Spørgsmål:
Hvorfor er benzyne tredobbeltbånd forvrænget?
ManishEarth
2012-05-08 17:17:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mange steder har jeg set den "ekstra" obligation i benzyne blive mærket som $ \ ce {sp ^ 2-sp ^ 2} $ overlapning eller forvrænget (ikke parallel) $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ overlapning. Men jeg har ikke set hvorfor vi ikke kan have en normal, parallel $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ overlapning.

Wikipedia siger:

I benzyne er p-orbitalerne imidlertid fordrejede for at rumme den tredobbelte binding inden i ringsystemet, hvilket reducerer deres effektive overlapning.

Det giver ingen mening for mig - hvorfor kan en normal, parallel $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ overlapning ikke "tilpasses" i systemet.

Så hvad er årsagen til den forvrængede $ \ pi $ obligation i benzyne?

Jeg har det godt med svar, der involverer en smule QM / MO teori.

En svar:
#1
+10
F'x
2012-05-08 18:40:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

For det første siger Wikipedia ikke rigtig, hvad omfanget af denne ændring er. Her er overlejret et benzen- og et benzyne-molekyle (egen HF-beregning, spørg ikke detaljerne):

enter image description here

Kulstofatomer involveret i den tredobbelte binding forskydes med mindre end $ \ pu {0,2 Å} $. I benzen har vi med dette beregningsniveau:

  • $ \ ce {C – C} $ distance = $ \ pu {1,39 Å} $
  • $ \ ce {C – H} $ distance = $ \ pu {1.08 Å} $
  • $ \ ce {C – C – C} $ vinkel = $ 120 ^ \ circ $

mens vi er i benzyne, har vi:

  • $ \ ce {C – C} $ tredobbelt obligation = $ \ pu {1,22 Å} $
  • anden $ \ ce {C – C} $ obligationer = $ \ pu {1,38 Å} $ (næsten alle ens)

Så bare fordi den tredobbelte binding er stærkere, vil afstanden blive kortsluttet og benzyne struktur er forvrænget.

Med hensyn til orbitaler er p-orbitalerne af carbonatomer involveret i den tredobbelte binding ”naturligt” rettet mod hvor hydrogenerne ville være. Lidt forvrængning af systemet er mulig, og faktisk bevis ovenfor på strukturen, men de vil ikke være parallelle, da det ville forstyrre strukturen for meget og mindske $ \ sigma $ obligationen. Så det er en konkurrence mellem: at gøre de nye p-orbitaler "mere parallelle" øger overlapning, men det svækker $ \ sigma $-bindingsmønsteret, som er meget stærkere. Som sådan, mens der sker en vis forvrængning, forbliver du mest tæt på benzen-typen orbitaler.

"forstyrre strukturen" - det var det, jeg gerne ville vide .. Men jeg tror, ​​jeg fik det - dybest set skulle resten af ​​ringen blive fordrejet, og det er en meget dårlig ting, ikke? (Jeg venter et stykke tid, før jeg accepterer dette, lad andre svare)


Denne spørgsmål og svar blev automatisk oversat fra det engelske sprog.Det originale indhold er tilgængeligt på stackexchange, som vi takker for den cc by-sa 3.0-licens, den distribueres under.
Loading...