А тут разве не могут другие sp3 орбитали метилок у левого углерода взаимодействовать с p орбиталем? А еще я могу рассуждать, что гиперконъюгация не может быть постоянным из-за вращений sp3 орбиталей. Отсюда и может возникать утверждение: эффект от индуктивного эффекта больше чем от гиперконъюгаций. То есть индуктивный эффект сильнее влияет на стабильность карбокатиона.
В условии этой задачи спрашивается именно про атомы водорода ( […]identify the hydrogen atoms that have the proper orientation for hyperconjugation[…] );
Свободная p-орбиталь (карбокатион) не может взаимодействовать с C-H св. метильных групп (у левого атома углерода), так как они находятся не рядом с карбокатионом, а через один атом.Можно сказать, что они находятся слишком далеко для того чтобы взаимодействие было возможным.
Гиперконъюгация появляется когда атом углерода на котором есть плюсик напрямую связан с другим атомом углерода у которого есть связь с водородом.
Но кроме этого , C-C св. тоже может участвовать в гиперконъюгации, просто в данном случае спрашивается только про атомы водорода.
1 лайк
аа реально
А это взаимодействие будет между p орбиталю и sp3 между C-CH3 связью?
Оно будет, причем настолько хорошим, что этот метил даже получит возможность перепрыгнуть к соседнему углероду
1 лайк
Да, правильно.
все еще остались вот эти вопросы, с остальными все понятно
если она стабилизирует катион, то свободное вращение будет невыгодно и большую часть времени катион будет проводить в таком состоянии, где эта гиперконьюгация происходит. например в амидах вращение тоже возможно, но оно не происходит из-за сопряжения(это немного другое, но все же)
В таком случае выше показанной молекуле же не будет выгодно вращаться, именно водороду, который взаимодействует с p орбиталью
1 лайк
барьер для вращения будет большим да. это не значит, что его вообще не будет, но в отдельно взятый момент времени почти все частицы будут так ориентиованы, чтобы происходила гиперконьюгация
1 лайк
А каким образом они преодолеют этот барьер, если молекула и так то не стабильно и можно сказать возникает extra energy?
ну всегда есть доля молекул, которая обладает достаточной энергией, чтобы перепрыгнуть барьер
Значит нельзя отрицать того факта, что ротация может происходит в любом случае. Получается это может как-то повлиять на стабильность молекулы, но все же после вращений взаимодействие орбиталей продолжиться.
По идеи вращение это же тоже своего рода стабильность? Но именно в данных случаях сохранять взаимодействие орбиталей будет выгоднее.
Остается еще 1 вопрос, что сильнее стабилизирует карбокатион? Гиперконъюгация или индуктивный эффект?
не стоит забывать, что даже вращение вокруг С-С связи в этане не совсем «свободное» – у него есть барьер в 3 ккал/моль (ибо при вращении надо проходить через заслоненную конформацию).
я бы потихоньку начинал использовать более взрослую терминологию. Если при вращении мы теряем гиперконьюгацию, то это значит что барьер для вращения будет выше. Говорить, что тогда вращение не выгодно[1] можно на первых порах, когда вы только начинаете изучать физхимию.
Одна взятая молекула будет вращаться меньше. Но когда мы возьмем 10^{23} молекул, примерно в трети молекул в гиперконьюгации будут участвовать водороды a,b, в другой трети b,c в последней c, a. Почему именно водороды, а не водород обсуждалось тут:
Почему когда у нас много молекул у нас присутствуют все возможные вариации (с одинаковой энергией)? Потому что так максимизируется энтропия.
Посмотрите на задачу с области 2022 №11-4)) А вообще, я думаю вы сами должны догадываться, что ответ «зависит от того какая именно группа дает индуктивный эффект, а какая группа делает гиперконьюгацию». Очевидно, что гиперконьюгация с C-H слабее индуктивного эффекта C-Li. Но гиперконьюгация с C-CH3 может быть сравнимой с индуктивным эффектом от этого C-CH3.
если наличие барьера = не выгодно, то как объяснить протекание любых реакций? В целом, «выгодность» лучше всего применять только к разнице конечных и начальных состояний ↩︎
5 лайков
Тут ещё возникает закономерный вопрос, а можем ли мы вообще отделить гиперконьюгацию и индуктивный эффект друг от друга. Т.е. не будет ли этот вопрос вопросом в стиле “что важнее для вкуса пирога, начинка или температура печки?”
1 лайк
не поверишь, именно этим вопросом я и задался, поэтому в ответе и остановился на том предложении))
Я что-то не понял вопроса если честно