Perché 1,3 ciclobutadiene non è aromatico?
La semplice spiegazione è che ha 4n p orbitali, no 4n+2 (rendendolo presumibilmente antiaromatico), che non ha tutti e quattro gli equivalenti p orbitali e che non esiste come coniugato, delocalizzato pi sistema, ma localizzato. Si sostiene che potrebbe anche non essere quadrato, a causa della sua distorsione pseudo-Jahn-Teller.
CERCHI FROST
disegno Cerchi di gelo (da non confondere con il Diagrammi di brina potresti aver imparato in Chimica Inorganica) per un interamente in carbonio, monociclico mathbf(pi) sistema può aiutarti a capire se il p gli orbitali possono essere equivalenti o meno.
Fornisce essenzialmente le posizioni di ciascun set di orbitali di gruppo e la loro relativa energia.
- La forma inscritta nel cerchio è, ovviamente, la forma della tua molecola (per una forma con 2n+1 lati, allineare l'asse di simmetria verticalmente).
- I punti sulla forma indicano le posizioni energetiche di ciascun set di orbitali di gruppo su un diagramma MO.
- The energia dell'orbitale è indicato come alpha pm nbeta, Dove alpha pm (n+1)beta è di grandezza maggiore di alpha pm nbeta.
- Il centro del cerchio è 0beta; nulla sotto il centro è bondinge qualsiasi altra cosa sopra il centro è antilegame. Qualsiasi cosa al linea centrale is nonbonding.
Per esempio, benzene, quando lo disegni, ha (dall'alto verso il basso):
- un gruppo antibondante orbitale con energia alpha + 2beta
- due orbitali degenerati del gruppo antigelo con energia alpha + beta
- due orbitali degenerati del gruppo di legame con energia alpha - beta
- un gruppo di legame orbitale con energia alpha - 2beta.
Ciò corrisponde al seguente diagramma MO che illustra le serie di orbitali di gruppo che il benzene ha:
E in effetti, puoi vederlo pi_1 è legame, pi_2 e pi_3 sono legami ad alta energia (più nodi), pi_4^"*" e pi_5^"*" sono anti-condensa e pi_6^"*" è il set di orbitali di gruppo ad alta energia più potente.
Il numero di nodi è 0, 1, 1, 2, 2 e 3, Rispettivamente.
Per qualificarti per il ciclobutadiene, quando si disegna questo diagramma, ha (dall'alto verso il basso):
- una serie di orbitali antiondanti di gruppo con energia alpha + 2beta
- due insiemi degenerati non orbitanti di orbitali di gruppo con energia 0beta
- un set di legame di orbitali di gruppo con energia alpha - 2beta.
Da questo, ho costruito uno schema MO del ciclobutadiene con disegni degli orbitali del gruppo, simili al diagramma MO del benzene.
L'ordinamento energetico è giustificato, da allora pi_1 ha 0 nodi, pi_2 e pi_3 avere 1 nodo e pi_4^"*" ha 2 i nodi.
Poiché esiste un elettrone in ciascun orbitale di gruppo non legante (pi_2 e pi_3), il contributo di legame totale al ciclobutadiene non lo è as buono come può essere.
Di seguito è proposta la teoria di qualcun altro secondo cui i due orbitali di gruppo non legati si dividono in uno con carattere più vincolante e uno con carattere più anti-condensa. In questo modo, due elettroni possono occupare pi_3, nel senso che ha il ciclobutadiene più carattere complessivo nel complesso e così è più stabile di conseguenza.
DISTORSIONE PSEUDO-JAHN-TELLER?
Il ciclobutadiene non è probabilmente un quadrato; in realtà, è stato teorizzato quello a causa della sua antiaromaticità distorce la sua forma in un rettangolo con alternanza di legami singoli e doppi a rimuovere la degenerazione dei due non leganti p orbitali (simile al Distorsione di Jahn-Teller si vedrebbe in un complesso di metallo-ligando con sei ligandi identici, come [MnO_6]^(2+)).
Ciò aumenta l'energia di uno degli orbitali di gruppo non leganti e diminuisce l'energia dell'altro per stabilizzare i legami e formare un altro gruppo di legame di orbitali di gruppo e un altro gruppo di orbitali di gruppo anti-condensa.
Ciò mostrerebbe che gli orbitali del gruppo pi_2 e pi_3 impianti completi per la produzione di prodotti da forno non degenere, il che significa che il ciclobutadiene NON è coniugato.
Di conseguenza, non si ottiene una molecola con un coniugato pi sistema; ottieni un sistema localizzato con due doppi legami e due singoli legami. Questo NON è indicativo di aromaticità!