe.  Wraz  ze  zwiększoną  ilością  grup  –OH,  wzrasta 
rozpuszczalność w wodzie (decydują o tym także wiązania wodorowe). 
 
Wiązania wodorowe w alkoholach: 
Ze względu na obecność silnie elektroujemnego atomu tlenu i związanego z nim atomu wodoru alkohole tworzą wiązania 
wodorowe,  ulegając  asocjacji  w  większe  struktury.  Niższe  alkohole  takie  jak  metanol,  etanol  i  propanol  mają  niskie 
temperatury wrzenia i dużą lotność. Wiązania wodorowe zwiększają temperatury topnienia i wrzenia, obniżają lotność. 
 
Charakterystyczne reakcje: 
CHARAKTER CHEMICZNY ALKOHOLI: 

charakter zasadowy alkoholi 

charakter kwasowy alkoholi 

alkohole ulegają reakcjom z rozerwaniem 

wiązania C-O (wskazujące na charakter 

zasadowy alkoholi) 

C

2

H

5

OH + HBr → C

2

H

5

Br + H

2

O 

alkohole pod wpływem metali o właściwościach 

silnie redukujących tworzą alkoholany 

2CH

3

OH + 2Na → 2CH

3

ONa + H

2 

 

w procesie estryfikacji alkohole ulegają reakcji rozerwania wiązania O-H 

 

 
DEHYDRATACJA: 
Charakterystyczna  dla  alkoholi  reakcja  eliminacji  (nazywana  również  reakcją  dehydratacji)  przebiega  w  środowisku 
kwasowym,  np.  pod  wpływem  stężonego  H

2

SO

4

  lub  w  obecności  tlenku  glinu  Al

2

O

3

  w  podwyższonej  temperaturze. 

Produktem reakcji eliminacji cząsteczki wody z etanolu jest eten – węglowodór nienasycony (mechanizm E

1

): 

CH

3

CH

2

OH → CH

2

=CH

2

 +H

2

O 

 
UTLENIANIE ALKOHOLI: 
Tak  jak  odnotowałem  już  wcześniej,  pierwszorzędowe  alkohole  utleniają  się  do  aldehydów  (a  później  do  kwasów 
karboksylowych),  natomiast  alkohole  drugorzędowe  utleniają  się  do  ketonów.  Alkohole  trzeciorzędowe  nie  ulegają 
procesowi  utleniania  (w  bardzo  drastycznych  warunkach  dochodzi  do  degeneracji  cząsteczki).  Do  przeprowadzenia  tych 
reakcji  używa  się  K

2

Cr

2

O

7

  (dichromian(VI)  potasu)  lub  KMnO

4

  (manganian(VI)  potasu),  a  w  przypadku  alkoholi 

drugorzędowych, dodatkowo stosuje się do dichromianu jego tlenek CrO

3

. 

CH

3

CH

2

OH + CuO -(pod wpływem T)→ CH

3

COH + Cu + H

2

O 

CH

3

C(OH)CH

3

 + CuO -(pod wpływem T)→ CH

3

C(O)CH

3

 + Cu + H

2

O 

 
REAKCJE S

N

 W ALKOHOLACH: 

S

N

1 

protonowanie alkoholu   
CH

3

CH

2

OH + H(+) → CH

3

CH

2

O(+)[H]H 

 
wytwarzanie karbokationu  
CH

3

CH

2

O(+)[H]H → CH

3

CH

2

 (+) + H

2

O 

 
reakcja karbokationu z nukleofilem  
CH

3

CH

2

 (+) + Cl(-) → CH

3

CH

2

Cl 

 

S

N

2 

protonowanie alkoholu  
CH

3

OH + H(+) → CH

3

O(+)[H]H  

 
reakcja kationu  etylooksoniowego z nukleofilem 
CH

3

O(+)[H]H + Br(-) →  (stan przejściowy) 

Br- CH

3

O(+)[H]H → BrCH

3

 + H

2

O 

 

 
 
 
 

17. Fenole – budowa, przykładowe związki, wiązania wodorowe i ich wpływ na właściwości fizyczne. Właściwości 
kwasowe fenoli. Podstawienie elektrofilowe w fenolach. 
 

Monohydroksylowe 

Polihydroksylowe 

Fenole 

Budowa 

grupa OH połączona z at. C o hybrydyzacji sp

3

 

Grupa  OH  przy  at.  C  o 
hybrydyzacji  sp

2

 

Najprostszy 
przedstawiciel 

metanol 
CH

3

OH 

glikol etylenowy 
CH

2

OHCH

2

OH 

fenol 

Dysocjacja 

Nie 

Nie 

Tak (słabo) 

Reakcja z NaOH 

Nie 

Nie 

Tak 

Reakcja z Na 

Tak 

Tak 

Tak 

Charakter 
kwasowy 

Tylko  w  reakcji  z  metalami  aktywnymi 
(bardzo słaby) 

Bardzo 

słaby, 

choć 

trochę 

mocniejszy 

od 

monohydroksylowych 

Słaby, ale wyraźny 

Reakcja z HX 

Tak, choć zależy od rzędowości i rodzaju 
HX – najlepiej 3 rzędowe z HI  

Tak, 

choć 

słabiej 

niż 

monohydroksylowe 

Nie 

Reakcje 
charakterystyczne 

 

Reakcja  z  Cu(OH)

2

  –  daje 

szafirowy roztwór 

Reakcja 

z 

FeCl

3

 

– 

powstają 

barwne 

kompleksy 

Reakcja z X2 

Tylko gdy jest wiązanie podwójne 

tak 

 
Oprócz  kwasowości,  fenole  charakteryzują  się  dużą  reaktywnością  pierścienia  w  reakcjach  substytucji  elektrofilowej. 
Fenole ulegają nie tylko reakcjom podstawienia elektrofilowego, typowym dla większości związków aromatycznych, lecz 
także wielu innym reakcjom, które możliwe są tylko dzięki niezwykłej reaktywności pierścienia. Do tych reakcji zaliczamy 
m. in. estryfikację, sulfonowanie, halogenowanie, nitrowanie, etc. 
 
18.  Aldehydy  i  ketony  -  budowa,  przykładowe  związki.  Addycja  nukleofilowa  jako  charakterystyczna  reakcja  grupy 
karbonylowej. Reakcje utleniania aldehydów (w tym: próba Tollens’a). 

 

Charakterystyczne reakcje: 
ADDYCJA NUKLEOFILOWA – A

N

: 

Addycję  nukleofilową  do  cząsteczki  aldehydu,  bądź  ketonu  można  przeprowadzać  za  pomocą  następujących  związków, 
które stanowią Nu na schemacie - HCN, ROH, RMgX (odczynnik Grigranda). 

 

Drugą możliwością jest zastosowanie związków aminowych -  NH

3

, RNH

2

 (aminy), NH

2

OH (hydroksyloamina). 

  

 

 

 

UTLENIANIE ALDEHYDÓW I KETONÓW:  
Próba Tollens’a 
Próba lustra srebrnego to reakcja chemiczna służąca do wykrywania aldehydów. Ketony dają negatywny wynik próby, z 
wyjątkiem  ketoz,  takich  jak  fruktoza.  Podczas  pozytywnej  próby  Tollensa  powstaje  srebro  metaliczne,  osadzające  się  w 
postaci lustrzanej powłoki na szklanej powierzchni naczynia reakcyjnego. 

 

 

Próba Trommer’a 
Reakcja  chemiczna,  która  służy  do  wykrywania  aldehydów.  Ketony  dają  negatywny  wyniki  próby.  Służy  również  do 
określania właściwości redukujących cukrów. Monosacharydy oraz większość disacharydów dają pozytywny wynik próby. 
Przykładem disacharydu niewykazującym właściwości redukujących jest sacharoza. Polisacharydy w większości wykazują 
wynik negatywny. Odczynnik Trommera przygotowuje się, dodając roztwór wodorotlenku sodu do roztworu siarczanu(VI) 
miedzi(II). Otrzymuje się niebieski, koloidalny osad wodorotlenku miedzi(II). Osad ten ogrzewa się z próbką. W przypadku 
obecności aldehydów powstaje ceglastoczerwony osad tlenku miedzi(I). 

2 Cu(OH)

2

 + CH

3

CHO + OH

-

 → Cu

2

O + CH

3

COO

-

 + 3 H

2

O 

 
19.  Kwasy  karboksylowe  –  budowa,  nazewnictwo,  przykładowe  związki.  Wiązania  wodorowe  i  ich  wpływ  na 
właściwości  fizyczne  kwasów.  Właściwości  chemiczne  kwasów  (reakcje  grupy  karboksylowej,  reakcje  zachodzące  na 
atomie  węgla  a).  Moc  kwasów  karboksylowych  zawierających  podstawniki  przy  atomach  węgla  a.  Podstawowe 
pochodne kwasów karboksylowych (estry, chlorki kwasowe, amidy). 
 
Kwasy  karboksylowe  otrzymuje  się  przez  utlenianie  aldehydów.  Mają  właściwości  kwasowe,  które  maleją  ze  wzrostem 
długości łańcucha wodorowęglowego. Są to związki, które reagują z metalami (pierwiastki, które w szeregu napięciowym 
posiadają  niższy  potencjał  od  wodoru)  oraz  tlenkami  metali,  a  także  wodorotlenkami  i  amoniakiem  (tworząc  sole).  W 
reakcji z alkoholami, kwasy ulegają estryfikacji. 
 
Charakterystyczne reakcje: 
POWSTAWANIE SOLI: 

CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O 

 
POCHODNE - ESTRY 
ESTRYFIKACJA: 
Estry  gliceryny  i  wyższych  kwasów  tłuszczowych  to  tłuszcze  –  nasycone  (twarde,  zwierzęce)  i  nienasycone  –  (płynne  , 
roślinne). 

HCOOH + CH3(stęż. H2SO4)→ HCOOCH3 + H2O 

 

 

 

 

POCHODNE - AMIDY 
OTRZYMYWANIE AMIDÓW: 
W amidach występuje wiązanie peptydowe. 

CH

3

COOH + NH

3

 → CH

3

COONH

4

  -[temperatura]→ CH

3

CONH

2

 

 
POCHODNE – CHLORKI KWASOWE: 
OTRZYMYWANIE CHLORKÓW ACYLOWYCH: 
Chlorki kwasów karboksylowych czyli chlorki acylowe otrzymuje się w wyniku substytucji nukleofilowej w grupie acylowej 
kwasu  karboksylowego  lub  bezwodnika  kwasu  karboksylowego,  przy  użyciu  związku  z  reaktywnymi  atomami  chloru, 
najczęściej: SOCl

2

, PCl

3

, PCl

5

, POCl

3

, czyli w wyniku reakcji z chlorkami kwasów nieorganicznych. 

ܴ − ܥܱܱܪ + ܱܵܥ݈

ଶ

→ ܴ − ܥܱܥ݈ + ܱܵ

ଶ

+ ܪܥ݈ 

 
20. Aminy – budowa (rzędowość), nazewnictwo, przykładowe związki. Wiązania wodorowe i ich wpływ na właściwości 
fizyczne amin. Zasadowość amin. 
 
Aminy to związki, które można potraktować jako pochodne amoniaku (NH

3

), w którym 1 atom wodoru (aminu 1 rzędowe), 

lub  więcej  atomów  wodoru  (2  i  3  rzędowe)  zostały  zastąpione  grupą  alkilową,  lub  arylową.  Aminy 

alifatyczne  mają 

silniejszy charakter zasadowy niż amoniak, aromatyczne zaś – słabszy. 

 
I  i  II  rzędowe  aminy  z  grupami  alkilowymi  mają  charakterystyczny  rybi  zapach.  Wszystkie  trzy  aminy  z  grupami 
metylowymi są dobrze rozpuszczalnymi w wodzie gazami, podobnie jak amoniak. Aminy z wyższymi grupami alifatycznymi 
są  ciekłe  lub  stałe  i  ze  wzrostem  długości  łańcuchów  węglowych  coraz  gorzej  rozpuszczają  się  w  wodzie.  Aminy 
aromatyczne  są  wysokowrzącymi  cieczami  lub  ciałami  stałymi  o  ostrym,  charakterystycznym  ale  nie  rybim  zapachu. 
Własności chemiczne amin są zbliżone do amoniaku. Są to więc związki o silnych własnościach zasadowych, łatwo reagują 
z  kwasami  nieorganicznymi  i  organicznymi  oraz  posiadają  odczyn  zasadowy  w  roztworach  wodnych,  gdyż  w  wodzie 
ulegają one reakcji wg schematu:

 

R-NH

2

 + H

2

O → RNH

3

OH ↔ RNH

3

(+) + OH(-) 

 
Zasadowość amin zależy od podstawników przy atomie azotu. Aminy alifatyczne są bardziej zasadowe od amoniaku i ich 
zasadowość  wzrasta  wraz  z  rzędowością,  zaś  w  przypadku  amin  aromatycznych  jest  dokładnie  na  odwrót  –  mają  one 
mniej  zasadowe  własności  od  amoniaku  i  spadają  one  ze  wzrostem  rzędowości.  Z  punktu  widzenia  biochemii 
najważniejszą reakcją amin jest reakcja z kwasami karboksylowymi prowadząca do powstania wiązań peptydowych. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

21. Biocząsteczki: 
 
a) Lipidy – podział ze względu na budowę chemiczną. Tłuszcze - budowa i podstawowe reakcje-zmydlanie, 
uwodornienie tłuszczów nienasyconych; działanie detergentów na przykładzie mydeł. Woski – budowa chemiczna, 
funkcje biologiczne. Fosfolipidy  – glicerofosfolipidy i sfingofosfolipidy – budowa chemiczna, funkcje biologiczne. 
Steroidy – budowa chemiczna, funkcje biologiczne. 
 
UTWARDZANIE TŁUSZCZY: 

 

ZMYDLANIE TŁUSZCZY: 
Hydroliza tłuszczy w środowisku zasadowym (nieodwracalna). 

 

 
Woski - mieszaniny estrów kwasów tłuszczowych i alkoholi o długich łańcuchach węglowych 
Fosfolipidy – zawierają ugrupowania estrowe kwasu fosforowego i alkoholi 
 
Nie-estry : 
Steroidy  -  organiczne  związki  chemiczne,  lipidy,  których  wspólną  cechą  jest  występowanie  w  ich  cząsteczkach  szkieletu 
węglowego w formie czterech sprzężonych pierścieni, czyli steranu (cyklopentanoperhydrofenantrenu). 
W  tkankach  roślin  i  zwierząt,  jak  dotąd  wykryto  istnienie  kilkuset  różnych  steroidów,  które  pełnią  w  ich  organizmach 
rozmaite  funkcje.  W  fizjologii  i  medycynie  najważniejszymi  steroidami  są  cholesterol  i  jego  pochodne  oraz  hormony 
steroidowe. 
 
b)  Sacharydy.  Monosacharydy  –  definicja,  pojęcia  aldozy,  ketozy;  aldehyd  glicerynowy  jako  najważniejsza  trioza, 
heksozy występujące w przyrodzie, wzory projekcyjne Fischera i Hawortha monosacharydów. Pojęcia anomerycznego 
atomu węgla i anomerów, zjawisko mutarotacji. Disacharydy – definicja, najważniejsi przedstawiciele. Polisacharydy – 
najważniejsi przedstawiciele; 
 
Gwoli wstępu – cukry (węglowodany, sacharydy) składają się z wielu grup –OH (hydroksylowych) oraz jednej grupy, która 
decyduje o przynależności do ketoz lub aldoz – grupa karbonylowa. Jeśli cząsteczka monocukru (mono, ponieważ składa 
się tylko z jednej cząsteczki cukru) jest zakończona grupą aldehydową –CHO, to mamy doczynienia z aldozą. W przypadku 
występowania grupy >C=O, jest to ketoza.  
 
Na  początek  musimy  poznać  kilka  podstawowych  związków  należących  do  szeregu  węglowodanów.  Najprostszą  aldozą 
jest aldehyd glicerynowy, który jest triozą (nazwy cukrów pochodzą od ilości atomów węgla w głównym łańcuchu – triozy, 
tetrozy,  pentozy,  heksozy,  etc.  -  większość  biologicznie  ważnych  monosacharydów  ma  5  lub  6  atomów  węgla,  choć  w 
fizjologii  komórek  (fotosynteza,  cykl  Krebsa)  znaczenie  mają  też  monosacharydy  3-  i  4-węglowe,  a  spotyka  się  też 
monosacharydy i ich pochodne o większej niż 6 liczbie atomów węgla): 

 

Należy  pamiętać  o  izomerii  optycznej,  która  odgrywa  ważną  rolę  w  przypadku  cukrów.  Np.  D-glukoza  jest  wchłaniana 
przez  ludzki  organizm,  ale  już  L-glukoza  nie.  Swego  czasu  (o  ile  dobrze  pamiętam)  był  taki  lek  przeciwbólowy,  który  w 
przypadku  zażywania  przez  kobiety  w  ciąży  dawał  dwojakie  skutki  –  jedna  z  konformacji  powodowała  poronienia.  Niby 
malutka różnica, a jednak zupełnie inny związek. Podobnie jest z aminokwasami – znanych jest ponad 300 aminokwasów 
występujących  naturalnie.  W  skład  białek  wszystkich  organizmów  żywych  wchodzi  głównie  20  podstawowych 
aminokwasów (aminokwasy biogenne lub białkowe), które są α-aminokwasami szeregu L (przeciwnie do sacharydów). 
 
Następnymi związkami są heksozy występujące w przyrodzie – glukoza, fruktoza i mannoza. 

 

 
Granica podziału na ketozy i aldozy jest dość umowna ze względu na duże możliwości przegrupowania grup funkcyjnych. 
Dla węglowodanów, w środowisku zasadowym zachodzi reakcja epimeryzacji – reakcja w wyniku której następuje zmiana 
konfiguracji  podstawników  przy  węglu  asymetrycznym  połączonym  z  grupą  aldehydową  (powstaje  epimer).  Proces  ten 
zachodzi poprzez stadium endioli (powyżej schemat przedstawiający epimeryzację glukozy). 
 
Teraz coś nie coś o samej budowie cukrów, czyli o co chodzi z D i L, wzory projekcyjne Fishera i Hawortha monosacharydów 
oraz jak się tworzą pierścienie i czym jest mutarotacja. 
 
Asymetryczny  atom  węgla  (centrum  asymetrii),  oznacza  taki  atom  węgla,  który  ma  cztery  różne  podstawniki.  Aldehyd 
glicerynowy, czyli aldotrioza jest wzorcem do ustalania konfiguracji cukrów. Ma jeden asymetryczny atom węgla. 

 

 

 
Jeśli grupa OH znajduje się po prawej stronie centrum asymetrii mówi się o odmianie D, a jeśli grupa OH znajduje się po 
lewej  stronie  centrum  asymetrii  mówi  się  o  odmianie  L.  Cukry  naturalne  należą  w  większości  do  szeregu  D.  Otrzymane 
syntetycznie  enancjomery  tych  cukrów,  należące  do  szeregu  L,  nie  są  przyswajalne  przez  organizmy  żywe.  W  przypadku 
cukrów  o  większej  ilości  atomów  węgla,  o  przynależności  do  odpowiedniego  szeregu  decyduje  położenie  podstawników 
przy ostatnim asymetrycznym atomie węgla. 

 

 
Na  skutek  utworzenia  pierścienia  półacetalowego  pierwszy  atom  węgla  staje  się  węglem  asymetrycznym,  w  związku  z 
czym powstają dwie odmiany D-glukozy: α-D-glukoza, β-D-glukoza. Gdy grupa OH przy tym atomie węgla znajduje się pod 
płaszczyzną pierścienia wówczas jest to anomer α, a jeśli nad płaszczyzną pierścienia, to anomer β. 

 

Mutarotacja  to  zjawisko  jakie  zachodzi  dość  swobodnie  przy  rozpuszczeniu  cukru  w  roztworze  (np.  wodnym).  Jest  to 
zmiana kąta skręcalności optycznej roztworu substancji czynnej, aż do pewnej stałej wartości. Przyczyną mutarotacji jest 
przejście w roztworze jednego z izomerów w drugi o innej skręcalności światła spolaryzowanego. Między izomerami ustala 
się  równowaga  dynamiczna.  α-D-glukoza  po  krystalizacji  z  metanolu,  rozpuszczona  w  wodzie  posiada  początkową 
skręcalność roztworu [α]D = +112º lecz w miarę upływu czasu skręcalność ta stopniowo spada i osiąga stałą wartość [α]D 
=  +52,5º.  W  stanie  równowagi  jest  różna  ilość  odmian  α  i  β.  α–D-glukozy  jest  36%,  formy  łańcuchowej  0,02%,  a  β-D-
glukozy  64%.  Mutarotację  katalizują  zarówno  kwasy  jak  i  zasady.  Reakcja  przebiega  poprzez  odmianę  łańcuchową 
(aldehydową). 
 

 

Cukry mogą tworzyć wiązania glikozydowe, których rodzaje są przedstawione powyżej. Dzięki takim połączeniom między 
cząsteczkami  węglowodanów  powstają  cukry  złożone  (disacharydy,  trisacharydy,  oligosacharydy,  polisacharydy).  Na 
przykład maltoza to disacharyd składający się z dwóch cząsteczek glukozy, połączonych wiązaniem α-1,4 glikozydowym: 

 

Ważnymi  disacharydami  są  również  laktoza(4-O-β-D-galaktopiranozylo-D-glukopiranoza  –  D-glukoza  i  D-galaktoza 
połączone  wiązaniem  β)  i  sacharoza(β-D-fruktofuranozylo-α-D-glukopiranozyd  -  fruktoza  (β-D-fruktofuranoza)  oraz 
glukoza (α-D-glukopiranoza) - grupy te są połączone za pomocą wiązania α,β-1,2-glikozydowego). 
 
Na koniec zajmiemy się jeszcze wzorami projekcyjnymi Fishera i Hawortha, ale tylko przedstawiając konkretny przykład w 
postaci glukozy. Projekcja Hawortha dotyczy przedstawiania cukrów w ich formie cyklicznej, z wiązaniem półacetalowym 
(według  wielkości  pierścienia,  monosacharydy  nazywamy  furanozami  lub  piranozami;  furanoza  zawiera  5  członowy 

pierścień z 4 węgli i jednego atomu tlenu, zaś piranoza ma 5 atomów węgla w pierścieniu połączonym atomem tlenu; w 
nazwie, przed rdzeniem -furanoza lub -piranoza umieszcza się przedrostek określający budowę cukru). 

 

Projekcja  Fishera  dotyczy  przedstawiania  związków  z  pominięciem  atomów  węgla  w  łańcuchu  –  oczywiście  krańcowe 
atomy  węgla,  zawierające  grupy  funkcyjne  przedstawia  się  już  normalnie  (np.  COOH,  CHO,  CH

2

OH  –  zależy  od  inwencji 

autora grafiki :P ). 

 

Ponieważ  w  zaleceniach  nic  nie  pisze  o  reakcjach  cukrów  więc  nasze  słodkie  rozważania  zakończymy  przedstawicielami 
polisacharydów w postaci skrobi, która składa się z bardzo wielu glukoz ((C

6

H

10

O

5

)n gdzie n>300). :P 

 
c) Aminokwasy – budowa, tworzenie soli wewnętrznych, właściwości amfoteryczne, pojęcie punktu izoelektrycznego. 
Tworzenie peptydów. Białka jako polipeptydy. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Pytania sesja A.D. 2008 
1. Podane były dwa związki: trzeba było podać ich nazwę i do jakich grup związków organicznych należą (na zerówce był 
akurat alkohol i keton, wzorów nie pamiętam niestety). 
2. Podane były 2 związki (znowu keton i aldehyd) trzeba było zaznaczyć, który związek ulega próbie Tollensa i uzasadnić 
wybór. 
3. Było podane kilka związków, spośród nich trzeba było wybrać taki, który zawiera asymetryczny atom węgla i wyjaśnić 
jakie konsekwencje niesie on dla związku. 
4. Były podane 3 reakcje chemiczne, spośród nich trzeba było wybrać reakcje eliminacji i nazwać pozostałe dwie (na 
zerówce była Sn1 i Sn2). 
5. Były podane 3 związki i trzeba było wybrać malejącą kolejność rozpuszczania ich w wodzie (chodzi o ilość grup -OH, im 
jest ich więcej tym lepiej związek się rozpuszcza itd.). 
6. Były podane związki trzeba było wybrać parę izomerów i ogólnie nazwać rodzaje izomerii. 
7. 3 związki podane, trzeba było wybrać parę takich które z wodorotlenkiem sodu reagowały i uzasadnić odpowiedź. 
8. Była opisana przemiana czegoś w coś (nie pamiętam związków) i trzeba było nazwać reakcje składowe: pełna nazwa + 
symbol. 
9. Był podany jakiś związek aromatyczny i reakcja przyłączania, trzeba było nazwać produkt przyłączania. 
10. Wybrać spośród związków taki który posiada anomeryczny atom węgla i wyjaśnić co to jest anomeryczny atom węgla. 
11. Wybrać reakcję którą ulegają tłuszcze (spośród wymienionych) i napisać równanie reakcji . 
12. Duże otwarte zadanie o Nitrowaniu (mechanizm, wpływ kierujący podstawników, produkty reakcji otd./, związki były 
podane).  
13. Duże otwarte zadanie o Sn1 (albo Sn2, nie pamiętam) - napisać równanie reakcji, stereochemia, nazwa pełna + 
symbol, związki ofc tez podane były  
14. Duże zadanie o substytucji wolnorodnikowej (etapy, mechanizm, itd.) 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

W przypadku błędów w notatce lub pytań i sugestii, proszę kontaktować się z autorem.  

Grupa II laboratorium IV. 

Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej. 

mail – michalgasior89@gmail.com 

www - http://student.agh.edu.pl/~bonesaaa/ 

Pozdrawiam, 

Mike.