Perché i gruppi alchilici hanno una elettronegatività inferiore rispetto all'idrogeno? In che modo questo influenza l'acidità o l'alcalinità degli alcoli?
A prima vista, penso che ti stia riferendo all'iperconnessione e ti stia chiedendo come #"C"-"H"# i legami possono stabilizzare i carbocationi alchilici. In realtà non si tratta di elettronegatività, ma di #p# orbitale sull'essere C centrale vacante (e quindi elettropositivo).
IPERCONGIUGAZIONE DELLE CARBOCAZIONI
In generale, la carica negativa delocalizzata stabilizza una molecola.
Dal momento che il centrale #p# orbitale (perpendicolare al piano molecolare) di un carboc alchile è a corto di densità elettronica, è electropositive.
L'alchile #sigma# i legami possono ruotare, il #"C"-"H"# le coppie legame-elettrone possono diffondere la loro densità (negativa) di elettroni nel carbonio centrale (elettropositivo) #p# orbitale.
Avere più gruppi alchilici che circondano il carbonio centrale lo stabilizza così più di averne meno.
(Questo non è, tuttavia, correlato alla capacità di donare elettroni dei gruppi alchilici. È semplicemente il risultato della rimozione di un sostituente e della generazione di una carica positiva, che generalmente rende comunque il composto meno stabile.)
ACIDITÀ DEGLI ALKANI
alcani avere un alto #"pKa"#, nell'ordine di #50~60# generalmente. Ciò significa fisicamente che è difficile deprotonarli. L'equilibrio è sostanzialmente così:
#"RCH"_3# #larr# #"RCH"_2^(-) + "H"^(+)#
Se uno riesce a deprotonare un alcano, ciò che ne conseguirebbe sarebbe un base eccezionalmente grande (Lewis), la cui densità di elettroni sembra essere estremamente localizzato sull'atomo di carbonio frontale, consentendo una facile donazione di elettroni.
(La grande nucleofilia è la capacità di raccogliere facilmente la densità elettronica e donarla rapidamente, ma la grande basicità è l'instabilità termodinamica del composto in questione.)
ACIDITÀ DI ALCOL
Analizzando con alcani, alcoli hanno gruppi ossidrilici (#-"OH"#), quali sono elettron donatore anche, di nuovo su il carbonio frontale del gruppo alchilico, sin dal loro #sigma# gli orbitali molecolari di legame sono doppiamente occupati:
(La differenza strutturale è che un atomo di ossigeno viene inserito tra i carboni terminali #"C"# e #"H"#, che altera l'ambiente locale di #"H"# e ci porta in un contesto diverso.)
Ciò significa che la densità dell'elettrone è localizzata maggiormente nel #"C"-"O"# legame (verso #"O"#, poiché è più elettronegativo di #"C"#) rispetto al #"O"-"H"# legame. Questo indebolisce il #"O"-"H"# legame e rende quell'idrogeno acida, invece di un idrogeno alchilico.
Pertanto, gli alcoli sono (molto) più acidi degli alcani.
Questo si riflette nel #"pKa"# di alcoli essendo approssimativamente #16#, e non #50~60#. Si noti che poiché questo è un #log# scala, in realtà, gli alcoli sono circa #10^34# volte più capace di ionizzare singolarmente rispetto agli alcani.