Dlaczego anion cyklopentadienu jest aromatyczny, a anion cykloheptatrienylowy nie?
On 25 stycznia, 2021 by adminPo prostu nie mogę tego rozgryźć. Anion cyklopentadienylowy ( 1 ) jest aromatyczny, ale anion cykloheptatrienylowy ( 2 ) nie jest, chociaż zawiera kation ( 3 ) jest. Dlaczego?
Odpowiedź
Dzieje się tak z powodu Zasada aromatyczności Huckela. Anion cykloheptatrienylowy ma 8 elektronów, co przekłada się na 4n elektronów, a nie 4n + 2, jak sugeruje Huckel. Jeśli masz zamiar skonstruować MO dla obu cykli, przekonasz się, że umieszczenie 4n elektronów podniesie się w dwurodnikowej cząsteczce, niestabilnej, jak to już brzmi. Szybką sztuczką, aby to zrobić, jest użycie koła Frosta. Wszystko, co musisz zrobić, to wpisać odpowiedni wielokąt w okrąg i upewnić się, że wierzchołek dotyka koła tak nisko, jak to możliwe. Wierzchołki podadzą jakościową energię MO.
Komentarze
- O2 w stanie podstawowym jest diradical i jest dość stabilny. Mówię ' d mówię, że ' to tylko forma zniekształcenia Jahna-Tellera – nieliniowa cząsteczka z niecałkowicie wypełnionymi zdegenerowanymi orbitalami. li>
- Zgadzam się. Rzeczywiście efekt pseudo-Jahna-Tellera występuje w cząsteczkach takich jak cyklobutadien i zniekształca geometrię z kwadratu do prostokąta. Może się to również zdarzyć w anionie cykloheptatrienylowym.
- " Dzieje się tak z powodu reguły aromatyczności Huckela '. " Nie, nie ' nie dzieje się z powodu tej reguły. Reguła jest narzędziem do przewidywania aromatyczności / antyiaromatyczności w bardzo prostych systemach.
Odpowiedź
Aromatyczność istnieje, gdy są 4 $ n + 2 $ (tj. 2, 6, 10, 14 …) elektronami w płaskim, cyklicznym układzie pi. Planarne, cykliczne układy pi, które mają 4n $ (4, 8, 12, 16 …) elektronów, są antyaromatyczne.
W przypadku anionu cyklopentadienylowego w układzie pi znajduje się 6 elektronów. To sprawia, że jest aromatyczny. Anion cykloheptatrienylowy ma 8 elektronów w swoim układzie pi. To sprawia, że jest antyaromatyczny i wysoce niestabilny. Kation cykloheptatrienylowy (tropylium) jest aromatyczny, ponieważ ma również 6 elementów elektronicznych w swoim układzie pi.
Odpowiedź
Anion cykloheptatrienylowy (tropylium anion) ma układ elektronów 8 pi, dlatego musi być antyaromatyczny, ale dodatkowa samotna para na jednym węglu spowodowałaby hybrydyzację węgla sp3 i umieszczenie tych dodatkowych elktronów na jednym z orbitali sp3. To spowodowałoby, że byłby niepłaski i niearomatyczny .
Odpowiedź
To całkiem proste. Pierścienie aromatyczne mają wszystkie swoje względnie stabilne orbitale elektroniczne wypełnione, a niestabilne puste. Zasada 4n + 2 mówi tylko, że sprzężony pierścień będzie miał nieparzystą liczbę stabilne orbitale pi do wypełnienia, czyli 2n + 1 orbitale, które mają być zajęte przez dwa elektrony na jakąś liczbę całkowitą n.
Kiedy próbujesz umieścić 4n (lub 4n + 4) elektronów w pierścieniu, w anionie cykloheptatrienylowym osiągnąłeś stany wypełnione i puste na tym samym poziomie energii – tak mówi krąg Frost. Czasami cząsteczki to robią, ale generalnie nie są tak stabilne, jak to, co otrzymujesz przy wszystkich stanach wypełnienia znacznie poniżej wszystkich pustych. To ostatnie jest tym, co robi właściwa liczba elektronów 4n + 2.
Dodaj komentarz