Zakaj so alkilne skupine, ki naj bi bile "sproščanje" elektronov (znane tudi kot "darovanje elektronov") v primerjavi z vodikom, ko govorimo o karbokacijah?

Zakaj so alkilne skupine, ki naj bi bile "sproščanje" elektronov (znane tudi kot "darovanje elektronov") v primerjavi z vodikom, ko govorimo o karbokacijah?
Anonim

To je v kontekstu razprave stabilizacija hiperkonjugacije.

Za karbokacija, lahko imaš bodisi a metil (# "CH" _3 #), primarno (#1^@#), sekundarno (#2^@#), ali terciarni (#3^@#) karbokacija.

Uvrščeni so v stabilnosti tako:

To lahko vidite od leve proti desni alkilne skupine pritrjena na centralno pozitivno nabit ogljika povečuje (vsaka alkilna skupina nadomešča vodik), kar korelira z porast stabilnosti.

Torej morajo biti alkilne skupine s tem povezane. Pravzaprav se imenuje učinek hiperkonjugacijo ki opisuje, kaj se tukaj dogaja. To je en primer, vendar obstajajo druge vrste za druge kontekste.

V tem primeru so elektroni v a # mathbf (sigma) #-vezno orbitalno (tukaj je od okoliških metilnih skupin) # "C" - "H" # obveznicami) lahko komunicirajo z ob praznem # mathbf (p) # orbital na centralno pozitivno nabit ogljik.

Zgornja slika prikazuje primerjavo med primarno karbokacijo in metil karbokacijo.

Ogljik s praznim, vijoličnim # p # orbital je pozitivno nabit ogljik, rumena # sp ^ 3 # # sigma #-obvezna orbitalna sposobnost darovanju elektrone v prazno vijolično # p # orbital.

To podaljša molekularno orbitalo, da stabilizira karbokacijo in dokaže darovanje / sproščanje elektronov sosednje metilne skupine.

Vidimo stabilizacijski učinek v tem molekularnem orbitalnem diagramu:

Prazno # p # orbital se stabilizira po sosednjem polnjenju # sigma # obveznica deli svoje elektrone s praznim # p # orbital.

(Toda ni nujno, da je prazen; lahko je delno napolnjen, kot v radikalni spojini ogljika.)