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Giuseppe Valitutti – Gabriella Fornari – Maria Teresa Gando

Chimica organica, biochimica e laboratorio Soluzioni degli esercizi del testo

Capitolo 1

1.1 Tutti gli ioni hanno l’ottetto più esterno completo, come il gas nobile più vicino.

1.6 a), e), g) lineare con angoli di 180°; c), d) planare con angoli di circa 120°; tutte le altre hanno struttura tetraedrica e

angoli di circa 109,5°.

1.7

1.9 b) Li, Be, B, C.

1.11 Ionico: K2O; covalente non polare: CH4, CH3—CH3; covalente polare: CH3—OH, NH3, H2S.

1.14 d).

1.16 Sono tutte polari meno CCl4.

1.17

1.18

2

1.19

1.21

1.22 a), b) struttura tetraedrica; c), e) struttura planare trigonale; d) lineare.

1.23 a), b) sp3; c), e) sp

2; d) sp.

1.24 a) sp2; b) sp; c) sp

3; d) C = sp

2; N = sp

3; e) sp

3, sp

2; f) sp

2; g) sp.

1.25 I legami σ si formano per sovrapposizione frontale di orbitali ibridi e orbitali atomici. I legami π si formano per

sovrapposizione laterale di orbitali p non ibridati (principalmente).

a) 1 legame σ e 1 legame π. I due atomi, C e O, sono ibridati sp2; b) legame s e ibridazione, per C e O, sp

3; c) 2

legami π e 1 legame σ; C ed N sono ibridati sp; d) come in a); e) legame σ e ibridazione sp3 per C ed N.

1.28 Alle forze di Van der Waals.

1.29 CH2F2 < CH2Cl2 < CH2Br2 < CH2I2

1.30 Il punto di ebollizione più alto dell’alcol etilico è dovuto al legame a idrogeno fra le sue molecole.

1.31 A causa dei legami a idrogeno che si stabiliscono fra molecole d’acqua e molecole di metanolo.

1.32 L’ultimo e il primo sono i più polari.

1.34 b), e).

1.35 b) a) c)

1.36

1.38 Tetraedrica: a), d); lineare: c); trigonale planare: b), e), f).

1.39 Con alta costante dielettrica.

3

1.40 a) due; b) tetraedrica.

1.41 In d) l’azoto ha nove elettroni esterni.

Capitolo 2

2.21

2.22 d).

2.23 Trans.

2.24 Molecola più compatta (meno forze di Van der Waals).

2.25 1 < 4 < 2 < 3

2.27 Configurazione → a); conformazione → b), c).

2.28

2.29 1,2-diclorociclopentano (cis e trans): 2 isomeri; 1,3-diclorociclopentano (cis e trans): 2 isomeri.

2.30

2.31

2.32 Sul metile e sul cicloesano con tutti gli isomeri cis e trans.

4

Si calcolano i rapporti molari, dividendo la percentuale di ciascun elemento per il proprio peso atomico:

Dividendo i due rapporti per 6,66 si ottiene la formula empirica C1H3 dalla quale si deduce che c’è un solo alcano che

possiede il rapporto 1:3 fra carbonio e idrogeno. Pertanto, la formula del composto è C2H6.

2.34 1,2-diclorocicloesano (cis e trans): 2 isomeri; 1,3-diclorocicloesano (cis e trans): 2 isomeri; 1,4-

diclorocicloesano (cis e trans): 2 isomeri.

2.35 Ottano: p.f. = –57 °C, p.e. = 126 °C; 2,2,3,3-tetrametilbutano: p.f. = –118 °C, p.e. = 107 °C.

2.36 C6H14; 5 isomeri.

2.37

2.39 –5704,2 kcal.

2.40

2.41 Ci sono sette isomeri:

a) 1-cloro-2-clorometil-2-metilbutano; b) 1,3-dicloro-2,2-dimetilbutano; c) 1,4-dicloro-2,2-dimetilbutano; d)

3,4-dicloro-2,2-dimetilbutano; e) 1,1-dicloro-3,3-dimetilbutano; f) 1,1-dicloro-2,2-dimetilbutano; g) 2,2-

dicloro-3,3-dimetilbutano.

2.42 1,2-dimetilciclopentano (cis e trans): 2 isomeri; 1,3-dimetilciclopentano (cis e trans): 2 isomeri; 1,1-

dimetilciclopentano: 1 isomero.

2.43 a) 1,2-dibromociclopentano (cis e trans): 2 isomeri; b) 1,3-dibromociclopentano (cis e trans): 2 isomeri; c)

1,1-dibromociclopentano: 1 isomero; d) ci sono 12 isomeri del dibromometilciclobutano.

5

Capitolo 3

3.1 Nucleofili: a), c), e), f); elettrofili: b).

3.2 Nucleofili: a), e), h), c); elettrofili: b), f), d), g).

3.5 d).

3.6 b).

3.7 a).

3.8 c).

3.9

3.10

3.11

3.12 a) –I; b) –I; c) +I; d) –I.

3.13 a) –I; b) +I; c) –I; d) +I; e) –I; f) +I.

3.14

3.16

6

3.17 La maggiore ionizzazione dell’acido cloroacetico è dovuta alla più elevata stabilità dello ione cloracetato. Per

effetto della sottrazione elettronica del Cl la carica negativa sull’ossigeno viene ridotta e lo ione diviene più stabile.

L’acido fluoracetico è più forte mentre l’altro è più debole.

3.18 Nucleofili: a), c), d); elettrofilo: e).

3.19 Brönsted: a); Lewis: b), c).

3.20 a), b), d), e).

Capitolo 4

4.24

4.25 d) è falsa.

4.26 a); c); e).

4.27 b) è falsa.

4.28 (1) < (4) < (3) < (2)

4.29 a) HgSO4, H2O, H2SO4; b) H2, Lindlar; c) 1- BH3, THF; 2- H2O2, OH–; d) 1- Br2, CCl4; 2- 2KOH, etanolo.

4.30

7

4.31

4.32

4.33 Per le forme risonanti.

4.34

4.35

Capitolo 5

5.14

5.15 C6H5NHCOCH3 > etilbenzene > clorobenzene > benzammide

5.16

8

5.18

5.19

5.20

5.21 a) con CH3CH2Cl e AlCl3; b) etilbenzene e KMnO4, H2O; c) 1- Br2, FeBr3; 2- HNO3, H2SO4; d) 1- Cl2,

AlCl3; 2- SO3, H2SO4.

5.22

5.24

5.25 a) prima l’ossidazione; b) non si può alchilare; c) non si può acilare.

5.26 Attivanti: a), c), b), d), i); disattivanti: e), f), g), h).

5.27 Orto e para: a), b), c), d), i); meta: e), f), g), h).

9

5.28

5.29

5.30 d) 4 > 2 > 3 > 1

5.31 b).

5.32

5.33

5.34 C6H5—CH2—C6H5

5.35

10

5.36

5.37 orto > meta > para

5.38 a) orto e para; b) para; c) orto e para; d) meta; e) in orto all’etile; f) in orto al metile.

5.39 a) 1- KMnO4, H2O; 2- HNO3, H2SO4. b) 1- HNO3, H2SO4; 2- KMnO4, H2O.

Capitolo 10

10.14 2 > 1 > 3

10.15 Acido 2,2-diclorobutanoico > 2-cloropropanoico > 3-cloropropanoico > propanoico

10.16 Acido 4-nitrobenzoico > 4-bromobenzoico > benzoico > 4-metossibenzoico

10.17 1) acido butanoico; 2) acido pentanoico; 3) acido butanoico.

10.18 Prima si nitra il toluene con HNO3 e H2SO4. Successivamente si ossida con KMnO4 e H2SO4.

10.19

10.20 1) CH3CH2CH2COOCH2CH3; 2) CH3CH2CH2COOCH(CH3)2; 3) CH3CH2CH2COOCH2CH(CH3)2; 4)

C6H5COOCH2C6H5; 5) C6H5CO—O—COC6H5.

10.23 d).

10.24 b).

11

10.25 c).

10.26 4 > 1 > 2 > 3

10.27 a).

10.28

10.29

10.30

10.31

10.32

10.33 C6H5CH2COOH.

10.34

10.36 Toluene → ac. benzoico → cloruro di benzoile → benzofenone, C6H5COC6H5

12

10.37 A: C6H5Cl; B: C6H5CH2OH; C: C6H5CHO; D: C6H5COOH.

10.38 d > b > c > a > e

10.39

Capitolo 11

11.1 a); b).

11.4

11.5 a) —Cl > —CH2CH2Cl > —CH2CH3 > H; b) —Br > —Cl > —CH2Br > —CH2Cl.

11.11 a), c).

11.12

11.13 La seconda e la quarta.

11.17 [α] = 70°.

11.22 a) acido (R)-2-bromopropanoico; b) (R)-2-ammino-2-cloroetanale; c) acido (R)-2-fluoropropanoico; d)

(R)-1-ammino-cloropropanone.

11.23 La prima e la terza.

13

11.24 a) (R)-2-bromobutanale; b) acido (S)-2-idrossi-2,3-dimetilbutanoico; c) (R)-3-ammino-2-metilesano.

11.25

11.26 (4).