подумай, что мы подразумеваем под стабильностью? относительно стабильна нейтральная молекула – она не имеет заряда, и поэтому не обладает ярко выраженным желанием притянуть электронов. А на катионе этот заряд имеется, и он при первой же возможности вступит во взаимодействие с каким нибудь нуклеофилом. Поэтому мы и говорим, что он нестабилен. И чем больше этот заряд, тем быстрее он будет вступать в реакцию с нуклеофилом.
Как говорил Илья, стабильность и реактивность не всегда коррелируют. Поэтому мне нужен другой ответ
во второй структуре можно еще подумать про резонанс, мне кажется.
мы тоже подумали, но ведь индуктивный эффект хлора перевешивает резонансный, так было в электрофильных замещениях, по крайней мере
почему? разве не наоборот? по итогу галоген ориентирует замещение в орто - пара позиции, конкретно в рамках этого соединения вклад резонансного эффекта в региоселективность более ощутим, чем индуктивный. Могу ошибаться, химии не касался уже пару лет)
Не потому что донатер, а потому что в мета позиции будет совсем совсем совсем нестабильные интермедиаты.
однако нас волновала не региоселективность, а способность стабилизовать/дестабилизовать положительный заряд, и исходя из того, что скорость реакции меньше, можно сделать вывод что хлор больше забирает электронной плотности, чем донатит
Так, давайте разбираться.
Вторая, вернемся к этому чуть позже.
Хлор это делает в обоих случаях.
Это довольно интуитивно, но также можно объяснить через потенциальную энергию электростатического взаимодействия.
Если заряды имеют одинаковый знак, то энергия положительная. Если заряды противоположные, то энергия в минус. Отсюда и вывод про стабилизацию. Насчет “отрицательной” энергии. В свое время когда проходил теорию Бора, и там вышло -13,6 eV, я тоже думал: “а шо так можно было?”. Насколько я знаю, это не то чтобы энергия отрицательная, а показатель того, что она меньше какого-то значения, ориентира (benchmark). Какое в данном случае? Можешь сам догадаться.
А теперь снова к твоим изомерам и к бензолу.
Так такая региоселективность является прямым следствием стабилизации заряда хлором. То есть когда плюс на бензоле образуется, хлор все таки отдаст свои неподеленные электронные пары. А у нас в примере что? Правильно, тоже карбокатион.
это понятно, однако если мы заменим водород на хлор, скорость реакции же уменьшиться, это значит что положительный заряд будет менее стабилизован, по сравнению с обычным бензолом. Также и в этане, если заменить водород на хлор, то соответствующий катион будет менее стабилен, развк не так?
В случае Бора, по всей видимости, если бы протон и электрон не взаимодействовали.
Ну вот допустим, взяли мы C2H5 карбокатион. Добавили вместе Водорода - Хлор (на углероде несущим положительный заряд). Теперь Хлор
1 ) СИЛЬНО оттягивает электронную плотность углерода. Т.к. они имеют общую пару электронов и Хлор в связи с большей электроотрицательностью ее оттягивает
Да, ну типа во второй сильнее же. Мезомерный эффект же слабеет от расстояния
2 ) ДОНАТИТ свою пару электронов углероду с положительным зарядом.
Как мы поняли, что 2) понижает энергию сильнее чем 1) повышает ее? (Назовем этот вклад в энергию как Санжар1)
А что насчет водородов?
Водороды связанные с углеродом. В первой структуре их три, во второй два. Они ведь тоже увеличивают электронную плотность возле связанного углерода. Как мы поняли что стабилизация за счет водородов (на 1 водород больше) слабее чем эффект от Санжар1?
По сути, стоит учитывать и тот факт, что в первом карбокатионе возможно образование трехчленного цикла, и мне кажется, что качественно не особо то и можно определить относительную стабильность.
интересно узнать каков вклад такой напряженной из-за трехчленного цикла штуки
Откуда вы бор достали?
Я хотел услышать при r \rightarrow \infty, но думаю вы это имели в виду
Не факт. Это означает лишь, что энергия активации для хлорбензола выше, потому что в начальном реагенте хлор стягивает электронную плотность сильнее, чем дает ее через взаимодействие с сопряженной системой. В карбокатионе, о котором идет речь в данном вопросе все может быть по разному.
Допускаю
Я предполагаю, что да
Я думаю, что их вклад вообще незначителен. Если бы ваши рассуждения насчет водородов были верны( чем больше водородов тем стабильнее карбокатион), то Me^+ был бы самым стабильным карбокатионом. В то время как третьичный самым нестабильным, у него ж рядом лишь углероды. А на самом деле все происходит как на рисунке.
Донатит электронную плотность в пустую орбиталь заполненная сигма связь. Чем лучше взаимодействие между пустой p и электронами в HOMO, тем стабильнее плюс. Поэтому я и думаю, что хлор со своей неподеленной электронной парой лучше, чем водород.
Я думал вы хотели чтобы я ответил про вашу теорию Бора и энергию
Именно.
Про гиперконъюгацию я знаю. Однако, в обоих структурах гиперконъюгация возможно лишь с двумя водородами. Причем с одинаковым расположением орбиталей. Антон в 1 теме говорил, что гиперконъюгация с 1 водородом с идеальным расположением орбиталей лучше чем гиперконъюгация с 2 водородами с плохим расположением орбиталей. Однако потом Антон посчитал и оказалось что всё таки второе лучше. А потому я сравниваю не гиперконъюгацию у двух структур, а колво водородов на карбокатионе
а почему? я думал если хлор – EWG, то он и будет дестабилизовывать положительный заряд.
И разве энергия активации не будет меньше, если катион будет стабильнее, по сравнению с обычным бензолом?
Встречный вопрос. А если вместо хлора был бы кислород, то как бы ты рассуждал?
ну кислород и в нейтральный бензол донатит, и катион стабилизует тоже
Нарисуйте все 4 энергитические диаграммы реакций и поймете о чём речь, мы же сравниваем стабильность двух ионов с хлором, а между собой они порешали всё мезомерным эффектом.
Но я бы всё-таки ароматику использовал с осторожностью как пример, всё-таки очень специфичная система
P.S. Я уже вчера посчитал на компе кто стабильнее, и мои изначальные предположения подтвердились, но мне просто интересно почитать все ваши рассуждения
Будет интересно если мы придем к единогласному решению и оно окажется неверным
