Warum ist das Cyclopentadienanion aromatisch, das Cycloheptatrienylanion jedoch nicht?
On Januar 25, 2021 by adminIch kann das einfach nicht herausfinden. Das Cyclopentadienylanion ( 1 ) ist aromatisch, das Cycloheptatrienylanion ( 2 ) jedoch nicht, obwohl sein Kation () 3 ) ist. Warum?
Antwort
Das passiert wegen Huckels Regel der Aromatizität. Das Cycloheptatrienylanion hat 8 Elektronen, was sich in 4n Elektronen übersetzt, nicht in 4n + 2, wie von Huckel impliziert. Wenn Sie im Begriff sind, die MOs für beide Zyklen zu konstruieren, werden Sie feststellen, dass das Einsetzen von 4n-Elektronen in ein diradikales Molekül aufsteigt, das nicht stabil ist, wie es sich bereits anhört. Ein schneller Trick dafür ist die Verwendung des Frost-Kreises. Alles, was Sie tun müssen, ist, das entsprechende Polygon in einen Kreis einzuschreiben und sicherzustellen, dass ein Scheitelpunkt den Kreis so tief wie möglich berührt. Die Eckpunkte geben Ihnen die qualitative Energie der MOs.
Kommentare
- Der Grundzustand O2 ist ein Diradikal und ziemlich stabil. Ich ' würde sagen, dass ' nur eine Form einer Jahn-Teller-Verzerrung ist – ein nichtlineares Molekül mit unvollständig gefüllten entarteten Orbitalen.
- Zustimmen. In der Tat ist der Pseudo-Jahn-Teller-Effekt in Molekülen wie Cyclobutadien vorhanden und verzerrt die Geometrie von quadratisch zu rechteckig. Dies kann auch im Cycloheptatrienylanion vorkommen.
- " Dies geschieht aufgrund der Aromatizitätsregel von Huckel '. " Nein, ' kommt aufgrund dieser Regel nicht vor. Die Regel ist ein Werkzeug zur Vorhersage der Aromatizität / Antiaromatizität in sehr einfachen Systemen.
Antwort
Aromatizität ist vorhanden, wenn sie vorhanden ist sind $ 4n + 2 $ (dh 2, 6, 10, 14 …) Elektronen in einem planaren, zyklischen pi-System. Planare, cyclische pi-Systeme mit $ 4n $ (4, 8, 12, 16 …) Elektronen sind antiaromatisch.
Im Fall des Cyclopentadienylanions befinden sich 6 Elektronen im pi-System. Das macht es aromatisch. Das Cycloheptatrienylanion hat 8 Elektronen in seinem pi-System. Dies macht es antiaromatisch und sehr instabil. Das Cycloheptatrienyl (tropylium) kation ist aromatisch, da es auch 6 Elektronik in seinem pi-System enthält.
Antwort
Cycloheptatrienylanion (Tropylium) Anion) hat ein 8-pi-Elektronensystem, daher muss es antiaromatisch sein, aber das zusätzliche Einzelpaar an dem einen Kohlenstoff würde dazu führen, dass dieser Kohlenstoff sp3-hybridisiert wird und diese zusätzlichen Elektronen in eines der sp3-Orbitale gebracht werden. Dies würde es nicht planar und nicht aromatisch machen.
Antwort
Es ist wirklich ganz einfach. Aromatische Ringe haben alle ihre relativ stabilen elektronischen Orbitale gefüllt und instabile leer. Die 4n + 2-Regel besagt nur, dass ein konjugierter Ring eine ungerade Anzahl von hat zu füllende stabile pi-Orbitale, dh 2n + 1 Orbitale, die von zwei Elektronen pro Stück für eine ganze Zahl n besetzt werden müssen.
Wenn Sie versuchen, 4n (oder 4n + 4) Elektronen in den Ring als zu setzen Im Cycloheptatrienylanion haben Sie gefüllte und leere Zustände auf demselben Energieniveau; das sagt Ihnen der Frostkreis. Manchmal tun Moleküle das, aber sie sind im Allgemeinen nicht so stabil wie das, was Sie mit all den gefüllten Zuständen erhalten, weit unter allen leeren. Letzteres ist das, was die richtige 4n + 2-Elektronenzahl bewirkt.
Schreibe einen Kommentar