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粘接,结构和共振

通过詹姆斯Ashenhurst

评估带正电荷的共振结构

最后更新:2019年11月26日|

带正电荷的共振结构:四个关键原则

如前所述,共振形式的最低能量是那些费用被降到最低。然而,有时你无法回避:你必须充电的某个地方。上次我谈到参与决定在哪里最好把带负电荷的原则:在至少基本原子。今天,我将谈论相反的情况:在那里把一个正电荷。

表的内容

  1. 缺电子的原子是稳定化富电子的邻居
  2. 氧或氮的正形式电荷是可以的,只要它有一个完整的八隅体
  3. 当把正电荷碳,共振形式,其中正电荷在最取代的碳将是最重要的
  4. 由于缺少孤对电子的邻近吸电子基团(如CF3、NR3+和C=O),碳离子不稳定。

1.缺电子的原子是稳定化富电子的邻居

在决定哪个位置能最好地稳定正电荷时,确实需要考虑一个主要原则。回想一下化学的一句话总结:相反的电荷吸引,像电荷排斥贫电子原子被相邻的富含电子的原子稳定化。缺电子原子不稳定由贫电子原子。

更具体地说,在评估共振结构时,有三种主要的方法。

evaluating-resonance-forms-with-positive-charges-principles-give-atom-full-octet-when-possible-then-carbocation-stability-trends-come-second

这可能是导致最混乱的第一个原则。让我们来看看这些正电荷物种的“最佳”和“次最佳”共振形式。注意到,第二好的共振形式都有一个碳正离子,也就是a有6个价电子的碳。最好的共振形式有一个新的π已经通过在相邻的原子(O,N,为Cl,F)一对电子的捐赠形成键。在这个过程中,我们把一个正电荷对原子。

determine-importance-of-resonance-forms-promote-full-octets-when-possible-always-more-stable-than-empty-octets

2.积极正式指控在氧气或氮气都OK,只要它有一个完整的字节

这有什么奇怪的?因为到目前为止,你可能已经习惯认为像F、O、Cl和N这样的原子是元素周期表上的“电子Scrooges”。由于它们的电负性高,它们会把电子从任何连着它们的地方带走。这里有一个重要的新概念:当有孤对电子的原子与空轨道的原子相邻时,a的形成π更倾向于成键。请记住,形成化学键的是一种降低能量的事件。提供原子上完全孤对的“损失”可以通过新原子形成释放的能量来弥补π键合到空轨道。

我们称之为π捐赠。这么一个重要的概念将会有更多关于它在随后的帖子,但是如果你想在这里人格化问题,可以比较F, O, N和Cl等著名的吝啬鬼约翰·洛克菲勒,安德鲁·卡内基,甚至是比尔·盖茨:尽管他们可能被认为是贪婪的,他们也有一个慈善的一面。

只是有一点需要注意:虽然它看起来可能会“坏”穿上电原子,如O,N,氯和F正电荷,这是在这些情况下确定,因为如果你仔细观察,有一个电子的全部八位字节在每个这些原子。回想一下,“正电荷”我们画实际上是形式电荷并记住,形式电荷并不总是反映电子密度所以在这些情况下,这些原子实际上不是缺电子的。

然而,区分这些带正电的原子和下面图表中缺少全八隅体的原子是很重要的。对于像F、O和N这样的原子来说,它的电子数少于一个完整的八隅体是极其不利的。避免!

良好的抗坏正电荷,上氧,氮和氯的长,因为 - 他们具备的,全八位阳性正规电荷是稳定的氧与 - 六电子 - 是 - 很 -  unstabl

3.当把正电荷碳,共振形式,其中正电荷在最取代的碳将是最重要的

这是关于稳定正电荷的第二个最重要的原则:如果可能的话,最好把正电荷放在取代最多的碳原子上。正如我经常对我的学生说的,“如果你很穷,有个有钱的邻居会有帮助”。碳离子的稳定性随所附烷基数目的增加而增加。复习一下可能会有用3个稳定碳离子的因素。

碳阳离子增合稳定性-AS-数的附加 - 碳-增大叔仲主

4.由于缺少孤对电子的邻近吸电子基团(如CF3、NR3+和C=O),碳离子不稳定。

最后一个需要记住的因素本质上是我们刚才讨论的反函数。碳正离子是不稳定当靠近吸电子基团时。现在重要的是要加上警告-不能提供孤对电子的吸电子基团。所以我们可以放CF这样的基团3, NR3(+) COOR COOH,所以3H,没有2,以及这一类的其他公司。让我们看一看。注意,在每一种情况下,碳正离子都连着一个基团,这个基团会使它失去电子密度,而不能提供孤对电子。再一次,复习一下3个因素破坏碳正离子。

碳阳离子增合稳定性-AS-数的附加 - 碳-增大叔仲主

所以希望这(大部分)涵盖了评估不同共振形式的稳定性的介绍。在接下来的几篇文章中,我们将开始研究如何应用共振来寻找分子上的反应位点。

在下一篇文章:应用共振(1):pi捐赠

评论

注释部分

13的想法”评估带正电荷的共振结构

  1. 干得好(一如既往!)

    是否有任何“优先顺序”应用这些准则?In the bottom left example of your last scheme (the one with the quaternary ammonium), if a student wasn’t sure about “order of preference”, he/she might expect the 2nd structure to be the best resonance form, due to the tertiary carbocation. (Adjacent like charges notwithstanding… replace the quaternary ammonium with any of the other destabilizing groups you mentioned, and the question stands.)

    1. 刚刚注意到…右上角的例子在同一方案中(有mesyl基团的那个)说明了我的观点。一些学生认为第二种结构是最好的共振形式,因为它是叔碳正离子,而不是第一种形式的仲碳正离子。

      1. 好的,杰斯。叔碳正离子的定义是这个碳正离子应该直接连着三个碳。仔细看,在这些情况下,它们实际上是次生的,因为第三个原子实际上不是碳,而是氮或硫。

        1. 然后,假设不是N或S而是羰基或CF3根据定义,你会得到叔碳正离子。除非叔是指所讨论的碳连着三个烷基……

          (显然,我的o-chem老师对此不是很清楚……)

          1. *大*点。在这种情况下叔碳正离子就不那么稳定了它靠近一个吸电子基团。
            总有例外,不是吗?

  2. 简单地说,如果N +电荷的情况下有更多的价,如果价低于正常的放+电荷的情况下C。分子中的任何电荷都是不可取的。任何增加电荷的因素都使分子不稳定,反之亦然。共振,双键的存在,孤电子对的杂原子会稳定。通过共振或感应效应使电荷变红

  3. 万一有人想在较低的化合物,留下的最后一个数字是N,N,N-三甲基-1- enaminium的名称。只是觉得大家想知道,因为我花了几个小时,以找出它的名字,我必须给所有的功劳一位不愿透露姓名的人在其他化学相关的电路板。

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