Waarom is cyclopentadieenanion aromatisch en cycloheptatrienylanion niet?
Geplaatst op januari 25, 2021 door adminIk kom hier gewoon niet uit. Het cyclopentadienyl anion ( 1 ) is aromatisch, maar het cycloheptatrienylanion ( 2 ) is dat niet, hoewel het kation ( 3 ) is. Waarom?
Antwoord
Dat gebeurt vanwege Huckels regel van aromaticiteit. Het cycloheptatrienyl-anion heeft 8 elektronen die zich vertalen als 4n elektronen, niet de 4n + 2 zoals geïmpliceerd door Huckel. Als je op het punt staat de MOs voor beide cycli te construeren, zul je merken dat het plaatsen van 4n elektronen in een diradicaal molecuul zal stijgen, niet stabiel zoals het al klinkt. Een snelle truc om dat te doen is door de cirkel van Frost te gebruiken. Het enige dat u hoeft te doen, is de overeenkomstige polygoon in een cirkel schrijven en ervoor zorgen dat een hoekpunt de cirkel zo laag mogelijk raakt. De hoekpunten geven je de kwalitatieve energie van de MOs.
Opmerkingen
- Grondtoestand O2 is een diradicaal en is redelijk stabiel. Ik ' d zeg dat het ' slechts een vorm is van een Jahn-Teller-vervorming – een niet-lineair molecuul met onvolledig gevulde gedegenereerde orbitalen.
- Mee eens. Het pseudo-Jahn-Teller-effect is inderdaad aanwezig in moleculen zoals cyclobutadieen en vervormt de geometrie van vierkant naar rechthoekig. Het kan ook gebeuren in cycloheptatrienyl anion.
- " Dat gebeurt vanwege Huckel ' s regel van aromaticiteit. " Nee, het gebeurt niet ' niet vanwege deze regel. De regel is een hulpmiddel om aromaticiteit / anti-aromaticiteit in zeer eenvoudige systemen te voorspellen.
Antwoord
Aromaticiteit bestaat wanneer er zijn $ 4n + 2 $ (dwz 2, 6, 10, 14 …) elektronen in een vlak, cyclisch pi-systeem. Planaire, cyclische pi-systemen die $ 4n $ (4, 8, 12, 16 …) elektronen hebben, zijn anti-aromatisch.
In het geval van het cyclopentadienylanion zijn er 6 elektronen in het pi-systeem. Dit maakt het aromatisch. Het cycloheptatrienylanion heeft 8 elektronen in zijn pi-systeem. Dit maakt het anti-aromatisch en zeer onstabiel. Het cycloheptatrienyl (tropylium) kation is aromatisch omdat het ook 6 elektronica in zijn pi-systeem heeft.
Antwoord
Cycloheptatrienyl anion (tropylium anion) heeft een 8 pi elektronensysteem, daarom moet het anti-aromatisch zijn, maar het extra eenzame paar op de ene koolstof zou ervoor zorgen dat die koolstof sp3-gehybridiseerd wordt en die extra elektronen in een van de sp3-orbitalen plaatsen. Dit zou het niet-vlak en niet-aromatisch maken.
Antwoord
Het is eigenlijk vrij simpel. Bij aromatische ringen zijn al hun relatief stabiele elektronische orbitalen gevuld en onstabiele leeg. De 4n + 2-regel zegt alleen dat een geconjugeerde ring een oneven aantal stabiele pi-orbitalen die moeten worden gevuld, dat wil zeggen 2n + 1 orbitalen die moeten worden ingenomen door twee elektronen per stuk voor een geheel getal n.
Wanneer je probeert om 4n (of 4n + 4) elektronen in de ring te plaatsen als in cycloheptatrienyl anion heb je gevulde en lege staten op hetzelfde energieniveau, dat is wat de Frost-cirkel je vertelt. Soms doen moleculen dat, maar ze zijn over het algemeen niet zo stabiel als wat je krijgt met alle gevulde toestanden ver onder alle lege. Dit laatste is wat de juiste 4n + 2 elektronentelling doet.
Geef een reactie