konjugált rendszer
Home | Rólunk | visszacsatolás
Elektronikus hatásokat. Elektrofil szubsztitúciós reakció benzolban
És származékai
Konjugáció - egy szintező kötések és díjak valós molekula (vagy részecske) összehasonlítva egy ideális, de nem létező struktúrát. Adhat egy másik definíciója ezt a jelenséget: a folyamat további interakció
p-elektron pályák, ami delokalizációja az elektronsűrűség.
Tekintsük a példa a kettős rendszer - 1,3-butadién-molekula.
A szénatomok a molekulában butadién-1,3 sp2 -gibridizovany. Ez azt jelenti, hogy minden # 963; -bond ugyanabban a síkban szögben 120 °. p-elektron pályák minden szénatom merőleges a síkra # 963; -kötéseken. Már tudom, hogy mivel az oldalirányú átfedés p-pályák alkotják pi-kötés. A képlet szerint az 1,3-butadién, akkor feltételezhetjük, hogy az egyik π-kötés által alkotott p-pályák átfedő C-1 és C-2, és a második - P-3 és a P-4. De nézd meg a fenti ábrán: miért a p-orbitális a C-2 és C-3 nem lesz képes kizárást? Valóban, ezek tovább átfedések, és valójában egy molekulában butadién-1,3, nincs két különálló területek fokozott elektronsűrűség (két π-kötés), és a teljes elektron felhő képződik, amely 4 elektronok és tartozó négy szénatomot tartalmaz. Ezért a tényleges szerkezete 1,3-butadién a következőképpen ábrázolható:
Minden szén-szén kötést tartalmaz a molekulában vannak igazítva, és gyakorlatilag nincs egyszeres és kettős kötések, és összesen delokalizált elektron felhő. Ez az összehangolás a kapcsolatot a valós molekula összehasonlítva az ideális, de nem létezik, amit rögzített a szerkezet
Párosítás - energetikailag kedvező a molekulák a folyamat. Tudja, hogy a képződmény kötvények (azaz a kölcsönhatás atomi pályák) energia szabadul fel, ez azt jelenti, hogy a belső energia a rendszer csökken, és ez lesz sokkal stabilabb. Mivel a párosítás további átfedés pályák, majd elengedte, és több energiát, és a rendszer stabilabb lesz. A felszabaduló energia következtében tengelykapcsoló, az úgynevezett párosítás energiát. Mennyiségileg, - a különbség az energiák vegyületté konjugált kettőskötést és vegyületek izolált kettős kötések (ha a párosítás lehetetlen). Az 1,3-butadién az 15 kJ / mól. A több atomot résztvevő konjugáció, a magasabb az energia a felület, annál stabilabb a molekula. Ezért, az elosztott vegyület természetétől, a molekula, amely hosszú láncú konjugátumot (például, karotinoidok, lásd. P. 232).
1,3-butadién egy példa a π, π-konjugátum rendszerben. mert részt a konjugációs π-elektron kötést. Jele π, π-konjugált rendszer váltakozó egyszeres és kettős kötések a molekulában.
Egy másik típusú csatolás p, π-konjugáció. az
p, π-konjugált elektron felhők részt π-kötések és
p-pályák, p-pályák on lehet egy elektron osztatlan elektronpárt orbitális vagy ez lehet betöltetlen. Tekintsük néhány példát.
Ez az elektronikus szerkezet molekulák vlnil CH2 = CH-NH2. szén- és nitrogénatomok -gibridizovany SP 2, azaz a minden # 963; -bond egy síkban fekszik, és a nem-hibrid p-orbitális erre a síkra merőleges. Ez akkor fordul elő átfedés mindhárom p pályák alkotnak egy delokalizált elektron felhő; 4 elektronok (például a nitrogén, hogy nem-hibrid pályák osztatlan elektronpárt) tartoznak három atom a konjugált rendszer. Vinil-amin a képlet akkor a következőképpen írható le:
Az elektronok száma a delokalizált
p, π-konjugált rendszer nem mindig esik egybe a atomok száma részt vevő konjugációs, például:
Fent és lent a sík a ciklus rendezett elektron felhők, az úgynevezett „elektronikus bagel.” Kifejezni ezt, használjon egy másik általános képletű benzol:
A hossza a C-C kötések benzolban vonalba esnek és a 0140 nm-nél (összehasonlítani a hossza egy C-C kötés - 0,154 nm, C = C kettős kötést - 0134 nm).
Zárt konjugátum rendszerek sokkal stabilabbak, mint a nyitott, mert energetikai kapcsolási zárt rendszerek konjugátum a fenti (abban az esetben benzol - 151 kJ / mól).
Benzol egy aromás vegyület úgynevezett. Aromásság - kombinációja tulajdonságok zárt konjugátum rendszerek nyilvánul magas ellenáll az oxidációnak, és addíciós reakcióval.
Aromás tulajdonságai nem csak a benzol. Vegyületeket is teljesen hasonló szerkezetű benzol, is lehet aromás, ha azok megfelelnek a kvantummechanikai kritériumok aromásság. Ezek a kritériumok a következők:
1. A jelenléte a lapos ciklus (összes gyűrűatomot kell sp 2 -gibridizovany).
2. A jelenléte egy zárt rendszer konjugátum (összes atom kell vonni a konjugáció).
3. Végrehajtás a Hückel szabály. A számú delokalizált elektron egyenlőnek kell lennie (4n + 2), ahol n - bármilyen egész szám.
(Például, abban az esetben benzol 4n + 2 = 6, n = 1).
Aromás vegyületek, például a naftalin, az antracén, a fenantrén: