Por que os grupos alquila são chamados de "liberação de elétrons" (também conhecidos como "doação" de elétrons) em comparação com o hidrogênio quando se fala de carbocátions?

Por que os grupos alquila são chamados de "liberação de elétrons" (também conhecidos como "doação" de elétrons) em comparação com o hidrogênio quando se fala de carbocátions?
Anonim

Isto é no contexto de uma discussão sobre estabilização de hiperconjugação.

Para carbocátionvocê pode ter um metilo (# "CH" _3 #), primário (#1^@#), secundário (#2^@#) ou terciário (#3^@#) carbocátion.

Eles são classificados em estabilidade igual a:

Você pode ver que da esquerda para a direita o número de grupos alquil anexado ao centro carregado positivamente carbono aumenta (cada grupo alquila substitui um hidrogênio), que se correlaciona com o aumentar em estabilidade.

Então, deve ser que os grupos alquímicos tenham algo a ver com isso. De fato, há um efeito chamado hiperconjugação que descreve o que está acontecendo aqui. Este é um exemplo, mas existem outros tipos para outros contextos.

Neste caso, os elétrons em um # mathbf (sigma) #-bonding orbital (aqui é dos grupos metílicos vizinhos) #"CH"# ligações) pode interagir com o vazio adjacente # mathbf (p) # orbital no carbono central de carga positiva.

A imagem acima representa uma comparação entre um carbocándio primário e um carbocátion de metila.

O carbono com o vazio, roxo # p # orbital é o carbono carregado positivamente, enquanto o amarelo # sp ^ 3 # # sigma #-bonding orbital é capaz de doando os elétrons no roxo vazio # p # orbital.

Isso amplia o orbital molecular para estabilizar o carbocátion e demonstra a caráter de doação / liberação de elétrons de um grupo metilo adjacente.

Podemos ver o efeito estabilizador nesse diagrama orbital molecular:

O vazio # p # orbital é estabilizado após o preenchimento adjacente # sigma # bond compartilha seus elétrons com o vazio # p # orbital.

(Ele não precisa estar vazio, pode ser parcialmente preenchido, como em um composto de carbono radical.)