Sự khác biệt giữa Carbocation cổ điển và không phân loại

Sự khác biệt chính giữa carbocation cổ điển và không phân lớp là các carboc cổ điển có một nguyên tử carbon có sáu electron trong ba liên kết hóa học, trong khi các carboc không phân lớp có cấu trúc ba electron hai tâm.

Carbocation là một loài hóa học là một nửa của một phân tử hữu cơ. Nó có điện tích dương trên nguyên tử carbon. Một ví dụ đơn giản về carbocation là CH₃⁺. Một số carbocations có nhiều điện tích dương, trên cùng một nguyên tử carbon hoặc một nguyên tử khác nhau. Hơn nữa, carbocations là chất trung gian phản ứng trong các phản ứng hữu cơ do sự hiện diện của điện tích dương; có sáu electron trong một nguyên tử carbon, làm cho nó không ổn định (sự hiện diện của tám electron đảm bảo sự ổn định); do đó, nó có xu hướng tìm kiếm điện tử.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Carbocation cổ điển là gì
3. Carbocation không phân lớp là gì 
4. So sánh cạnh nhau - Carbocation cổ điển và không phân lớp ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Carbocation cổ điển là gì?

Một carbocation cổ điển là một ion chứa một nguyên tử carbon tích điện dương có sáu electron tham gia vào ba liên kết hóa học. Chúng ta có thể đặt tên cho nguyên tử carbon này là carbon dương ba phối hợp.

Hình 01: Sự hình thành của Carbocation cổ điển

Để đảm bảo sự ổn định tối đa, nguyên tử carbon nên có tám electron hóa trị. Nhưng trong carbocation, chỉ có sáu electron trong nguyên tử carbon có điện tích dương. Do đó, nó có xu hướng chia sẻ thêm hai electron từ một loài có độ âm điện. Điều này làm cho nguyên tử carbon ổn định và trung hòa điện tích dương. Đây là lý do cho tính phản ứng cao của carbocations cổ điển. Tuy nhiên, năng lượng của một carbocation cổ điển là thấp so với năng lượng của carbocation không phân lớp tương ứng. Nhưng sự khác biệt về năng lượng của họ là rất nhỏ.

Carbocation không phân lớp là gì?

Một carbocation không phân lớp là một ion chứa carbon tích điện dương trong một trung tâm hai electron hai tâm. Điều này có nghĩa, có ba nguyên tử chia sẻ hai electron trong các carbocations này. Kiểu chia sẻ electron này được đặt tên là sự định vị của các electron.

Hình 02: Sự khác biệt về năng lượng giữa các Carbocations cổ điển và không phân loại

Ví dụ phổ biến nhất của carbocation không phân lớp là cation 2-norbornyl. Nó tồn tại trong cấu trúc hai electron hai tâm ít đối xứng. Có rất ít sự khác biệt về năng lượng giữa các carbocations cổ điển và không phân lớp. Do đó, rất khó để phân biệt chúng bằng thực nghiệm.

Sự khác biệt giữa Carbocation cổ điển và không phân loại?

Chúng ta có thể phân loại carbocations thành hai nhóm là carbocations cổ điển và không phân loại, tùy thuộc vào cấu trúc hóa học. Sự khác biệt chính giữa carbocation cổ điển và không phân lớp là các carboc cổ điển có một nguyên tử carbon có sáu electron trong ba liên kết hóa học, trong khi các carbocation không phân lớp có cấu trúc hai electron hai tâm. Năng lượng của carbocation không phân lớp cao hơn năng lượng của carbocation cổ điển, nhưng sự khác biệt giữa các năng lượng này là rất nhỏ; do đó, rất khó để phân biệt sự khác biệt giữa cấu trúc cổ điển và phi cấu trúc.

Hơn nữa, năng lượng kích hoạt để chuyển đổi carbocation cổ điển thành carbocation không phân lớp hoặc ngược lại là rất nhỏ. Ngoài ra, các carboc cổ điển có điện tích dương trên nguyên tử carbon và các cặp electron gật đầu xung quanh nguyên tử carbon, nhưng trong các carboc không phân lớp, các electron được định vị xung quanh nguyên tử carbon. Một ví dụ về carbocation cổ điển là ion methenium, trong khi một ví dụ cho carbocation không phân lớp là ion 2-norboryl.

Tóm tắt - Carbocation cổ điển và không phân loại

Chúng ta có thể phân loại các carbocations thành hai nhóm là carbocations cổ điển và phi kinh điển, tùy thuộc vào cấu trúc hóa học. Sự khác biệt chính giữa carbocation cổ điển và không phân lớp là các carboc cổ điển có một nguyên tử carbon có sáu electron trong ba liên kết hóa học, trong khi các carbocation không phân lớp có cấu trúc hai electron hai tâm. Một ví dụ về carbocation cổ điển là ion methenium trong khi một ví dụ về carbocation không phân lớp là ion 2-norboryl.

Tài liệu tham khảo:

1. Carbocations. Hóa học LibreTexts, ngày 5 tháng 6 năm 2019, Có sẵn tại đây.
2. Carbocation. Wikipedia.Org, 2019, Có sẵn ở đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. Cơn lốc cyclopropyl carbinyl cation của V8rik tại Wikipedia tiếng Anh (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. Cation Norbornyl Cation Single Well vs Double Well Tiềm năng của Jcal730 - Công việc riêng (Miền công cộng) qua Commons Wikimedia