Инверсия молекул как: азот, фосфор и сера

Добрый Вечер! Почему инверсия ахиральной молекулы азота проходить намного быстрее чем у трех валентного фосфора и трехвалентной серы? Все же это значит, что трехвалентный фосфор и сера могут иметь хотя бы нестабильный стереоизомер. В случае фосфора на некоторое протяжений времени. А У серы более стабильные стереоизомеры. И с чем это связано? Почему это именно так?

На самом деле, азот хиральный. Просто его энантиомеры быстро взаимопревращяются.
Да и инверсия ахиральной молекулы, это что? Нет такого

Вероятно, нужно понять для начало - как проходит инверсия. Инверсия проходит по схеме :
sp3(Эн1)=>sp2(временная регибридизация)=>sp3(Эн2)
Видимо, sp2 Азот более стабилен (относительно пары sp3(N)=>sp2(N)), чем sp2 Фосфор (также относительно пары sp3(P)=>sp2(P)
Насчет этого я не уверен, но причина -

Спойлер

Ведь НЭП обязана будет лежать на p орбитали. Поскольку НЭП азота ниже по энергии, то и выгоднее будет)

2 лайка

Т.к. барьеры это всегда история со сравнением переходного состояния и исходного, это крайне наивная логика.

Если хотите сами дойти до ответа почему, берете диаграмму Уолша для системы AH3 и думаете как будет меняться энергия МО у азота и у фосфора

Никогда об этом сам не думал, но пока искал диаграмму Уолша, наткнулся как раз на уже оформленный красиво ответ inorganic chemistry - Why is the inversion barrier larger in PH3 than it is in NH3? - Chemistry Stack Exchange

10 лайков

Это же только теоретический

Ну с этим выражением я попутал немножко
@Sammael спасибо за ответ, но прям детально понять не получилось(((((((
@Otoro вам тоже

1 лайк

In chemistry, a molecule or ion is called chiral if it cannot be superposed on its mirror image by any combination of rotations, translations, and some conformational changes.
почему теоретически? вроде амины(с разными заместителями) и на практике такие

Почему? Если молекула не совместима с зеркальным изображением, она считается хиральной. Теория и практика тут не при чем.

Идея следующая. У нас есть тетрагональная пирамида \ce{NR3}. Как может происходить процесс инверсии одного энантиомера в другой? Через плоский треугольник:

Очевидно, что геометрия плоского треугольника выше по энергии, чем тригональная пирамида (почему?). Значит скорость процесса определяется тем, насколько этот плоский треугольник выше по энергии.

Теория МО может объяснить почему плоский треугольник для соединений фосфора гораздо выше по энергии, чем для соединений азота (диаграмма Уолша как раз показывает как меняется энергия МО при переходе от тригональной пирамиды к плоскому треугольнику). Как именно она объясняет – нужно уже знать МО. Но если коротко, все упирается в большие размеры орбиталей фосфора и то, что орбитали азота ниже по энергии.

6 лайков

То есть в книжке было написано, что принципиально может быть хиральным, но практический нет.