¿Por qué el anión ciclopentadieno es aromático pero el anión cicloheptatrienilo no lo es?
On enero 25, 2021 by adminParece que no puedo resolver esto. El anión ciclopentadienilo ( 1 ) es aromático, pero el anión cicloheptatrienilo ( 2 ) no lo es, aunque su catión ( 3 ) es. ¿Por qué?
Respuesta
Eso sucede debido a Regla de aromaticidad de Huckel. El anión cicloheptatrienilo tiene 8 electrones, lo que se traduce como 4n electrones, no 4n + 2 como lo implica Huckel. Si está a punto de construir los OM para ambos ciclos, encontrará que al poner 4n electrones se elevará en una molécula dirradical, no estable como ya parece. Un truco rápido para hacerlo es usar el círculo de Frost. Todo lo que necesita hacer es inscribir el polígono correspondiente en un círculo y asegurarse de tener un vértice tocando el círculo lo más bajo posible. Los vértices te darán la energía cualitativa de los MO.
Comentarios
- El estado fundamental O2 es un diradical y es bastante estable. Yo ' diría que ' es solo una forma de una distorsión de Jahn-Teller: una molécula no lineal con orbitales degenerados incompletos.
- De acuerdo. De hecho, el efecto pseudo-Jahn-Teller está presente en moléculas como el ciclobutadieno y distorsiona la geometría de cuadrada a rectangular. También puede ocurrir en el anión cicloheptatrienilo.
- " Eso sucede debido a la regla de aromaticidad de Huckel '. " No, no ' sucede debido a esta regla. La regla es una herramienta para predecir la aromaticidad / antiaromaticidad en sistemas muy simples.
Respuesta
La aromaticidad existe cuando hay son $ 4n + 2 $ (es decir, 2, 6, 10, 14 …) electrones en un sistema pi cíclico plano. Los sistemas pi cíclicos planos que tienen $ 4n $ (4, 8, 12, 16 …) electrones son antiaromáticos.
En el caso del anión ciclopentadienilo, hay 6 electrones en el sistema pi. Esto lo hace aromático. El anión cicloheptatrienilo tiene 8 electrones en su sistema pi. Esto lo hace antiaromático y altamente inestable. El catión cicloheptatrienil (tropylium) es aromático porque también tiene 6 componentes electrónicos en su sistema pi.
Respuesta
Anión cicloheptatrienil (tropylium anión) tiene un sistema de 8 electrones pi, por lo tanto, debe ser antiaromático, pero el par solitario adicional en un carbono haría que ese carbono se hibridara sp3 y pusiera esos electrones extra en uno de los orbitales sp3. Esto lo haría no plano y no aromático .
Respuesta
En realidad, es bastante simple. Los anillos aromáticos tienen todos sus orbitales electrónicos relativamente estables llenos y los inestables vacíos. La regla 4n + 2 solo dice que un anillo conjugado tendrá un número impar de orbitales pi estables para ser llenados, es decir, 2n + 1 orbitales para ser ocupados por dos electrones cada uno para un número entero n.
Cuando intentas poner 4n (o 4n + 4) electrones en el anillo como en el anión cicloheptatrienilo, tiene estados de llenado y vacío al mismo nivel de energía, eso es lo que le dice el círculo de Frost. A veces las moléculas hacen eso, pero generalmente no son tan estables como lo que se obtiene con todos los estados llenos muy por debajo de todos los vacíos. Esto último es lo que hace el recuento de electrones 4n + 2 adecuado.
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