Hvorfor er cyklopentadienanion aromatisk, men cykloheptatrienylanion ikke?
On januar 25, 2021 by adminJeg ser ikke ut til å finne ut av dette. Cyklopentadienylanionen ( 1 ) er aromatisk, men cycloheptatrienylanionen ( 2 ) er ikke, selv om det er kation ( 3 ) er. Hvorfor?
Svar
Det skjer pga. Huckels aromatisitetsregel. Cykloheptatrienylanionet har 8 elektroner som oversettes som 4n elektroner, ikke 4n + 2 som antydet av Huckel. Hvis du er i ferd med å konstruere MO for begge sykluser, vil du finne at å sette 4n elektroner vil stige i et diradisk molekyl, ikke stabilt som det allerede høres ut. Et raskt triks for å gjøre det er å bruke Frosts sirkel. Alt du trenger å gjøre er å skrive korrespondentens polygon i en sirkel og sørge for at du har et toppunkt som berører sirkelen så lavt som mulig. Hjørnepunktene vil gi deg kvalitetsenergien til MOene.
Kommentarer
- Jordtilstand O2 er en diradikal og er ganske stabil. Jeg ' Jeg sier det ' er bare en form for en Jahn-Teller forvrengning – et ikke-lineært molekyl med ufullstendig fylte degenererte orbitaler.
- Enig. Faktisk er pseudo-Jahn-Teller-effekten tilstede i molekyler som cyklobutadien og forvrenger geometrien fra kvadrat til en rektangulær. Det kan også skje i cycloheptatrienylanion.
- " Det skjer på grunn av Huckel ' s aromatisitetsregel. " Nei, det skjer ikke ' på grunn av denne regelen. Regelen er et verktøy for å forutsi aromaticitet / antiaromaticitet i veldig enkle systemer.
Svar
Aromaticitet eksisterer når det er er $ 4n + 2 $ (dvs. 2, 6, 10, 14 …) elektroner i et plan, syklisk pi-system. Planare, sykliske pi-systemer som har $ 4n $ (4, 8, 12, 16 …) elektroner er antiaromatiske.
Når det gjelder cyklopentadienylanionen, er det 6 elektroner i pi-systemet. Dette gjør den aromatisk. Cykloheptatrienylanionet har 8 elektroner i pi-systemet. Dette gjør det antiaromatisk og svært ustabilt. Sykloheptatrienyl (tropylium) kation er aromatisk fordi den også har 6 elektronikk i pi-systemet.
Svar
Cykloheptatrienylanion (tropylium anion) har 8 pi-elektron-system, derfor må det være antiaromatisk, men det ekstra ensomme paret på det ene karbonet vil føre til at karbonet blir sp3-hybridisert og plasserer de ekstra elektronene i en av sp3-orbitalene. Dette ville gjøre det ikke-plan og ikke-aromatisk .
Svar
Det er egentlig ganske enkelt. Aromatiske ringer har alle sine relativt stabile elektroniske orbitaler fylt og ustabile tomme. 4n + 2-regelen sier bare at en konjugert ring vil ha et odd antall stabile pi-orbitaler som skal fylles ut, det vil si 2n + 1 orbitaler som skal okkuperes av to elektroner for et helt tall n.
Når du prøver å sette 4n (eller 4n + 4) elektroner i ringen som i cycloheptatrienylanion har du fylte og tomme tilstander på samme energinivå, det er det Frost-sirkelen forteller deg. Noen ganger gjør molekyler det, men de er generelt ikke så stabile som det du får med alle fylte tilstander godt under alle de tomme. Sistnevnte er hva den riktige 4n + 2-elektrontellingen gjør.
Legg igjen en kommentar