Halogenation ของ alkane (๒) MO Memoir : Sunday 4 October 2558

ปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจน (halogenation) เป็นปฏิกิริยาหนึ่งที่ใช้ในการจำแนกว่าสารตัวอย่างมีพันธะคู่ C=C หรือไม่ เวลาเรียนปฏิบัติการเคมีอินทรีย์ก็จะมักจะใช้สารละลาย Br₂ เป็นตัวทดสอบ เพื่อให้ผู้เรียนได้เห็นว่าถ้าเป็นกรณีของอัลคีน (alkene) นั้นจะสามารถฟอกสีสารละลาย Br₂ ได้ทันที่ที่หยดลงไป แม้ว่าจะอยู่ในที่ร่มและไม่มีการให้ความร้อนก็ตาม แต่ถ้าเป็นอัลเคน (alkane) นั้นต้องนำไปตากแดดหรือให้ความร้อน จึงจะเห็นการฟอกสี 
   

สารละลาย Br₂ แต่เดิมที่ใช้กันเป็นสารละลาย Br₂ ใน CCl₄ แต่พอเริ่มมีปัญหาการควบคุมการผลิต CCl₄ (เนื่องจากเป็นตัวทำลายโอโซน) ก็เลยต้องเปลี่ยนมาเป็น Bromine water หรือสารละลายโบรมีนในน้ำแทน (โชคดีที่โบรมีนพอจะละลายน้ำได้บ้าง) ซึ่งมันก็ใช้ได้เหมือนกัน แต่ต้องทำการเขย่าหลอดทดลองหน่อยเพราะ Bromine water มันแยกชั้นอยู่กับไฮโดรคาร์บอนที่นำมาทดสอบ ทั้งนี้เพื่อให้ Br₂ ที่อยู่ในเฟสน้ำละลายเข้าไปในเฟสไฮโดรคาร์บอน
  

รูปที่ ๑ คู่มือการทดลองวิชาอินทรีย์เคมีที่ใช้กันมานานจนกระทั่งวิชานี้ถูกภาควิชาปิดไป

ในเคมีอินทรีย์ ปฏิกิริยาการแทนที่อะตอมไฮโดรเจนด้วยฮาโลเจนของอัลเคนนี้เป็นปฏิกิริยาที่สำคัญปฏิกิริยาหนึ่ง เพราะอัลเคนมีความเฉื่อยต่อการทำปฏิกิริยาต่าง ๆ มาก (เว้นแต่จะให้พลังงานสูงมากพอจนพันธะ C-C หรือ C-H แตกออก) จะมีก็ยกเว้นปฏิกิริยานี้แหละที่ทำได้ง่ายที่อุณหภูมิห้อง และเมื่อได้สารประกอบอัลคิลเฮไลด์มาแล้วจึงค่อยทำการดึงเอาอะตอมเฮไลด์ออก แล้วแทนที่ด้วยหมู่อื่น 
   

ข้อเสียของปฏิกิริยานี้ก็คือมันได้ผลิตภัณฑ์หลากหลาย ยิ่งเป็นอัลเคนโมเลกุลใหญ่เท่าใด ผลิตภัณฑ์ที่ได้มันก็หลายหลายมากขึ้น (เพราะไม่สามารถกำหนดอะตอม H ที่จะให้เฮไลด์เข้าไปแทนที่ได้) 
  

ปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนไปที่ C ที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างวงแหวนเบนซีนไม่ใช่เรื่องง่าย แต่ถ้าเป็นการเติมไปที่หมู่อัลคิล (alkyl) หรืออัลคิลีน (alkylene) ที่เกาะอยู่กับวงแหวนเบนซีน ปฏิกิริยาจะเป็นเหมือนการทำปฏิกิริยากับอัลเคนและอัลคีน เช่นในกรณีของเบนซีนนั้นจะไม่ทำปฏิกิริยากับ Br₂ ที่อยู่ในสารละลาย Bromine water แม้ว่าจะนำไปตากแดด แต่ในกรณีของโทลูอีนและไซลีนนั้นจะเกิดการฟอกสีสารละลาย Bromine water ได้เมื่อนำไปตากแดด (แต่ต้องเขย่าหลอดทดลองเป็นพัก ๆ) โดยจะเกิดปฏิกิริยาแทนที่อะตอม H ที่เกาะอยู่กับหมู่เมทิล (-CH₃) ไม่ได้เกิดกับอะตอม H ที่เกาะอยู่กับอะตอม C ที่เป็นส่วนหนึ่งของวงแหวน ส่วนผลิตภัณฑ์จะเป็นอะไรนั้นขึ้นอยู่กับสัดส่วนระหว่างไฮโดรคาร์บอนกับ Br₂ ถ้าหากมีไฮโดรคาร์บอนมากเมื่อเทียบกับ Br₂ ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่จะเป็นพวกที่มีการแทนที่ที่ตำแหน่งเดียว แต่ถ้ามี Br₂ มากขึ้นก็จะเกิดผลิตภัณฑ์ที่มีการแทนที่ที่หลายตำแหน่งมากขึ้น
 

หมู่เมทิลในโมเลกุลของอะซีโตน (acetone H₃C-(CO)-CH₃) ก็สามารถเกิดปฏิกิริยาการเติมฮาโลเจนได้เช่นกัน โดยถ้าอยากให้มีการแทนที่ที่ตำแหน่งเดียวก็ต้องใช้อะซีโตนมากหน่อย (กว่าสิบเท่าของโบรมีน) และใช้น้ำเป็นตัวเจือจางการทำปฏิกิริยา ส่วนจะทำออกมาแล้วได้ความบริสุทธิ์แค่ไหนก็อีกเรื่องหนึ่ง
 

รูปที่ ๒ การเตรียมโบรโมอะซีโตน

ผลิตภัณฑ์ที่เกิดการแทนที่อะตอม H เพียงอะตอมเดียวด้วย Br ในกรณีของโทลูอีน ผลิตภัณฑ์ที่ได้คือเบนซิลโบรไมด์ (benzyl bromide) ในกรณีของไซลีนก็จะได้ไซลิลโบรไมด์ (Xylyl bromide มี ๓ ไอโซเมอร์ด้วยกัน) และในกรณี ของอะซีโตนก็จะได้โบรโมอะซีโตน (Bromo acetone)

รูปที่ ๓ สรุปปฏิกิริยาที่เกิดจากการแทนที่อะตอม H เพียงอะตอมเดียวด้วย Br

ทั้ง Xylyl bromide Benzyl bromide และ Bromo acetone ต่างถูกนำมาใช้เป็นอาวุธเคมีในสงครามโลกครั้งที่ ๑ (ในปีค.ศ. ๑๙๑๔ ๑๙๑๕ และ ๑๙๑๖ ตามลำดับ) โดยมีวัตถุประสงค์หลักคือทำให้เกิดการระคายเคืองโดยเฉพาะที่ดวงตา (ทำหน้าที่แบบแก๊สน้ำตา) สงครามโลกครั้งที่ ๑ นั้นเป็นสงครามสนามเพลาะ ยังรบกันด้วยกองทัพเดินเท้าเป็นหลัก ในช่วงแรกยังไม่มีการนำเอาอากาศยานเข้ามาร่วมในการรบ การจะตีฝ่าแนวรบฝ่ายตรงข้ามเข้าไปได้จำเป็นต้องใช้ปืนใหญ่ยิงถล่มสนามเพลาะและแนวรั้วลวดหนามของฝ่ายข้าศึก แต่ปัญหาไปอยู่ตรงที่การตรวจการณ์ว่ากระสุนปืนใหญ่ตกตรงเป้าหรือไม่นั้น (ภายหลังจึงมีการนำเอาเครื่องบินมาช่วยตรวจการณ์ และนำไปสู่การเกิดการรบทางอากาศขึ้น) อีกอย่างก็คือกระสุนปืนใหญ่ในสมัยนั้นมันเป็นแบบตกกระทบพื้นแล้วจึงระเบิด ยังไม่มีชนิดระเบิดได้กลางอากาศ ซึ่งมามีใช้ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ ๒
 

ดังนั้นเพื่อเอาชนะปัญหาดังกล่าว แนวทางหนึ่งที่มีการนำมาใช้คือการใช้แก๊สพิษ เพราะแก๊สพิษนั้นสามารถแพร่กระจายออกไปและแพร่ลงต่ำลงไปในแนวสนามเพลาะและซอกมุมต่าง ๆ ได้แม้ว่ากระสุนบรรจุแก๊สพิษเองนั้นจะไม่ตกลงตรงสนามเพลาะ (ซึ่งสะเก็ดระเบิดทำไม่ได้ หรือไม่กระสุนปืนใหญ่ต้องตกลง ณ ตำแหน่งนั้นพอดี
 

แต่การใช้แก๊สพิษเองก็มีปัญหาในตัวมันเอง เพราะประสิทธิภาพในการใช้งานขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและทิศทางลม นอกจากนี้สารพิษที่ตกค้างอยู่ในบริเวณดังกล่าวยังก่อให้เกิดปัญหาแก่ผู้ใช้ในการเข้าไปยึดครองพื้นที่นั้นด้วย (ข้าศึกอาจจะเผ่นหนีไป แต่ผู้ใช้ก็ไม่สามารถเข้าไปใช้พื้นที่ได้เพราะยังมีสารพิษตกค้างอยู่) และยังส่งผลกระทบทางจิตวิทยาต่อทหารฝ่ายเดียวกันที่ต้องเข้าไปยึดครองพื้นที่ที่ไล่ข้าศึกออกไปด้วยการใช้สารพิษ ด้วยเกรงว่าสารพิษที่ตกค้างอยู่นั้นจะก่อให้เกิดอันตรายกับพวกเดียวกันเองด้วย

วิชาเคมีอินทรีย์เรียกได้ว่าเป็นไม้เบื่อไม้เมากับผู้ที่เรียนทางด้านวิศวกรรมศาสตร์จำนวนไม่น้อย จะว่าไปแล้วส่วนหนึ่งคงเป็นเพราะว่าในช่วงที่ผ่านมาการเรียนการสอนวิชาเคมีอินทรีย์นั้นอยู่ในรูปแบบการท่องจำเป็นหลัก และตัวอย่างปฏิกิริยาต่าง ๆ ที่ยกมานั้นก็ไม่มีการแสดงให้เห็นว่าผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการทำปฏิกิริยานั้นเอาไปใช้ประโยชน์ใดได้บ้าง นอกจากนี้วิธีการผลิตจริงในอุตสาหกรรมยังแตกต่างไปจากที่ปรากฏอยู่ในตำรา ซึ่งสิ่งที่ปรากฏอยู่ในตำรามักจะเหมาะสมกับการสังเคราะห์ในห้องทดลองมากกว่า ในขณะที่ให้ระดับห้องปฏิบัติการนั้นอุปกรณ์ที่ใช้ต่างทำจากแก้วเป็นหลัก การใช้อุณหภูมิและความดันสูงเป็นที่ถูกหลีกเลี่ยง แต่ในอุตสาหกรรมนั้น แก้วกลายเป็นวัสดุที่ไม่เหมาะสม (เพราะแตกได้ง่ายการการสั่นสะเทือน การกระแทก และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิกระทันหัน) อุปกรณ์ต่าง ๆ ผลิตขึ้นจากโลหะ การใช้อุณหภูมิและความดันที่สูงไม่ใช่ปัญหาในการทำให้ปฏิกิริยาเกิด
 

แต่ความแตกต่างของกระบวนการผลิตในระดับอุตสาหกรรมหรือในระดับห้องทดลองก็ไม่ได้มาจากทฤษฎีพื้นฐานที่แตกต่างกัน เพียงแต่เราอาจต้องเปลี่ยนมุมมองจากแทนที่จะมองจาก "ต้องใช้อะไรเป็นสารตั้งต้นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามต้องการ" มาเป็น "ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการนั้นเกิดจากการรวมตัวกันของสารมัธยันต์ (intermediate) สารใด และทำอย่างใดจึงจะทำให้เกิดสารมัธยันต์เหล่านั้น" ก็จะทำให้เรามองเห็นเส้นทางการผลิตที่แตกต่างไปจากที่ปรากฏในตำราได้

หมายเหตุ

ตอนที่ ๑ ของเรื่องนี้อ่านได้จาก Memoir ปีที่ ๖ ฉบับที่ ๗๔๘ วันพุธที่ ๑๒ กุมภาพันธ์ ๒๕๕๗ เรื่อง "Halogenationของalkane"

บรรณานุกรม

https://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_weapons_in_World_War_I (เสาร์ ๓ ตุลาคม ๒๕๕๘)

https://en.wikipedia.org/wiki/Benzyl_bromide (เสาร์ ๓ ตุลาคม ๒๕๕๘)

https://en.wikipedia.org/wiki/Bromoacetone (เสาร์ ๓ ตุลาคม ๒๕๕๘)

https://en.wikipedia.org/wiki/Xylyl_bromide (เสาร์ ๓ ตุลาคม ๒๕๕๘)

I2 ในสารละลาย KI กับไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว MO Memoir : Saturday 25 October 2557

ในตำราเคมีอินทรีย์นั้น เวลาเอ่ยถึงปฏิกิริยา halogenation ของอัลเคน (alkane) ก็มักจะกล่าวถึงเพียงแค่กรณีของ Cl₂ กับ Br₂ ซะเกือบทั้งหมด กรณีของ F₂ กับ I₂ นั้นแทบจะไม่ได้ค่อยได้รับการกล่าวถึงเท่าใดนัก ทั้งนี้เป็นเพราะ F₂ มีความว่องไวในการทำปฏิกิริยาสูงมาก จนยากที่จะควบคุม ส่วน I₂ นั้นก็เฉื่อยจนไม่ทำปฏิกิริยา
 

เวลาข้อสอบถามว่าถ้าเอาสารละลาย I₂ ใน CCl₄ หยดลงไปในหลอดทดลองที่บรรจุสารตัวอย่างที่เป็น alkane หรือ alkyl aromatic (สารประกอบที่วงแหวนอะโรมาติกมีหมู่อัลคิลเกาะอยู่เช่น โทลูอีน (Toluene C₆H₅-CH₃) ไซลีน (Xylene C₆H₄-(CH₃)₂) และเอทิลเบนซีน (Ethyl benzene C₆H₅-CH₂CH₃) แล้ววางในหลอดทดลองในที่ร่มกับนำไปวางตากแดด สีของสารละลายจะเปลี่ยนไปหรือไม่อย่างไร คำตอบก็คือมันก็จะยังคงเป็นสีม่วง (สีของ I₂) เหมือนเดิม เพราะปฏิกิริยามันไม่เกิด
  

การสอนแลปเคมีอินทรีย์ช่วงหลังนั้น ได้เปลี่ยนมาใช้สารละลาย Bromine water หรือ Br₂ ในน้ำแทน (สารละลายมีสีเหลืองของ Br₂) เพราะต้องการลดการใช้ CCl₄ แต่ Bromine water นั้นมันแยกชั้นกับไฮโดรคาร์บอน โดยไฮโดรคาร์บอนจะลอยอยู่บนสารละลาย Bromine water การทำปฏิกิริยาจะเกิดได้เฉพาะตรงรอยต่อระหว่างเฟสเท่านั้น ดังนั้นในระหว่างการทดลองจึงจำเป็นต้องทำการเขย่าหลอดทดลองไปด้วย เพื่อให้ Br₂ ในชั้นน้ำละลายเข้าไปในชั้นไฮโดรคาร์บอน ถ้าไม่เกิดปฏิกิริยา ชั้นไฮโดรคาร์บอนก็จะเป็นสีเหลือง แต่ถ้าเกิดปฏิกิริยา ชั้นไฮโดรคาร์บอนก็จะใสเหมือนเดิม

รูปที่ ๑ ชั้นล่างเป็น I₂ ในสารละลาย KI (เห็นข้างขวดเขียนไว้ว่าเข้มข้นประมาณ 10^-4 M) ส่วนชั้นบนเป็น xylene หลอดซ้ายหลังจากที่ผสมกันแล้วก็เขย่า ส่วนหลอดขวานั้นก็ตั้งทิ้งไว้เฉย ๆ จะเห็นว่า I₂ จากชั้นสารละลาย KI จะแพร่ขึ้นไปอยู่ในชั้น xylene ทำให้สีของ xylene เปลี่ยนไปเนื่องจากมี I₂ เข้าไปปนอยู่ ถ้า I₂ เข้าไปได้มากก็จะออกทางโทนสีม่วง
  

ที่นี้ถ้าเราเปลี่ยนมาใช้สารละลาย I₂ ในสารละลาย KI ดูบ้าง (I₂ จะอยู่ในรูปของ I₃^-) แล้วทำการทดลองอย่างเดียวกัน ผลที่ได้จะเป็นอย่างไร
  

ถ้าเราเอา I₂ ไปละลายในตัวทำละลายไม่มีขั้วหรือแอลกฮอล์ (เช่นเอทานอล) เราจะได้สารละลายสีม่วงของ I₂ แต่ถ้าเราเอา I₂ ไปละลายในสารละลาย KI เราจะได้สารละลายสีเหลือง ส่วนจะเหลืองอ่อนหรือเข้มก็ขึ้นกับความเข้มข้นของ I₂ ที่ละลายเข้าไป ยิ่งมีมากก็ยิ่งออกทางเหลืองเข้มมากขึ้น
  

พอเราใส่สารละลาย I₂ ในสารละลาย KI ลงในหลอดทดลองร่วมกับไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (หรืออะโรมาติกก็ได้) มันก็จะแยกชั้นเป็นสองชั้น โดยชั้นบนเป็นไฮโดรคาร์บอน (จะใส ไม่มีสี) ชั้นล่างเป็นสารละลาย I₂ ในสารละลาย KI (สีเหลือง) ถ้าตั้งทิ้งไว้เราก็จะเห็นชั้นไฮโดรคาร์บอนค่อย ๆ มีสีออกทางโทนแดงเพิ่มขึ้นอย่างช้า ๆ เนื่องจาก I₂ ในสารละลาย KI แพร่เข้าไปละลายอยู่ในชั้นไฮโดรคาร์บอน แต่ถ้าอยากให้มันแพร่เร็วขึ้นก็ต้องเขย่าหลอดทดลองช่วยด้วย ผลที่ออกมาก็จะเป็นดังรูปที่ ๑ ที่ถ่ายเอาไว้เมื่อวาน บังเอิญเมื่อวานในแลปไม่มีสารละลาย I₂ ในสารละลาย KI ที่ความเข้มข้นสูงเหลืออยู่ มีแต่ขวดความเข้มข้นเจือจางเหลืออยู่ขวดนึง สีที่เห็นมันก็เลยยังออกเป็นโทนสีแดงอยู่ แต่ถ้าใช้สารละลาย I₂ ในสารละลาย KI ที่ความเข้มข้นสูงพอก็จะเห็นว่าสีของชั้นไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวนั้นจะออกทางโทนสีม่วง

เอาเรื่องนี้ไปออกข้อสอบทีไร หาคนตอบคำถามถูกไม่ค่อยจะได้ทุกที

Halogenation ของ alkane MO Memoir : Wednesday 12 February 2557

สำหรับการเรียนอินทรีย์เคมีนั้น สารตัวแรกที่เรียนกันหรือมักปรากฏในบทแรก ๆ ของตำราคือไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว ซึ่งอาจเรียกว่าเป็น saturated hydrocarbon หรืออัลเคน (alkane) หรือในตำราเก่า ๆ จะเรียกว่า paraffin คำว่า paraffin นี้มาจากคำภาษาละติน parum ซึ่งแปลว่า "ไม่ดึงดูด" หรือ "เฉื่อย" นั่นเอง ซึ่งเป็นลักษณะเด่นของสารประกอบตระกูลนี้ที่ไม่ค่อยทำปฏิกิริยากับสารอื่นได้ง่าย เว้นแต่กับสารที่มีความว่องไวสูงเช่นธาตุในหมู่ฮาโลเจน
 

ถ้าเราไปเปิดดูตำราในส่วนของการทำปฏิกิริยากับธาตุฮาโลเจนของอัลเคนนั้น จะเห็นว่าเน้นการยกตัวอย่างปฏิกิริยากับ Cl₂ หรือ Br₂ เป็นหลัก ส่วนปฏิกิริยากับ F₂ หรือ I₂ นั้นไม่ค่อยได้รับการกล่าวถึง ทั้งนี้เป็นเพราะปฏิกิริยาของอัลเคนกับ F₂ โดยตรงนั้นเกิดขึ้นรุนแรง ยากแก่การควบคุม ในขณะที่ I₂ ไม่ทำปฏิกิริยากับอัลเคน
 

ปฏิกิริยาระหว่างอัลคีนกับฮาโลเจนภาษาอังกฤษเรียกว่า halogenation การดำเนินไปข้างหน้าของปฏิกิริยานั้นอยู่ในรูปของอนุมูลอิสระ (free radical) ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาระหว่าง CH₄ กับ Cl₂ มีการดำเนินไปของปฏิกิริยาดังนี้
 

ในขั้นตอนแรกเป็นการกระตุ้นให้โมเลกุล Cl₂ แตกออกเป็นอะตอม Cl ก่อนโดยใช้แสงหรือความร้อนช่วย

ขั้นตอนที่สองเป็นขั้นตอนที่อะตอม Cl ที่เกิดขึ้นไปดึงอะตอม H ออกจากโมเลกุล CH₄ เกิดเป็น HCl และ methyl free radical

ขั้นตอนที่สามเป็นขั้นตอนที่ methyl free radical ทำปฏิกิริยากับโมเลกุล Cl₂ อีกอะตอมหนึ่ง เกิดเป็นสารประกอบ monochloromethane กับอะตอม Cl ที่สามารถไปทำปฏิกิริยากับโมเลกุล CH₄ โมเลกุลอื่นในขั้นตอนที่สอง

ข้อมูลในตารางที่ ๑ แสดงการเปลี่ยนแปลงพลังงานของปฏิกิริยา Halogenation ของ CH₄ กับธาตุฮาโลเจนต่าง ๆ จะเห็นว่าในกรณีของ I₂ นั้นแม้ว่าพลังงานที่ต้องใช้ในการทำให้โมเลกุลไอโอดีนแตกออกเป็นอะตอมไอโอดีนจะไม่มากเหมือนกรณีของคลอรีน แต่พลังงานที่ต้องใช้ในการทำให้เกิด methyl free radical ด้วยอะตอมไอโอดีนนั้นสูงกว่าธาตุฮาโลเจนตัวอื่นมาก ด้วยเหตุนี้จึงทำให้ในภาวะปรกติ I₂ จะไม่ทำปฏิกิริยา halogenation กับสารประกอบอัลเคน การเตรียมสารประกอบ alkyl iodide จึงต้องใช้วิธีการอื่นที่ไม่ใช่การ halogenation โดยตรง

ส่วนกรณีของ F₂ นั้น ในขั้นตอนที่ 2 และ 3 นั้นมีการคายพลังงานออกมามาก จึงทำให้ปฏิกิริยาระหว่างอัลเคนกับ F₂ เกิดขึ้นรุนแรง ยากต่อการควบคุม เรื่องของฟลูออรีนนี้เคยกล่าวไว้ใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๙๒ วันจันทร์ที่ ๒๑ ธันวาคม พ.ศ. ๒๕๕๒ เรื่อง "ฟลูออรีนหายไปไหน" ครั้งหนึ่งแล้ว

ปฏิกิริยาของอีเทน (ethane - H₃C-CH₃) กับคลอรีน ก็ดำเนินไปในรูปแบบเดียวกันดังนี้

 

 
ทีนี้เราลองมาพิจารณากรณีของโพรเพน (propane - H₃C-CH₂-CH₃) กันบ้าง สำหรับการเกิดปฏิกิริยาในขั้นตอนที่ 2 และขั้นตอนที่ 3

ในกรณีของโพรเพน ตำแหน่งอะตอม H ที่สามารถทำปฏิกิริยาในขั้นตอนที่ 2 นั้นมีอยู่ด้วยกัน 2 ตำแหน่ง ตำแหน่งแรกคืออะตอม H ที่อยู่ที่อะตอม C ตัวกลาง (หมู่ methylene หรือ -CH₂-) ซึ่งมีอะตอม H อยู่ 2 ตัว ตำแหน่งที่สองคืออะตอม H ที่อยู่ที่อะตอม C ที่ปลายโซ่ทั้งสองข้าง (หมู่ methyl หรือ -CH₃) ซึ่งมีอะตอม H อยู่ 6 ตัว ถ้าปฏิกิริยาในขั้นตอนที่ 2 เกิดที่อะตอม H ของหมู่ methylene ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็น 2-chloropropane (เส้นทางบน) แต่ถ้าเกิดที่อะตอม H ของหมู่ methyl ผลิตภัณฑ์ที่ได้จะเป็น 1-chloropropane (เส้นทางล่าง)
 

ถ้าพิจารณาจากโอกาสที่จะเกิดการชนแล้ว จะเห็นว่าจำนวนอะตอม H ของหมู่ methyl มีถึง 6 ตัว ในขณะที่จำนวนอะตอม H ของหมู่ methylene มีเพียงแค่ 2 ตัว ดังนั้นสัดส่วน 1-chloropropane ต่อ 2-chloropropane ที่ได้ควรเป็น 6:2 แต่ในทางปฏิบัติพบว่าเกิดขึ้นในสัดส่วน 6:7 นั่นแสดงว่ายังมีปัจจัยอื่นนอกเหนือจากโอกาสที่จะถูกชนที่เป็นตัวกำหนดผลิตภัณฑ์ที่จะเกิดขึ้น และปัจจัยนั้นก็คือความแข็งแรงของพันธะ C-H ของหมู่ methyl และ methylene ที่ไม่เท่ากัน โดยความแข็งแรงของพันธะ C-H ของหมู่ methylene นั้นต่ำกว่าของหมู่ methyl
 

กล่าวคือสำหรับอะตอม Cl ที่มีพลังงานจลน์สูง ไม่ว่าจะวิ่งเข้าทำปฏิกิริยากับ C-H ของหมู่ methyl หรือของหมู่ methylene ก็จะเกิดปฏิกิริยาการแทนที่เกิดขึ้นได้ แต่สำหรับอะตอม Cl ที่มีจลน์ต่ำ ถ้าวิ่งเข้าทำปฏิกิริยากับ C-H ของหมู่ methyl ปฏิกิริยาจะไม่เกิด แต่ถ้าวิ่งเข้าทำปฏิกิริยากับ C-H ของหมู่ methylene ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นได้
 

หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือแม้ว่าโอกาสที่ C-H ของหมู่ methyl จะถูกชนนั้นสูงกว่าของหมู่ methylene แต่โอกาสที่จะเกิดปฏิกิริยาในการชนแต่ละครั้งที่หมู่ methyl นั้นต่ำกว่าที่หมู่ methylene ทำให้การกระจายตัวของผลิตภัณฑ์ที่ได้นั้นไม่ขึ้นอยู่กับโอกาสที่จะถูกชนเพียงอย่างเดียว ต้องนำเอาโอกาสที่จะเกิดปฏิกิริยาในการชนแต่ละครั้งเข้ามาร่วมคิดด้วย เรื่องนี้เคยเล่าไว้ก่อนหน้านี้แล้วใน Memoir ปีที่ ๒ ฉบับที่ ๖๑ วันพุธที่ ๓๐ กันยายน พ.ศ. ๒๕๕๒ เรื่อง "การเกิดปฏิกิริยาเคมี"

ตารางที่ ๒ ในหน้าถัดไปแสดงพลังงานที่ต้องใช้ในการแตกพันธะ H-C จากสารประกอบต่าง ๆ จะเห็นว่าสำหรับอะตอม H ที่เกาะอยู่กับอะตอม C อิ่มตัวนั้น การดึงเอาอะตอม H ออกจากโมเลกุล methane (H-CH₃) ต้องใช้พลังงานสูงถึง 431 kJ/mol ในขณะที่การดึงเอาอะตอม H ออกจากหมู่ methyl ของโมเลกุล ethane (H-CH₂CH₃) ใช้พลังงานน้อยกว่าคือเพียง 410 kJ/mol 
  

ส่วนในกรณีของ propane นั้น การดึงอะตอม H ออกจากตำแหน่งหมู่ methyl (H-CH₂CH₂CH₃) จะเท่ากับการดึงอะตอม H ออกจากหมู่ methyl ของ ethane (คือ 410 kJ/mol เท่ากัน) แต่ถ้าเป็นการดึงอะตอม H ออกจากหมู่ methylene (H-CH(CH₃)₂) จะใช้พลังงานน้อยลงไปอีกคือเพียงแค่ 395.4 kJ/mol