Por que o ânion ciclopentadieno é aromático, mas o ânion cicloheptatrienil não é?
On Janeiro 25, 2021 by adminParece que não consigo descobrir isso. O ânion ciclopentadienil ( 1 ) é aromático, mas o ânion cicloheptatrienil ( 2 ) não é, embora seu cátion ( 3 ) é. Por quê?
Resposta
Isso acontece por causa de A regra de aromaticidade de Huckel. O ânion cicloheptatrienil tem 8 elétrons, o que se traduz como 4n elétrons, e não 4n + 2 como sugerido por Huckel. Se você está prestes a construir os MOs para os dois ciclos, verá que colocar 4n elétrons aumentará em uma molécula diradical, não estável como já parece. Um truque rápido para fazer isso é usar o círculo de Frost. Tudo que você precisa fazer é inscrever o polígono correspondente em um círculo e certificar-se de que um vértice está tocando o círculo o mais baixo possível. Os vértices fornecerão a energia qualitativa dos MOs.
Comentários
- O estado fundamental O2 é um dirradical e é bastante estável. Eu ' poderia dizer ' s apenas uma forma de uma distorção de Jahn-Teller – uma molécula não linear com orbitais degenerados incompletamente preenchidos.
- Concordo. Na verdade, o efeito pseudo-Jahn-Teller está presente em moléculas como o ciclobutadieno e distorce a geometria do quadrado para o retangular. Também pode acontecer no ânion cicloheptatrienil.
- " Isso acontece por causa da regra de aromaticidade de Huckel '. " Não, isso não ' não acontece devido a esta regra. A regra é uma ferramenta para prever aromaticidade / antiaromaticidade em sistemas muito simples.
Resposta
A aromaticidade existe quando há são $ 4n + 2 $ (ou seja, 2, 6, 10, 14 …) elétrons em um sistema pi cíclico plano. Os sistemas pi cíclicos e planos que têm $ 4n $ (4, 8, 12, 16 …) elétrons são antiaromáticos.
No caso do ânion ciclopentadienil, há 6 elétrons no sistema pi. Isso o torna aromático. O ânion cicloheptatrienil possui 8 elétrons em seu sistema pi. Isso o torna anti-aromático e altamente instável. O cátion cicloheptatrienil (tropílio) é aromático porque também possui 6 eletrônicos em seu sistema pi.
Resposta
Ânion cicloheptatrienil (tropílio ânion) tem um sistema de elétrons de 8 pi, portanto, deve ser anti-aromático, mas o par solitário extra em um carbono faria com que o carbono se tornasse hibridizado sp3 e colocasse esses elétrons extras em um dos orbitais sp3. Isso o tornaria não planar e não aromático .
Resposta
É muito simples, na verdade. Os anéis aromáticos têm todos os seus orbitais eletrônicos relativamente estáveis preenchidos e os instáveis vazios. A regra 4n + 2 apenas diz que um anel conjugado terá um número ímpar de orbitais pi estáveis a serem preenchidos, ou seja, 2n + 1 orbitais a serem ocupados por dois elétrons cada para algum número inteiro n.
Quando você tenta colocar 4n (ou 4n + 4) elétrons no anel como no ânion cicloheptatrienil, você preencheu e esvaziou os estados no mesmo nível de energia; isso é o que o círculo de Frost lhe diz. Às vezes, as moléculas fazem isso, mas geralmente não são tão estáveis quanto o que você obtém com todos os estados preenchidos bem abaixo de todos os vazios. O último é o que a contagem apropriada de elétrons 4n + 2 faz.
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