درک 7 عامل کلیدی که بار منفی (و در نهایت پایه) را تثبیت می کند

همانطور که در یک پست قبلی در مورد آن نوشتم، خوب است – اما کافی نیست – تشخیص اتهامات جزئی و کشف محل تعامل آنها.

از آنجایی که واکنش ها شامل فرآیندهایی است که منجر به افزایش یا از دست دادن شارژ می شود، درک عوامل تثبیت کننده (یا بی ثبات کردن) شارژ داشتن یک عظیم تأثیر بر میزان احتمال وقوع یک واکنش!

بیایید امروز در مورد بار منفی صحبت کنیم، که بیشتر به معنای “آنیون” برای اهداف ما است، اما می تواند به طور گسترده به هر جفت الکترون تنها اشاره کند.

فهرست مطالب

1. درک پایداری بار منفی به ما کمک می‌کند تا بفهمیم چه واکنش‌هایی محتمل (و نه محتمل) هستند.
2. عامل شماره 1: چگالی شارژ بالا ناپایدار است
3. عامل شماره 2: همانطور که الکترونگاتیوی در جدول تناوبی افزایش می یابد، پایداری بار منفی نیز افزایش می یابد.
4. فاکتور شماره 3: همانطور که قطبش پذیری جدول تناوبی را افزایش می دهد، ثبات بار منفی نیز افزایش می یابد.
5. عامل شماره 4: تثبیت رزونانس بار منفی
6. فاکتور شماره 5: گروه های برداشت کننده الکترون (اثرات القایی) بار منفی را تثبیت می کند
7. افزایش کاراکتر s در هیبریداسیون یک اتم به طور موثری مانند افزایش الکترونگاتیوی آن است.
8. یک مورد خاص: معطر بودن
9. “پایداری” فقط کلمه دیگری برای “پایداری شارژ منفی” است

---

1. درک پایداری بار منفی به ما کمک می کند تا بفهمیم چه واکنش هایی محتمل (و نه محتمل) هستند.

بیایید در مورد یک مثال عینی صحبت کنیم. به عنوان مثال اگر یک واکنش منجر به تشکیل از یک بار منفی بسیار ناپایدار، آن است بعید رخ دادن. اما اگر منجر به ضرر – زیان یک بار منفی بسیار ناپایدار، احتمال آن بسیار بیشتر است.

به عنوان مثال، به همین دلیل است که یکی از این واکنش های متان محتمل است و دیگری بعید است. این واکنش های اسید-باز در اینجا، BTW پوشش داده شده است.

بنابراین چه عواملی منجر به تثبیت بار منفی می شود؟ دو چیز اصلی

1. بار منفی توسط مجاور تثبیت می شود بار مثبت (هزینه های مخالف جذب می شود!)
2. بار منفی تمایل دارد کمتر پایدار وقتی اینطور است متمرکز شده است و پایدارتر وقتی اینطور است پراکنده شد.

با نگاهی به این لیست از هفت عاملی که بار منفی را تثبیت می کنند، به آن فکر کنید.

2. فاکتور شماره 1: چگالی شارژ بالا ناپایدار است

درک این موضوع نسبتاً ساده است. چگالی بار بالا ناپایدار است. بنابراین همانطور که از آب به سمت HO حرکت می کنیم (^–) هم(^2-، ما در اینجا به تدریج ناپایدارتر می شویم. این در جداول اسیدیته منعکس شده است. آب (H₂O) احتمال از دست دادن پروتون برای دادن HO بسیار بیشتر است^–) از HO(^–) احتمالا یک پروتون را از دست می دهد تا O(^2-)

3. فاکتور شماره 2: همانطور که الکترونگاتیوی در جدول تناوبی افزایش می یابد، پایداری بار منفی نیز افزایش می یابد.

الکترونگاتیوی یک معیار تقریبی است که چگونه هسته با بار مثبت یک اتم می تواند الکترون ها را به سمت خود بکشد. (هزینه های مخالف جذب می شوند.)

الکترونگاتیوی افزایش همانطور که ما می رویم در سراسر جدول تناوبی بنابراین اگر آنیون هایی را که از C، N، O به F در جدول تناوبی می روند، مقایسه کنید، پایداری بار منفی افزایش می یابد. این در مقادیر اسیدیته نیز منعکس می شود.

4. فاکتور شماره 3: همانطور که قطبش پذیری جدول تناوبی را افزایش می دهد، ثبات بار منفی نیز افزایش می یابد.

پایین جدول تناوبی، فکر کردن کمی مفیدتر است.پراکندگی شارژ خوب است!” به جای “هزینه های مخالف جذب”. فلوئور و ید را مقایسه کنید. اندازه یون فلوئور (شعاع: 119 pm) بسیار کوچکتر از ید است (شعاع: 206 pm). با این حال، هر دو دارای بار منفی 1 هستند.

دو توپ را تصور کنید که هر کدام یک پوند وزن دارند. اما یکی از آهن و دیگری از لاستیک ساخته شده است. کدام توپ قرار است کوچکتر شود؟ توپ آهنی (کوچک‌تر و سخت‌تر – متراکم‌تر) مانند فلوئور است و توپ لاستیکی (بزرگ‌تر و فشرده‌تر) مانند ید است. و یک “لرزش” خاص به تثبیت شارژ کمک می کند، زیرا در حجم کمی متمرکز نیست. این راهی برای بیان بزرگتر است قطبی پذیری از ید

چگالی شارژ پایین پایدارتر است!

5. فاکتور شماره 4: تثبیت رزونانس بار منفی

در امتداد همین خطوط، یک بار منفی که در مجاورت یک یا چند پیوند پی (π) است می‌تواند بار منفی خود را روی آن پراکنده کند. اتم های متعدد. ما این پدیده را به عنوان “رزونانس“.

بنابراین در مثال زیر، آلکان با بار منفی در سمت چپ بسیار پایدارتر از گونه های بار منفی مجاور است، جایی که بار منفی می تواند از طریق رزونانس روی کربن های متعدد پراکنده شود. این مثال دیگری از چگونگی کاهش چگالی بار (یا پخش آن) است تثبیت کننده نفوذ.

6. فاکتور شماره 5: گروه های برداشت کننده الکترون (اثرات القایی) بار منفی را تثبیت می کند

این یکی بیشتر در حیطه «انتقال اتهامات مخالف» قرار می گیرد. یک بار منفی یعنی مجاور به یک اتم با گروه های خارج کننده الکترون روی آن بسیار خواهد بود پایدارتر از یک اتم معادل که نیست. در حالت شدید CCl₃(-)، یون حاصل چندین مرتبه از H پایدارتر است₃خود ج(-). (به هر حال، این اساس واکنش هالوفرم است – به پست مراجعه کنید).

7. افزایش کاراکتر s در هیبریداسیون یک اتم معادل افزایش الکترونگاتیوی آن است.

اوربیتال ها هستند نزدیکتر به هسته از اوربیتال های p هستند. بنابراین الکترون‌هایی که در اوربیتال‌های s هستند نسبت به الکترون‌های موجود در اوربیتال‌های p به هسته نزدیک‌تر خواهند بود – و بنابراین انرژی کمتری دارند (“بارهای مخالف جذب می‌شوند”). به همین دلیل، الکترون هایی که در اوربیتال های sp قرار دارند انرژی کمتری نسبت به sp دارند²که انرژی کمتری نسبت به sp³، از آنجایی که آنها شخصیت s بیشتری دارند (33٪ برای sp²) از sp³ (25%). این باعث می شود آنیون ها پایدارتر شوند، درست مثل اینکه روی یک اتم الکترونگاتیو تر باشند.

به همین دلیل است که آلکین های پایانی (pK_آ = 25) بسیار اسیدی تر از آلکن ها و آلکان ها هستند (pK_آ = 50)

8. مورد خاص: معطر بودن

این یک مورد خاص است که با جزئیات در شیمی آلی 2 (نگاهی به جلو) پوشش داده شده است. مولکول های خاصی دارای ثبات خاصی هستند که به آن می گویند معطر بودن – این به شدت تثبیت کننده است، به نوعی مانند واجد شرایط بودن برای معافیت مالیاتی عظیم از دولت.

برخی از مولکول های دارای بار منفی – مانند آنیون سیکلوپنتادینیل، که در تصویر زیر نشان داده شده است. معطرو بنابراین ثبات بسیار بیشتری نسبت به آنچه در غیر این صورت داشتند، دارند.

9. “پایداری” فقط کلمه دیگری برای “پایداری بار منفی” است

هفت عامل؟!!! پس چگونه بفهمیم کدام مهمتر است؟

این یک سوال عالی است! این روندها می توانند به روش های غیرقابل پیش بینی با یکدیگر تعامل داشته باشند، و قضاوت در مورد اینکه کدام مهم تر است دشوار است.

خوشبختانه، مفهومی وجود دارد که احتمالاً قبلاً برای پی بردن به پایداری این گونه ها با آن آشنا شده اید، که به راحتی قابل اندازه گیری است. نامیده می شود اساسی بودن. این عوامل تعیین می کنند که یک پایگاه چقدر پایدار خواهد بود!

اساس یک گونه به شما می گوید که چگونه پایدار تنها جفت الکترون آن هستند.

چگونه معیار خوبی برای پایه بودن پیدا کنیم؟ ساده. این در pK است_آ جدول، مجموعه ای از اندازه گیری ها که با جدول قدرت دست در پوکر مقایسه شده است.

خط پایین:

• دو عامل که باید مراقب آنها بود: بارهای مخالف جذب و پراکندگی بار.
• آنیون های ناپایدار تمایل دارند در دم های اولیه از فلش ها (باندهای تشکیل دهنده).
• آنیون های پایدار تمایل به در سرهای نهایی فلش ها (احتمالاً گروه ها را ترک می کنند)

---

یادداشت