Organische Chemie
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Organische Chemie Fragen und Antworten zur Chemie der Kohlenwasserstoffe. Hier kann alles von funktionellen Gruppen über Reaktionsmechanismen zu Synthesevorschriften, vom Methan zum komplexen Makromolekül diskutiert werden.

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Alt 29.05.2018, 08:36   #1   Druckbare Version zeigen
Matthias_chemie Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 1
Stabilität Carbenium-ionen

Liebe Forenmitglieder,

Ich habe mir an dieser Übung echt "die Zähne ausgebissen" und nur durch besprechen in der Übung die Lösungen erhalten.

Ich denke dass dieses Thema in weiteren OC Modulen noch sehr wichtig sein wird, deshalb würde ich mich sehr freuen wenn jemand meine Fragen beantworten könnte

Ich weiß, dass Carbenium-ionen stabiler sind wenn sie die Ladung durch Mesomerie stabilisieren können, allerdings habe ich leider noch nicht ganz verstanden wie Konjugation und Hyperkonjugation damit im Zusammenhang stehen...

Ich erkläre mir es immer so, dass durch delokalisierung von Elektronen mal zwischen 2 C atomen eine höhere Elektronendichte herrscht (Doppelbindung, da e in p-orbitalen delokalisiert) und mal an anderen 2 C-atomen.

Stimmt das soweit?


Außerdem weiß ich leider nicht wirklich wie sich Hyperkonjugation und Konjugation von einander unterscheiden und wie man die beiden erkennen kann... Die Definitionen haben mir leider nicht viel Klarheit verschaft :/

Und ist Hyperkonjugatioin oder Konjugation stabiler? (falls man das so generell sagen kann)

Vielen, vielen Dank an jeden der mir helfen möchte!
Ich weiß das echt zu schätzen!

LG Matthias
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Matthias_chemie ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 29.05.2018, 17:20   #2   Druckbare Version zeigen
CTU Männlich
Mitglied
Beiträge: 184
AW: Stabilität Carbenium-ionen

Hallo!
Ganz grundsätzlich geht es bei Konjugation/Mesomerie um die Delokalisierung von Pi-Elektronen entlang von p-Orbitalen. Paradebeispiele sind unter den Aromaten das Benzol (6 Pi-Elektronen die entlang von 6 p-Orbitalen delokalisiert sind) und unter den Polyenen z.B. Das 1,3-Butadien. Voraussetzung dafür ist, dass (möglichst viele) p-Orbitale in Nachbarschaft zueinander stehen und dies parallel zueinander - dann ist die Überlappung der p-Orbitale günstig und die Delokalisierung von Ladung besonders gut.
Im Gegensatz dazu bedeutet Hyperkonjugation die Delokalisierung von Sigma-Elektronen (aus einem sp3-Hybridorbital) in ein leeres p-Orbital (im Fall eines Carbokations), bzw. in ein einfach besetztes p-Orbital (im Fall eines C-Radikals)
Sorry für die dilettantische Zeichnung, hab hier grad kein Chemdraw :-D

Das heißt, dass bei der Hyperkonjugation im Gegensatz zur Konjugation die beteiligten Orbitale nicht optimal zueinander stehen. Das sp3-Hybridorbital steht nicht parallel zum p-Orbital, wodurch die Delokalisierung weniger effektiv ist. Es wird möglicherweise auch eine Rolle spielen, dass Sigma-Elektronen kernnäher sind, als Pi-Elektronen, was die Delokalisierung der Ladung ebenfalls herabsetzt.

Gruß,
CTU
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Geändert von CTU (29.05.2018 um 17:25 Uhr)
CTU ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.06.2019, 03:00   #3   Druckbare Version zeigen
Alchemist84 Männlich
Mitglied
Beiträge: 1
AW: Stabilität Carbenium-ionen

Hallo,
Ich hätte noch eine Frage zu dem Thema:
Warum sind die Sigma-Elektronen kernnäher als die Pi-Elektronen?
Ich weiß dass sich das direkt aus den MO-Diagrammen ablesen lässt aber warum?
Kommt das durch NBO Rechnungen oder ist es einfach der s-Anteil der Sigma-Bindung der die Elektronen näher an den Kern holt?
Ich danke euch für eure Hilfe.
Beste Grüße,
Gabs
Alchemist84 ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 28.06.2019, 04:22   #4   Druckbare Version zeigen
magician4 Männlich
Mitglied
Beiträge: 7.287
AW: Stabilität Carbenium-ionen

Zitat:
Ich weiß dass sich das direkt aus den MO-Diagrammen ablesen lässt aber warum?
weil MO-diagramme u.a. dazu gemacht sind, die energetische lage der orbitale auszuweisen

... und wenn du nun in nullter naeherung davon ausgehst, dass "kernnaehe" irgendwas mit "energie" zu tun hat ( ~ kernnahe elektronen werden fester gebunden, das gut alte elektrostatische argument), dann sind die energetisch niedriger liegenden MO's halt auch kernnaeher, irgendwie.


plausibler scheint mit jeoch folgendes argument: p-orbitale / {\pi} bindungen haben an den kernen jeweils knoten, wohingegen s-orbitale {\sigma}-bindungen IM kern / in den kernen meist ihre hoechste lokale aufenthaltswahrscheinlichkeit {\Psi \Psi^*} aufweisen {\to} das ist einfach die geometrie und elektronendichte-verteilung dieser typen von orbitalen (wenn man sich diese daten beispw. mal aus QM-rechnungen holt)


gruss

Ingo
magician4 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 28.06.2019, 15:58   #5   Druckbare Version zeigen
FK Männlich
Moderator
Beiträge: 61.477
AW: Stabilität Carbenium-ionen

Zitat:
Zitat von Alchemist84 Beitrag anzeigen
Hallo,
Ich hätte noch eine Frage zu dem Thema:
Warum sind die Sigma-Elektronen kernnäher als die Pi-Elektronen?
Ich weiß dass sich das direkt aus den MO-Diagrammen ablesen lässt aber warum?
Kommt das durch NBO Rechnungen oder ist es einfach der s-Anteil der Sigma-Bindung der die Elektronen näher an den Kern holt?
Ich danke euch für eure Hilfe.
Beste Grüße,
Gabs
s-Elektronen haben am Kern eine endliche Aufenthaltswahrscheinlichkeit; bei p-Elektronen ist diese Null.

Gruß,
Franz

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Gib einem Mann einen Fisch, und Du ernährst ihn für einen Tag.
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Stichworte
carbenium, carbenium-ion, hyperkonjugation, konjugation

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