De ce anionul ciclopentadienic este aromat, dar anionul cicloheptatrienil nu?
On ianuarie 25, 2021 by adminNu pot să dau seama de asta. Anionul ciclopentadienil ( 1 ) este aromat, dar anionul cicloheptatrienil ( 2 ) nu este, deși cationul său ( 3 ) este. De ce?
Răspuns
Acest lucru se întâmplă din cauza Regula aromatică a lui Huckel. Anionul cicloheptatrienil are 8 electroni care se traduce ca 4n electroni, nu 4n + 2 așa cum este sugerat de Huckel. Dacă sunteți pe punctul de a construi MO-urile pentru ambele cicluri, veți descoperi că punerea a 4n electroni va crește într-o moleculă diradicală, care nu este stabilă, deoarece sună deja. Tot ce trebuie să faceți este să înscrieți poligonul corespondent într-un cerc și să vă asigurați că aveți un vârf care atinge cercul cât mai jos posibil. Vârfurile vă vor oferi energia calitativă a MO-urilor.
Comentarii
- Starea de bază O2 este diradică și este destul de stabilă. ' spun că ' este doar o formă de distorsiune Jahn-Teller – o moleculă neliniară cu orbitali degenerați incomplet umpluți.
- Sunt de acord. Într-adevăr, efectul pseudo-Jahn-Teller este prezent în molecule precum ciclobutadiena și distorsionează geometria de la pătrat la dreptunghiular. Se poate întâmpla și în anionul cicloheptatrienil.
- " Acest lucru se întâmplă din cauza regulii de aromaticitate a lui Huckel '. " Nu, nu se întâmplă ' din cauza acestei reguli. Regula este un instrument pentru a prezice aromaticitatea / antiaromaticitatea în sisteme foarte simple.
Răspuns
Aromaticitatea există atunci când există sunt $ 4n + 2 $ (adică 2, 6, 10, 14 …) electroni într-un sistem pi, plan ciclic. Sistemele pi plane, ciclice, care au 4 $, 4, 8, 12, 16 …) electroni sunt antiaromatici.
În cazul anionului ciclopentadienil, există 6 electroni în sistemul pi. Acest lucru îl face aromat. Anionul cicloheptatrienil are 8 electroni în sistemul său pi. Acest lucru îl face antiaromatic și extrem de instabil. Cationul cicloheptatrienil (tropylium) este aromat, deoarece are și 6 electronice în sistemul său pi.
Răspuns
Anion cicloheptatrienil (tropylium) anion) are un sistem de electroni de 8 pi, de aceea trebuie să fie antiaromatic, dar perechea extra-solitară pe un singur carbon ar face ca carbonul să devină sp3 hibridizat și să pună acei elctroni suplimentari într-unul dintre orbitalii sp3. Acest lucru îl va face non-planar și non-aromatic .
Răspuns
Este destul de simplu, într-adevăr. Inelele aromatice au toate orbitalele lor electronice relativ stabile umplute și cele instabile goale. Regula 4n + 2 spune doar că un inel conjugat va avea un număr impar de orbitali pi stabili care trebuie umpluți, adică 2n + 1 orbitali care trebuie ocupați de doi electroni fiecare pentru un număr întreg n.
Când încercați să introduceți 4n (sau 4n + 4) electroni în inel ca în anionul cicloheptatrienil, aveți stări umplute și goale la același nivel de energie; asta vă spune cercul Frost. Uneori moleculele fac asta, dar în general nu sunt la fel de stabile ca ceea ce obțineți cu toate stările umplute mult sub toate cele goale. Acesta din urmă este ceea ce face numărul corect de electroni 4n + 2.
Lasă un răspuns