Acasă | Despre noi | feedback-ul
Efecte electronice. reacția de substituție electrofilă în benzen
Și derivații săi
Conjugarea - o nivelare legăturilor și a taxelor în molecula reală (sau particule), în comparație cu un ideal, dar structura inexistentă. Puteți da o altă definiție a acestui fenomen: procesul de interacțiune
orbitali p-electron, conducând la delocalizarea densității de electroni.
Luați în considerare exemplul sistemului dual - molecula 1,3-butadienă.
Atomii de carbon în moleculă de 1,3-butadiena sp 2 -gibridizovany. Acest lucru înseamnă că toate # 963; -bond în același plan, la un unghi de 120 °. orbitali p-electroni fiecare atom de carbon este perpendicular pe planul # 963; -bonds. Știți deja că, din cauza laterale care se suprapun p-orbitali forma pi-bond. În conformitate cu formula 1,3-butadienă, putem presupune că un π-legătură este format de p-orbitalii suprapuse C-1 și C-2, iar al doilea --P 3 și P-4. Dar uita-te la figura de mai sus: de ce p-orbital al C-2 și C-3 nu va fi capabil de confinare? Intr-adevar, ele in continuare se suprapun se produce, de fapt într-o moleculă de butadienă-1,3, nu se formează două zone separate cu densitate crescută de electroni (două tt-obligațiuni), și norul total de electroni, care conține 4 electroni și care aparțin la patru atomi de carbon. Prin urmare, structura actuală a 1,3-butadienă poate fi descrisă după cum urmează:
Toate legăturile carbon-carbon în moleculă sunt aliniate și nu există practic nici legături simple și duble și are un nor de electroni total de delocalizate. Aceasta este alinierea conexiunilor din molecula reală în comparație cu idealul, dar inexistente, pe care am înregistrat ca structură
Pairing - punct de vedere energetic favorabil pentru moleculele procesului. Știi că la formarea de legături (de exemplu, interacțiunea orbitali atomici) se eliberează energie, aceasta înseamnă că energia internă a sistemului este redusă, și devine mai stabil. De când asocierea este o suprapunere suplimentară de orbitali, apoi eliberat și mai multă energie, iar sistemul devine mai stabil. Energia eliberată ca urmare a cuplării, numită energia de împerechere. Cantitativ, - diferența energiilor compus cu legături duble conjugate și compuși cu legături duble izolate (în cazul în care asocierea imposibilă). Pentru 1,3-butadiena este de 15 kJ / mol. Cei mai mulți atomi, care participă la conjugare mai mare de energie a interfeței, mai stabilă a moleculei. Prin urmare, în natura distribuită a compusului, moleculele de care conțin conjugat cu catenă lungă (de exemplu, carotenoizi, vezi. P. 232).
1,3-butadiena este un exemplu de π, sistem π conjugat. deoarece participă la legături π electroni de conjugare. Semn al π, sistem π conjugat este alternativ legături simple și duble în moleculă.
Un alt tip de cuplare este p, π-conjugare.
p, nori de electroni π-conjugate sunt implicate tt-obligațiuni și
p-orbitali, cu p-orbitali de pe poate fi un electron pereche electron unshared orbitală sau poate fi vacant. Luați în considerare câteva exemple.
Aceasta structura electronica a moleculelor vinilamina CH2 = CH-NH2. atomi de carbon și azot -gibridizovany sp 2, adică toate # 963; minciună -bond într-un plan, și non-hibrid p-orbital perpendicular pe acest plan. Aceasta se produce suprapune toate cele trei orbitali p pentru a forma un nor de electroni delocalizat; 4 electroni (ca azot orbitali non-hibrid pereche electron unshared) aparțin trei atomi ai sistemului conjugat. Vinilamina pe formula poate fi descrisă după cum urmează:
Numărul de electroni în delocalizate
p, π-conjugat sistem nu coincide întotdeauna cu numărul de atomi care participă la conjugarea, de exemplu:
Deasupra și sub planul ciclului aranjate norii de electroni, așa-numitele „covrigi electronice.“ Pentru a exprima acest lucru, folosiți o formulă diferită de benzen:
Lungimea legăturilor C-C în benzen sunt aliniate și 0140 nm (compară lungimea unei singure legătură C-C - 0,154 nm, legături duble C = C - 0134 nm).
Sistemele conjugate închise sunt mai stabile decât deschise, deoarece de cuplare a energiei închise sisteme conjugate de mai sus (în cazul benzenului - este de 151 kJ / mol).
Benzenul este un compus aromatic numit. Aromaticitate - o combinație de proprietăți închise sisteme conjugate se manifestă în rezistența ridicată la oxidare și o reacție de adiție.
Proprietățile aromatice nu numai benzen. Compuși chiar absolut structură similară cu benzen, poate fi, de asemenea aromatice în cazul în care îndeplinesc criteriile cuantice mecanice pentru aromaticitate. Aceste criterii sunt după cum urmează:
1. Prezența ciclului plat (toți atomii de inel ar trebui să fie sp 2 -gibridizovany).
2. Prezența unui sistem închis de conjugat (toți atomii trebuie să fie implicate în conjugare).
3. Punerea în aplicare a regulii Huckel. Numărul de electroni delocalizați trebuie să fie egală cu (4n + 2), unde n - este orice număr întreg.
(De exemplu, în cazul benzenului 4n + 2 = 6, n = 1).
Aromatics sunt, de exemplu, naftalină, antracen, fenantren: