Die elektrophile Addition

Bromwasser entfärbt sich mit Alkenen (5.1.5). Der Mechanismus dahinter: Die elektronenreiche Doppelbindung wird von einem Elektrophil angegriffen (5.3.2) — daher der Name elektrophile Addition (A_E).

Lass die Addition von Brom an Ethen ablaufen: „Schritt ▶“ geht zum nächsten Zwischenzustand, „Start ▶“ spielt alles ab, der Regler fährt stufenlos. Die Stufen rechts lassen sich auch direkt anklicken (Tab, Enter).

Halte fest: Das Elektrophil ist das positivierte Br-Atom, das Nucleophil zuerst die π-Bindung, dann das Bromid-Ion. Weil die Br⁺-Brücke eine Seite blockiert, kommen die beiden Br-Atome von entgegengesetzten Seiten (anti-Addition).

• Nucleophil:die π-Elektronen der C=C-Bindung — sie liegen ober- und unterhalb der Bindungsachse und sind leicht zugänglich.
• Polarisierung:Br₂ ist unpolar; erst die π-Elektronen induzieren einen Dipol Br^δ+–Br^δ− (π-Komplex).
• Heterolyse:Br–Br spaltet, das Bromid-Ion nimmt das Bindungselektronenpaar mit (5.3.1); zurück bleibt das cyclische Bromonium-Ion.
• Anti-Addition:Br⁻ greift von der Rückseite an; die Br-Atome sitzen danach auf entgegengesetzten Seiten.

• Allgemein:Das Elektrophil E⁺ bindet an ein C-Atom, das Nucleophil Nu⁻ an das andere.
• Halogenwasserstoff:H⁺ protoniert die Doppelbindung; es entsteht ein offenes Carbokation (C mit Elektronensextett), das X⁻ bindet.
• Hydratisierung:Wasser addiert nur mit Säure als Katalysator: H⁺ addiert, H₂O greift das Carbokation an, H⁺ wird wieder abgespalten.

• Beleg für zwei Stufen:Bromwasser mit Kochsalz und Ethen liefert auch 1-Brom-2-chlorethan: Cl⁻ konkurriert mit Br⁻ um das Bromonium-Ion.
• Reaktivität:Alkylgruppen erhöhen durch +I die Elektronendichte der Doppelbindung (5.3.3) — höher substituierte Alkene reagieren schneller.