Γιατί η αλκυλική ομάδα είναι ένα ηλεκτρόνιο που δωρίζει όταν συνδέεται με ένα σύστημα PI παρακαλώ εξηγήστε;
Κατανόηση των βασικών
* Ομάδες αλκυλίου: Αυτές είναι αλυσίδες υδρογονανθράκων (κατασκευασμένες από άνθρακα και υδρογόνο) που συνδέονται με μεγαλύτερο μόριο. Παραδείγματα περιλαμβάνουν μεθυλ (CH3), αιθύλιο (CH2CH3) και προπύλιο (CH2CH2CH3).
* συστήματα PI: Αυτά είναι συστήματα εναλλασσόμενων μεμονωμένων και διπλών δεσμών μέσα σε ένα μόριο. Τα ηλεκτρόνια στους διπλούς δεσμούς απομακρύνονται, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχουν σταθεροποιηθεί μεταξύ δύο ατόμων, αλλά απλώνονται σε ολόκληρο το σύστημα. Αυτό δημιουργεί μια περιοχή υψηλότερης πυκνότητας ηλεκτρονίων.
Το αποτέλεσμα "push-pull"
1. Επαγωγικό αποτέλεσμα: Οι αλκυλικές ομάδες είναι ελαφρώς απελευθέρωση ηλεκτρονίων λόγω του επαγωγικού αποτελέσματος . Αυτό σημαίνει ότι πιέζουν την πυκνότητα ηλεκτρονίων μακριά από τον εαυτό τους προς το σύστημα PI. Τα άτομα άνθρακα στην αλκυλική ομάδα είναι ελαφρώς πιο ηλεκτροαρνητικά από τα άτομα υδρογόνου. Αυτό προκαλεί μια μικρή μετατόπιση της πυκνότητας ηλεκτρονίων προς το άτομο άνθρακα στην αλκυλική ομάδα, η οποία στη συνέχεια «ωθεί» κάποια από αυτή την πυκνότητα προς το παρακείμενο άτομο άνθρακα στο σύστημα PI.
2. Οι αλκυλικές ομάδες έχουν επίσης σταθεροποιητικό αποτέλεσμα που ονομάζεται HyperConjugation . Αυτός είναι ένας ειδικός τύπος συντονισμού στον οποίο οι δεσμοί Sigma (μεμονωμένοι δεσμοί) της αλκυλομάδας επικαλύπτονται με το σύστημα PI. Αυτή η επικάλυψη επιτρέπει σε κάποια πυκνότητα ηλεκτρονίων από τους δεσμούς Sigma να απομακρυνθούν στο σύστημα PI, αυξάνοντας περαιτέρω την πυκνότητα ηλεκτρονίων του.
Συνέπειες της δωρεάς ηλεκτρονίων
Η αυξημένη πυκνότητα ηλεκτρονίων στο σύστημα PI λόγω αλκυλομάδων έχει αρκετές σημαντικές συνέπειες:
* Αυξημένη αντιδραστικότητα: Το σύστημα PI γίνεται πιο πυρηνόφιλο (προσελκύεται από θετικές χρεώσεις), καθιστώντας το πιο αντιδραστικό προς τα ηλεκτρόφιλα (είδη που αναζητούν ηλεκτρονίων).
* σταθεροποίηση των κατιόντων: Εάν μια θετική φόρμα φόρτισης στο σύστημα PI, οι ομάδες αλκυλίου που δίνουν ηλεκτρονίων μπορούν να βοηθήσουν στη σταθεροποίησή του, καθιστώντας το κατιόν πιο σταθερό.
* Εφέ θωράκισης: Η πυκνότητα ηλεκτρονίων από τις αλκυλικές ομάδες μπορεί επίσης να προστατεύσει το σύστημα PI από εξωτερικές επιδράσεις, οδηγώντας σε αλλαγές στις φασματοσκοπικές του ιδιότητες (π.χ. NMR, UV-VIS).
Παράδειγμα
Εξετάστε τη διαφορά μεταξύ βενζολίου (ένα απλό σύστημα ΡΙ) και τολουόλιο (βενζόλιο με προσαρτημένη ομάδα μεθυλίου):
* Βενζόλιο: Σχετικά μη αντιδραστικά, σταθερά.
* Toluene: Πιο αντιδραστικό από το βενζόλιο λόγω της μεθυλομάδας που προκαλεί ηλεκτρόνια, η οποία καθιστά το σύστημα PI πιο πυρηνόφιλο.
Συνοπτικά: Οι αλκυλικές ομάδες είναι ηλεκτρονικές-δονήσεις προς τα συστήματα PI λόγω της επαγωγικής επίδρασης και της υπερσύνδεσης. Αυτή η δωρεά ηλεκτρονίων αυξάνει την πυκνότητα των ηλεκτρονίων στο σύστημα PI, καθιστώντας την πιο αντιδραστική και σταθεροποίηση σε κοντινές θετικές χρεώσεις.
