Domanda:
Perché il triplo legame del benzino è distorto?
ManishEarth
2012-05-08 17:17:57 UTC
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In molti posti ho visto il legame "extra" in benzyne etichettato come $ \ ce {sp ^ 2-sp ^ 2} $ sovrapposto o distorto (non parallelo) $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ overlap. Ma non sono riuscito a vedere perché non possiamo avere una normale sovrapposizione $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ parallela.

Wikipedia dice:

In benzyne, tuttavia, gli orbitali p sono distorti per accogliere il triplo legame all'interno del sistema ad anello, riducendo la loro effettiva sovrapposizione.

Non ha senso per me: perché una normale $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ sovrapposizione parallela non può essere "sistemata" all'interno del sistema.

Allora, cos'è il motivo del legame $ \ pi $ distorto nel benzino?

Sto bene con le risposte che implicano un po 'di teoria QM / MO.

Una risposta:
#1
+10
F'x
2012-05-08 18:40:29 UTC
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In primo luogo, Wikipedia in realtà non dice qual è l'entità di questo cambiamento. Qui sono sovrapposte una molecola di benzene e una molecola di benzino (calcolo HF proprio, non chiedere i dettagli):

enter image description here

Gli atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame vengono spostati di meno di $ \ pu {0,2 Å} $. Nel benzene, abbiamo con questo livello di calcolo:

  • $ \ ce {C – C} $ distanza = $ \ pu {1.39 Å} $
  • $ \ ce {C – H} $ distanza = $ \ pu {1,08 Å} $
  • $ \ ce {C – C – C} $ angolo = $ 120 ^ \ circ $

mentre ci troviamo in benzina, abbiamo:

  • $ \ ce {C – C} $ triple bond = $ \ pu {1.22 Å} $
  • altro $ \ ce {C – C} $ obbligazioni = $ \ pu {1,38 Å} $ (quasi tutti uguali)

Quindi, semplicemente perché il triplo legame è più forte, la distanza sarà ridotta e il benzino la struttura è distorta.

Per quanto riguarda gli orbitali, beh, gli orbitali p degli atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame sono "naturalmente" diretti verso dove sarebbero gli idrogeni. È possibile una leggera distorsione del sistema, e in effetti le prove sopra sulla struttura, ma non saranno parallele, poiché ciò interromperebbe troppo la struttura e diminuirebbe il legame $ \ sigma $. Quindi è una competizione tra: rendere i nuovi orbitali p "più paralleli" gli aumenti si sovrappongono, ma indebolisce il modello di legame $ \ sigma $, che è molto più forte. In quanto tale, mentre si verifica una certa distorsione, rimani per lo più vicino agli orbitali di tipo benzene.

"rompere la struttura" - questo è quello che volevo sapere .. Ma penso di aver capito - in pratica il resto dell'anello dovrebbe distorcere e questa è una cosa molto brutta, giusto? (Aspetterò un po 'prima di accettare questo, lascia che gli altri rispondano)


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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