Frage:
Warum ist die Benzin-Dreifachbindung verzerrt?
ManishEarth
2012-05-08 17:17:57 UTC
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An vielen Stellen habe ich gesehen, dass die "zusätzliche" Bindung in Benzin als $ \ ce {sp ^ 2-sp ^ 2} $ Überlappung oder verzerrt (nicht parallel) $ \ ce {p \ pi-p \ bezeichnet wurde pi} $ Überlappung. Aber ich habe nicht verstanden, warum wir keine normale, parallele Überlappung von $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ haben können.

Wikipedia sagt:

In Benzin sind die p-Orbitale jedoch verzerrt, um die Dreifachbindung innerhalb des Ringsystems aufzunehmen, wodurch ihre effektive Überlappung verringert wird.

Das macht für mich keinen Sinn - warum kann eine normale, parallele $ \ ce {p \ pi-p \ pi} $ -Überlappung nicht im System "berücksichtigt" werden.

Also, was ist Der Grund für die verzerrte $ \ pi $ -Bindung in Benzin?

Ich bin mit Antworten einverstanden, die ein bisschen QM / MO-Theorie beinhalten.

Einer antworten:
#1
+10
F'x
2012-05-08 18:40:29 UTC
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Erstens sagt Wikipedia nicht wirklich, wie weit diese Änderung reicht. Hier sind ein Benzol und ein Benzinmolekül überlagert (eigene HF-Berechnung, fragen Sie nicht nach Details):

enter image description here

Die an der Dreifachbindung beteiligten Kohlenstoffatome werden verdrängt um weniger als $ \ pu {0,2 Å} $. In Benzol haben wir mit dieser Berechnungsebene:

  • $ \ ce {C - C} $ distance = $ \ pu {1,39 Å} $
  • $ \ ce {C - H} $ distance = $ \ pu {1,08 Å} $
  • $ \ ce {C - C - C} $ angle = $ 120 ^ \ circ $

während wir in Benzin sind, haben wir:

  • $ \ ce {CC} $ Dreifachbindung = $ \ pu {1,22 Å} $
  • andere $ \ ce {C - C} $ Bindungen = $ \ pu {1.38 Å} $ (fast alle gleich)

Nur weil die Dreifachbindung stärker ist, wird der Abstand und das Benzin kurzgeschlossen Struktur ist verzerrt.

In Bezug auf Orbitale sind die p-Orbitale der an der Dreifachbindung beteiligten Kohlenstoffatome „natürlich“ darauf gerichtet, wo sich die Wasserstoffatome befinden würden. Eine leichte Verzerrung des Systems ist möglich, und zwar oben in der Struktur, aber sie werden nicht parallel sein, da dies die Struktur zu sehr stören und die $ \ sigma $ -Bindung verringern würde. Es ist also ein Wettbewerb zwischen: Wenn die neuen p-Orbitale „paralleler“ gemacht werden, erhöht sich die Überlappung, aber es schwächt das $ \ sigma $ -Bindungsmuster, das viel stärker ist. Während einige Verzerrungen auftreten, bleiben Sie daher meist in der Nähe der Orbitale vom Benzol-Typ.

"Die Struktur stören" - das wollte ich irgendwie wissen. Aber ich glaube, ich habe es verstanden - im Grunde müsste der Rest des Rings verzerren und das ist eine sehr schlechte Sache, oder? (Ich werde eine Weile warten, bevor ich das akzeptiere, lassen Sie andere antworten)


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