碳*基的稳定性和碳正离子稳定性相同吗?
问题描述:
碳*基的稳定性和碳正离子稳定性相同吗?
答
1.5.4 碳正离子、碳负离子和碳*基的结构与稳定性
在反应过程中,成键的碳原子由于共价键的断裂方式不同可以形成带有正电荷、负电荷或一个未成对电子的碳原子,这些碳原子分别被称为碳正离子(carbon cations)、碳负离子(carbon anions)或碳*基(carbon radicals).
实验事实表明碳正离子和碳*基具有平面结构,而碳负离子则呈角锥状,因此杂化轨道理论指出在碳正离子和碳*基中,碳原子都采用sp2杂化方式,并使用3个sp2杂化轨道形成3个σ键,形成一个平面的分子.不同的是,在碳正离子中,2p轨道上没有电子,而在碳*基中,2p轨道上有一个单电子.
碳负离子的结构与碳正离子或碳*基不同,因为带负电荷的碳原子最外层有3对成键电子和1对未成键电子,这样的4对电子需要采取相互远离的方式排列,因此碳负离子采用sp3杂化轨道成键,未成键电子对与3个共价键形成一个四面体结构.碳正离子、碳*基和碳负离子的结构对比如下图所示.
碳正离子、碳*基和碳负离子的结构与稳定性直接受到与之相连接的基团的影响.它们稳定性的一般规律如下:
(1)苄基型或烯丙型一般较稳定;
(2)碳正离子或碳*基是:3°>2°>1°;
(3)碳负离子则是1°>2°>3°.