Стабильность молекулы


Screenshot_2021-05-17-14-20-23-1
С первой фотографией всё понятно. В последних двух структурах позитивный заряд на более электроотрицательной молекуле, а в первой структуре азот с помощью индуктивного эффекта делает положительный заряд более положительным. А почему ион пиридиния стабильный? Между ними различие в неподеленной электронной паре в атоме азота. Но как это влияет?

Пиридин более нуклеофильнее рядом с атомом азота.Скорее всего это связано с тем ,что неподеленные пары электронов азота не смогут сделать резонансный эффект по кольцу,а неподеленная пара электронов азота является хорошим нуклеофилом,при обработке кислотой создающий стабильный ион пиридина.

Ты не понял вопрос. Я знаю, что неподеленная электронная пара не может участвовать в резонанс, и вместо этого реагирует с электрофилами. Мой вопрос в стабильности


В первом абзаце имеется в виду, что если не использовать орбитальное объяснение, то через интермедиат видно, что реакция unfavourable из-за азота, который дестабилизирует положительный заряд. Особенно когда положительный заряд у азота. Но в катионе пиридина тоже положительный заряд у азота. Ну вот почему он стабильный? Возможное объяснение: пиридин катион сохраняет ароматичность. Но мне кажется это можно как-то объяснить без ароматичности.

Мне кажется, это связано с тем, что он ароматичен. Рядом с ним есть 6 электронная pi система, которая может индуктивно стабилизовать этот плюсик.

1 симпатия

Здесь важно быть точным и не сравнивать белое с горячим.

Здесь происходит S_NAr атака, которая разрушает ароматичность кольца. Этот интермедиат сам по себе нестабилен. На секундочку, резонансная стабилизация в пиридине составляет чудовищные 117\, \text{kJ mol}^{-1}. Это огромная разница по энергии.

Теперь, давайте посмотрим на продукты S_NAr атаки по орто-, мета-, пара- позициям. Каждый из них не стабилен. Но из двух зол нестабильных веществ можно выбрать менее нестабильное. Коим является продукт атаки по орто- положению.

Здесь мы смотрим на полноценную ароматичную молекулу, которая просто была протонирована. Здесь важно помнить, что протонирование идет при участии электронной пары не участвующей в резонансе. И получается катион, по своей сути, аналоговый с катионом аммония NH_4^+.

Резюмируя: понятие стабильное и нестабильное в двух случаях несут немного разные смыслы. В первом случае, это соединение “нестабильно” по сравнению с продуктом орто- атаки. Важно понимать, что продукт орто- атаки тоже “нестабилен” в том смысле, что он не будет просто сидеть в растворе, а будет реагировать дальше. Во втором случае, это соединение стабильно само по себе.

А вообще почему пиридин катион стабильный? Ведь положительный заряд находиться у более 'электроотрицательном атоме

А почему NH_4^+ стабильный? Или ты тоже не считаешь его стабильным?

1 симпатия

Я понимаю в чем ты запутался и ты правильно делаешь, что задаешь такие вопросы.

Это, к слову, @Madsoul как раз таки пример выстраивания ментальной системы координат. Здесь @Baurzhan показалось, что новая информация про стабильность PyH^+ противоречит предыдущей информации про нестабильность продуктов S_NAr атаки.

Попробую еще раз пояснить:

Давай еще раз посмотрим что у нас происходит. У нас есть три обратимых реакции:

Py + E \leftrightharpoons \text{(орто-Е)}\, PyH^+ \tag{1}
Py + E \leftrightharpoons \text{(мета-Е)}\, PyH^+ \tag{2}
Py + E \leftrightharpoons \text{(пара-Е)}\, PyH^+ \tag{3}

Каждая из реакций обратима. Мы задаемся вопросом, а какая из реакций будет больше смещена вправо (в сторону продуктов)? В чем разница между реакциями? Только в продуктах. Давайте тогда сравним относительную стабильность каждого из продуктов. Относительно орто-изомера, у мета- и пара- изомеров положительный заряд либо на либо рядом с электроотрицательным атомом, и поэтому они менее стабильны (в книге просто коротко говорят “нестабильны”) по сравнению с орто-изомером.

Само по себе нахождение положительного заряда на электроотрицательном атоме не делает этот продукт нестабильным в абсолютном смысле и соответственно не делает его невозможным. Иначе казалось бы, как можно объяснить существование OF_2? Как кислород будет отдавать электроны? У него же будет положительный заряд?

3 симпатии
© 2021 Общественный Фонд «Beyond Curriculum» (CC BY-NC-SA 4.0 International)