Hvorfor er cyclopentadienanion aromatisk, men cycloheptatrienylanion ikke?
On januar 25, 2021 by adminJeg kan bare ikke se det ud. Cyclopentadienylanionen ( 1 ) er aromatisk, men cycloheptatrienylanionen ( 2 ) er ikke, selvom dens kation ( 3 ) er. Hvorfor?
Svar
Det sker pga. Huckels aromatiseringsregel. Cycloheptatrienylanionen har 8 elektroner, der oversættes som 4n elektroner, ikke 4n + 2 som antydet af Huckel. Hvis du er ved at konstruere MOerne til begge cyklusser, vil du opdage, at det at sætte 4n elektroner vil stige i et diradisk molekyle, ikke stabilt, som det allerede lyder. Et hurtigt trick til at gøre det er ved hjælp af Frosts cirkel. Alt hvad du skal gøre er at indskrive korrespondentpolygonen i en cirkel og sørge for, at du har et toppunkt, der rører cirklen så lavt som muligt. Hjørnerne giver dig MOs kvalitative energi.
Kommentarer
- Jordtilstand O2 er en diradical og er ret stabil. Jeg ' siger det ' er bare en form for en Jahn-Teller-forvrængning – et ikke-lineært molekyle med ufuldstændigt udfyldte degenererede orbitaler.
- Enig. Faktisk er pseudo-Jahn-Teller-effekten til stede i molekyler som cyclobutadien og fordrejer geometrien fra kvadrat til en rektangulær. Det kan også ske i cycloheptatrienylanion.
- " Det sker på grund af Huckel ' s aromatiseringsregel. " Nej, det sker ikke ' på grund af denne regel. Reglen er et værktøj til at forudsige aromaticitet / antiaromaticitet i meget enkle systemer.
Svar
Aromaticitet findes, når der er er $ 4n + 2 $ (dvs. 2, 6, 10, 14 …) elektroner i et plan, cyklisk pi-system. Planare, cykliske pi-systemer, der har $ 4n $ (4, 8, 12, 16 …) elektroner er antiaromatiske.
I tilfælde af cyclopentadienylanionen er der 6 elektroner i pi-systemet. Dette gør det aromatisk. Cycloheptatrienylanionen har 8 elektroner i sit pi-system. Dette gør det antiaromatisk og meget ustabilt. Cycloheptatrienyl (tropylium) kationen er aromatisk, fordi den også har 6 elektronik i sit pi-system.
Svar
Cycloheptatrienylanion (tropylium anion) har 8 pi-elektron-system, derfor skal det være antiaromatisk, men ekstra ensomme par på det ene kulstof vil medføre, at kulstof bliver sp3-hybridiseret og placere disse ekstra elektroner i en af sp3-orbitalerne. Dette ville gøre det ikke-plan og ikke-aromatisk .
Svar
Det er virkelig simpelt. Aromatiske ringe har alle deres relativt stabile elektroniske orbitaler fyldt og ustabile tomme. 4n + 2-reglen siger bare, at en konjugeret ring vil have et ulige antal stabile pi-orbitaler, der skal udfyldes, dvs. 2n + 1 orbitaler, der skal optages af to elektroner pr. stykke for et helt tal n.
Når du prøver at sætte 4n (eller 4n + 4) elektroner i ringen som i cycloheptatrienylanion har du fyldt og tomme tilstande på samme energiniveau; det er hvad Frost-cirklen fortæller dig. Nogle gange gør molekyler det, men de er generelt ikke så stabile som hvad du får med alle de fyldte tilstande langt under alle de tomme. Sidstnævnte er, hvad den korrekte 4n + 2 elektronoptælling gør.
Skriv et svar