Proč je cyklopentadienový anion aromatický, ale cykloheptatrienylový anion není?
On 25 ledna, 2021 by adminZdá se, že na to nedokážu přijít. Cyklopentadienylový anion ( 1 ) je aromatický, ale cykloheptatrienylový anion ( 2 ) není, i když jeho kation ( 3 ) je. Proč?
odpověď
Stává se to kvůli Huckelovo pravidlo aromatičnosti. Cykloheptatrienylový anion má 8 elektronů, které se překládají jako 4n elektrony, nikoli 4n + 2, jak naznačuje Huckel. Pokud se chystáte postavit MO pro oba cykly, zjistíte, že vložení 4n elektronů vzroste v diradikální molekule, která není stabilní, jak již zní. Rychlý trik, jak toho dosáhnout, je použití Frostova kruhu. Vše, co musíte udělat, je vpsat odpovídající polygon do kruhu a ujistit se, že máte vrchol, který se dotýká kruhu co nejníže. Vrcholy vám poskytnou kvalitativní energii MO.
Komentáře
- Základní stav O2 je diradical a je docela stabilní. Říkám to ' ' jen formou Jahn-Tellerova zkreslení – nelineární molekuly s neúplně vyplněnými degenerovanými orbitaly.
- souhlasit. Ve skutečnosti je pseudo-Jahn-Tellerův efekt přítomen v molekulách, jako je cyklobutadien, a narušuje geometrii ze čtverce na obdélník. Může se to stát také v cykloheptatrienylovém aniontu.
- " K tomu dochází z důvodu Huckel ' pravidla aromatičnosti. " Ne, nedochází to ' kvůli tomuto pravidlu. Pravidlo je nástrojem pro předpovídání aromaticity / antiaromaticity ve velmi jednoduchých systémech.
Odpověď
Aromaticita existuje, když existuje jsou $ 4n + 2 $ (tj. 2, 6, 10, 14 …) elektrony v rovinném, cyklickém systému pí. Rovinné, cyklické pí systémy, které mají elektrony $ 4n $ (4, 8, 12, 16 …), jsou antiaromatické.
V případě cyklopentadienylového aniontu je v systému pí 6 elektronů. Díky tomu je aromatický. Cykloheptatrienylový anion má ve svém systému pí 8 elektronů. Díky tomu je antiaromatický a vysoce nestabilní. Kation cykloheptatrienyl (tropylium) je aromatický, protože má ve svém systému pí také 6 elektronik.
Odpověď
Cykloheptatrienylový anion (tropylium) anion) má elektronový systém 8 pi, proto musí být antiaromatický, ale extra osamělý pár na jednom uhlíku způsobí, že se uhlík stane hybridizovaným sp3 a umístí tyto extra elktrony na jeden ze sp3 orbitalů. Díky tomu by bylo nerovinné a nearomatické .
Odpovědět
Je to opravdu jednoduché. Aromatické prstence mají všechny své relativně stabilní elektronické orbitaly prázdné a nestabilní prázdné. Pravidlo 4n + 2 říká, že konjugovaný prsten bude mít lichý počet stabilní pi orbitaly, které mají být vyplněny, tj. 2n + 1 orbitaly, které mají být obsazeny dvěma elektrony za nějaké celé číslo n.
Když se pokusíte vložit 4n (nebo 4n + 4) elektrony do kruhu jako v cykloheptatrienylovém anionu máte naplněné a prázdné stavy na stejné energetické úrovni; to je to, co vám říká Frostův kruh. Někdy to molekuly dělají, ale obecně nejsou tak stabilní jako to, co získáte se všemi naplněnými stavy hluboko pod všemi těmi prázdnými. Druhé je to, co dělá správný počet elektronů 4n + 2.
Napsat komentář