Este documento describe los conceptos fundamentales para estudiar las reacciones químicas, incluyendo mecanismos de reacción, termodinámica, cinética, reacciones en cadena, estados de transición y halogenación. Utiliza la cloración del metano como un ejemplo para ilustrar estos conceptos.

1. EL ESTUDIO DE
LAS REACCIONES
QUÍMICAS
INTEGRANTES:
● Ana Sofia Altamirano Huaman.
● Guiover Denis Andia Ccente.
DOCENTE:
● Wilver Oros Torres.
ASIGNATURA:
● Química general e inorgánica.

2. Introducción
El aspecto más interesante y útil de la
química orgánica es el estudio de las
reacciones. No podemos recordar
miles de reacciones orgánicas
específicas, pero podemos
organizarlos en grupos lógicos, de
acuerdo con la forma en que se llevan
a cabo y los intermediarios
involucrados.

3. CLORACIÓN DEL METANO
La cloración del metano puede lograrse mediante ruptura homolítica
de los enlaces C-H por acción del cloro, con temperatura o luz.

4. 1. EL MECANISMO es la descripción completa, paso a paso, de los enlaces que
exactamente se rompen y de los que se forman para generar los productos
observados.
2. LA TERMODINÁMICA es el estudio de los cambios de energía que acompañan
a las transformaciones físicas y químicas. Nos permite comparar la estabilidad de
los reactivos y productos, y predecir cuáles compuestos son favorecidos en el
equilibrio.
3. LA CINÉTICA es el estudio de la rapidez de la reacción, que determina qué
productos se forman más rápido. La cinética también ayuda a predecir cómo
cambiará la rapidez si cambiamos las condiciones de una reacción.

5. Utilizaremos la cloración del metano para mostrar cómo estudiamos una
reacción. Para poder proponer un mecanismo detallado para la cloración,
debemos aprender todo sobre cómo se lleva a cabo la reacción y qué
factores afectan la rapidez de la reacción y la distribución de los productos.
Un cuidadoso estudio de la cloración del metano estableció tres
características importantes:
1. La cloración no ocurre a temperatura ambiente en ausencia de luz.
2. La longitud de onda de la luz que resulta más eficaz es la de color
azul, ya que es fuertemente absorbida por el cloro en estado gaseoso.
3. La reacción iniciada por la luz tiene un rendimiento cuántico
elevado.

6. REACCIÓN EN CADENA DE RADICALES LIBRES
Los radicales libres son especies reactivas con números impares de electrones. El
electrón desapareado se representa mediante un punto en la fórmula.
Para explicar la cloración del metano se ha propuesto un mecanismo de reacción
en cadena . Una reacción en cadena consiste en tres tipos de pasos elementales:
1 . Paso de iniciación, el cual se genera como producto de un intermediario
reactivo.

7. 2 . Paso de propagación, en los cuales el intermediario reactivo reacciona
con una molécula estable para formar un producto y otro intermediario
reactivo, lo que permite continuar la cadena hasta que se agota el abasto de
reactivos o se destruye el intermediario reactivo.

8. 3. Paso de terminación, en los cuales las reacciones colaterales destruyen a los
intermediarios reactivos y tienden a disminuir o a detener la reacción.

10. ENTALPÍA Y ENTROPÍA
Entalpía:El cambio de entalpia (AH°) es el calor de la reacción; la cantidad
de calor generado o consumido en el transcurso de una reacción,
generalmente expresado en kilo joules (o kilocalorías)por mol. El cambio de
entalpía es una medida de la fuerza relativa de enlace en los productos y
reactivos. Las reacciones tienden a favorecer a los productos con la entalpía
más baja (aquellos con los enlaces más fuertes).
Entropía:se describe con frecuencia como aleatoriedad, desorden o
libertad de movimiento.Las reacciones tienden a favorecer a los productos
con la entropía más grande. Observe el signo negativo en el término de la
entropía ( —TAS°) de la expresión de la energía libre. Un valor positivo del
cambio de entropía (AS°), que indica que los productos tienen más libertad de
movimiento que los reactivos, hace una contribución favorable (valor
negativo) al AG°.

11. ENERGIA DE ACTIVACION Y DEPENDENCIA DE LA RAPIDEZ
DE LA REACCIÓN CON RESPECTO A LA TEMPERATURA
La energía de activación, £^,es la energía cinética mínima
que deben tener las moléculas para superar las repulsiones
entre sus densidades electrónicas cuando colisionan. El
término exponencial e~ EJ KT corresponde a la fracción de
colisiones en la que las partículas tienen la energía mínima,
E^, necesaria para reaccionar. Podemos calcular la £ a de
una reacción, midiendo la variación de kj con respecto a la
temperatura, y luego sustituyendo este valor en la ecuación
de Arrhenius.El factor frecuencia, A, representa la frecuencia
de las colisiones y la fracción de estas colisiones que
presentan la orientación adecuada para que ocurra la
reacción. En la mayoría de los casos, sólo una pequeña
fracción de colisiones entre moléculas se presenta con la
rapidez suficiente y con la orientación conecta para que la
reacción se lleve a cabo. Ocurren muchas más colisiones sin
la suficiente energía cinética o sin la orientación adecuada, y
las moléculas simplemente rebotan entre ellas.

12. ESTADOS DE TRANSICIÓN
La energía de activación, E&, representa la
diferencia de energía entre los reactivos y el
estado de transición, el estado de mayor
energía en la colisión molecular que da origen
a la reacción.Estados de transición efecto» la
energía de activación es la barrera que debe
superarse para que ocurra la reacción. El
valor de £ a siempre es positivo, y su
magnitud depende de la energía relativa del
estado de transición. El término estado de
transición implica que esta configuración es la
transición entre los reactivos y los productos,
y las moléculas pueden transformarse en
productos o volver a ser reactivos.

13. LA HALOGENACIÓN
La halogenación es la reacción de sustitución
de un átomo de H en un alcano para sustituirlo
por un átomo de halógeno como Cl, Br, I, F.No
obstante, ¿qué es la halogenación de un
alqueno? La halogenación de alquenos es una
reacción química en la cual se adiciona un
halógeno (generalmente Cl o Br) en cada uno de
los carbonos adyacentes que se encuentran
unidos por medio de un doble enlace. La
reacción más típica de los alcanos y los
cicloalcanos es la halogenación, en la cual un
átomo de hidrógeno se sustituye por un átomo
halógeno para formar un haluro de alquilo (R-X),
donde X es principalmente Cl y Br y un haluro
de hidrógeno.