Domanda:
L'aromaticità è rotta in alcune strutture di risonanza del para-nitro-amminobenzene?
Simon Ravelingien
2014-12-26 23:29:09 UTC
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Secondo il mio corso di chimica organica, il para-nitro-amminobenzene deve rompere la sua aromaticità per delocalizzare gli elettroni del gruppo amminico nel nitro-gruppo.Non lo vedo davvero quando disegno le strutture di risonanza .

resonance structures

@Simon Ravelingien - perché il tuo diagramma usa le frecce di equilibrio per mostrare i contributori di risonanza?
Per quanto ne so l'aromaticità non è spezzata
Hai bisogno di tre legami pi coniugati nell'anello per preservare l'aromaticità in questo sistema. La "vera" struttura della molecola è una somma ponderata delle strutture di risonanza; ti aspetteresti quindi una parziale perdita di aromaticità rispetto al benzene.
Cosa intendi per perdita di aromaticità?
Un sistema coniugato rotto o 4 invece di 6 elettroni nei legami pi coniugati
Sono d'accordo con Dissenter, la convenzione è quella di utilizzare una freccia a doppia punta per le strutture di risonanza. Aiuta le persone a essere consapevoli della differenza tra le strutture di risonanza e le diverse specie in equilibrio.
@Bon A parte le frecce di equilibrio, le 5 strutture intermedie non sembrano aromatiche.
* diImina chinone subirebbe un cambio di idruro, non semplicemente "il chinone subirebbe un cambio di idruro".
Si potrebbe sostenere che la delocalizzazione e la stabilizzazione della risonanza degli elettroni pi si estendono oltre il solo anello.L'aromaticità non è realmente spezzata, ma sostituita.
Tre risposte:
ron
2015-03-28 03:11:01 UTC
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Il tuo insegnante ha ragione, alcune delle strutture di risonanza nella tua figura non sono aromatiche. Tuttavia, in quanto strutture di risonanza, contribuiscono alla descrizione complessiva della molecola, appena meno delle strutture aromatiche. Le strutture di risonanza all'estremità destra e sinistra della tua figura sono aromatiche. La quarta struttura di risonanza (quella al centro) viene definita "chinone" piuttosto che aromatica.

o - e p -benzoquinone sono esempi di chinoni; non sono composti aromatici ( rif, nota la frase "I chinoni sono coniugati ma non aromatici").

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Allo stesso modo, i loro analoghi del carbonio, o - e p - xylylene sono anche composti simili ai chinoidi non aromatici.

Affinché un composto sia aromatico, deve essere

  • ciclico
  • contenere elettroni 4n + 2 pi
  • avere un loop di orbitali p
  • e devi essere in grado di disegnare doppi legami - interni all'anello - da ciascun atomo di carbonio dell'anello.

È questo ultimo punto che serve a differenziare chinoni e molecole simili a chinoni dai composti aromatici.

Infine, i composti aromatici non devono essere planari, possono essere tollerate deviazioni superiori a 15 ° dalla planarità e la molecola può rimanere aromatica (vedere, ad esempio, [6] -paraciclofano)

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Il benzochinone può essere definito anti-aromatico poiché ha elettroni 4n pi?
@ChemExchange No, il benzochinone non è anti-aromatico, non è un semplice array ciclico di 4 elettroni pi. In effetti, i composti anti-aromatici distorcono a qualche altra geometria in modo che non siano più anti-aromatici e quindi più stabili.
@ChemExchange ron ha ragione, ma il tuo punto è valido: puoi davvero scrivere alcune strutture mesomeriche anti-aromatiche per i chinoni, ma poiché sono destabilizzanti, non sono i principali contributori - nel tropone è il contrario.
@Mithoron Ma tutte le strutture di risonanza hanno 4 elettroni pi, quindi tutte hanno un effetto destabilizzante.
@ron Quindi la regola di Huckel fallisce qui?
@ChemExchange Cosa intendi con "qui"?
@ron Qui nel caso del benzochinone. Ha 4 elettroni pi all'interno dell'anello.
-1
@ron Quindi i 4 punti nella tua risposta non sono la regola di Huckel ma una sua modifica?
@ChemExchange Non ho mai menzionato la regola di Huckel nella mia risposta. I 4 proiettili rappresentano alcuni punti, probabilmente incompleti, su ciò che penso sia necessario per aromaticità.
@ron Sì, non l'hai mai menzionato. Volevo dire se erano una modifica o meno. Comunque, ho la risposta. Grazie.
Cerchiamo di [continuare questa discussione in chat] (http://chat.stackexchange.com/rooms/22401/discussion-between-chemexchange-and-ron).
@ChemExchange Devo andare da qualche parte adesso, vedrò se sei in giro più tardi.
Tutto a posto. Lascerò il mio messaggio in quella chat.
Credo che i chinoni siano aromatici secondo la [definizione di aromaticità da libro d'oro] (http://goldbook.iupac.org/A00441.html). Non riesco a trovare prove per l'affermazione che non sarebbero altro che la pagina di wikipedia, e [è stata contestata lì] (http://en.wikipedia.org/wiki/Talk:Quinone) purtroppo senza citazione.
Http://chemistry.stackexchange.com/questions/15272/aromaticity-of-cyclic-ketone correlato a @ChemExchange, http://chemistry.stackexchange.com/questions/27360/resonance-of-aromatic-compounds
@Martin Perché? Puoi contribuire con il tuo ragionamento [qui] (http://chat.stackexchange.com/rooms/22401/discussion-between-chemexchange-and-ron)?
@ChemExchange Potrei pubblicare una risposta tra un po ', ma non ho intenzione di partecipare a una lunga chiacchierata a riguardo. Scusa se sono troppo occupato per questo. Nel frattempo puoi dare un'occhiata a [questa mia risposta] (http://chemistry.stackexchange.com/a/20260/4945). L'aromaticità non è un concetto molto ben definito e credo anche che sia difficile distinguere dalla stabilizzazione della risonanza complessiva. Le regole di Hückel sono belle linee guida, ma non sono la definizione di aromaticità. Questo viene sempre insegnato in modo sbagliato. Inoltre non spiegano l'aromaticità Y e l'aromaticità sigma ...
Martin - マーチン
2015-08-14 14:45:56 UTC
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L'aromaticità non è un concetto molto ben definito (non ci sono regole rigide) e credo anche che sia difficile distinguere dalla stabilizzazione complessiva della risonanza. Il libro d'oro IUPAC afferma per aromatico:

aromatico

  1. Nel senso tradizionale, "avere un chimica tipizzata dal benzene ".
  2. Si dice che un'entità molecolare coniugata ciclicamente con una stabilità (dovuta alla delocalizzazione) significativamente maggiore di quella di un'ipotetica struttura localizzata (ad esempio la struttura di Kekulé) possieda carattere aromatico. Se la struttura è di energia più alta (meno stabile) di una tale ipotetica struttura classica, l'entità molecolare è "antiaromatica". Il metodo più utilizzato per determinare l'aromaticità è l'osservazione della diatropicità nello spettro 1H NMR.
    Vedi anche: regola di Hückel (4n + 2), aromaticità di Möbius
  3. I termini aromatico e antiaromatico sono stati estesi per descrivere la stabilizzazione o destabilizzazione degli stati di transizione delle reazioni pericicliche La struttura di riferimento ipotetica è qui definita meno chiaramente e l'uso del termine si basa sull'applicazione della regola di Hückel (4n + 2) e sulla considerazione della topologia della sovrapposizione orbitale in lo stato di transizione. Le reazioni delle molecole nello stato fondamentale che coinvolgono stati di transizione antiaromatici procedono, se non del tutto, molto meno facilmente di quelle che coinvolgono stati di transizione aromatici.

L'insieme di regole di Hückel è spesso usato come belle linee guida, ma non sono la definizione di aromaticità. In effetti sono molto, molto rigidi e rigidi e la maggior parte dei composti che normalmente considereresti aromatici in questo contesto, non rispettano queste regole. Il goldbook IUPAC definisce:

Regola Hückel (4n + 2)
I sistemi monociclici planari (o quasi planari) di atomi ibridati trigonalmente (o talvolta digonalmente) che contengono (4n + 2) elettroni π (dove n è un numero intero non negativo) mostreranno carattere aromatico. La regola è generalmente limitata a n = 0–5. Questa regola è derivata dal calcolo di Hückel MO sugli idrocarburi coniugati monociclici planari (CH) m dove m è un numero intero uguale o maggiore di 3 secondo cui (4n + 2) elettroni π sono contenuti in un sistema a shell chiusa.

In questo framework solo la prima e l'ultima struttura obbediscono alla regola di Hückel. Il protone e il carbonio NMR dimostrano chiaramente che la p -nitroannilina è un composto aromatico, lo spettro è molto vicino ai dati del benzene.

Le strutture di risonanza sono solo una stampella per spiegare una struttura elettronica molto complicata e complessa in termini semplici e comprensibili, cioè le strutture di Lewis. In sistemi altamente delocalizzati, una sovrapposizione di tutte le strutture di risonanza deve essere considerata per dipingere un quadro in qualche modo conclusivo della situazione di legame. Ci sono contributi di strutture diverse e non tutti possono essere uguali nella descrizione generale, tuttavia, non cambiano il fatto che la proprietà sperimentale è osservata. Questo è ancora un caso in cui puoi vedere i limiti del concetto di risonanza.

ChemExchange
2015-03-27 22:00:27 UTC
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Tutte le strutture risonanti seguono la regola di Huckel e quindi non perdono la loro aromaticità.

  • Anello ciclico planare
  • 4n + 2 elettroni pi (gli elettroni pi esociclici non sono considerati) 1, 2.
  • Tutti gli atomi dell'anello in coniugazione

Un classico esempio di cabanion aromatico è lo ione ciclopentadiene.

La carica negativa o la coppia solitaria è in risonanza e si trova in un orbitale non ibridato. Quindi dà $ sp ^ 2 $ e non $ sp ^ 3 $. Quindi è planare.

Le strutture con una carica negativa su un atomo di carbonio sono davvero planari? Mi aspetto angoli di legame tetraedrici per quelli.
@CurtF. l'anello fenilico è un esagono (o abbastanza vicino) quindi non può avere angoli tetraedrici
Puoi davvero dire che una qualsiasi delle strutture di risonanza nel mezzo ha 6 elettroni pi nell'anello? Ogni doppio legame (anello) conta per due elettroni, la coppia solitaria conta per due elettroni, quindi siamo fino a 6 elettroni proprio lì. Il legame pi esociclico conta zero? Uno? Due?
@CurtF. ha chiesto: "Le strutture con una carica negativa su un atomo di carbonio sono davvero planari?" Sì. La regola cardinale per le strutture di risonanza è che le posizioni nucleari non possono cambiare. Quindi, poiché l'anello aromatico è planare, così deve essere nelle strutture di risonanza. Hai ragione sul fatto che il carbonio con una carica negativa preferirebbe essere non planare. Dal momento che non può deformarsi nelle strutture di risonanza, questo ci dice che quelle strutture di risonanza contribuiscono meno alla struttura "reale".
@CurtF. Un classico esempio di cabanion aromatico è [cyclopentadiene] (http://en.m.wikipedia.org/wiki/Cyclopentadiene#Deprotonation)
La carica negativa o la coppia solitaria è in risonanza e si trova in un orbitale non ibridato. Quindi dà sp2 e non sp3. @ron Ho ragione nel dire questo?
@ChemExchange Sì, il carbonio è ibridato sp2.
@ChemExchange - grazie per le informazioni extra. Ho sbagliato a sottovalutarti, ma non posso annullarlo a meno che tu non apporti una sorta di modifica alla tua risposta iniziale. Probabilmente sarebbe fantastico aggiungere le informazioni extra sul ciclopentadiene ecc. Nella tua risposta. Ma se non hai tempo, aggiungi uno spazio vuoto o qualcosa del genere e io annullerò il voto.
@jerepierre Non capisco perché i legami esociclici debbano essere inclusi nei 6 elettroni pi.
@ChemExchange Il mio punto è che a seconda della tua decisione, l'aromaticità cambia: zero = aromatica, una = non aromatica, due = anti-aromatica. Senza affrontare il conteggio degli elettroni, non puoi dire che segue 4n + 2.
@jerepierre True. Devo menzionarlo anche nella mia risposta.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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