键合、结构和共振

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如何利用电负性找到最佳共振结构

最后更新:2022年12月28日|

通过应用电负性寻找最佳(和次优)共振结构

上次我讲的评估分子的共振结构,说实话,很简单。评估乙烯的共振结构,烯丙基碳正离子,和烯丙基碳正离子的共振结构和你在典型课程中看到的一些更复杂的结构相差甚远。

今天我们开始从化学键开始计算非等效共振结构。

目录

  1. 总是打破π键,把电子放在电负性更强的原子上
  2. 丙酮(丙酮)共振结构的评价
  3. 亚胺共振结构的评价
  4. 评价醋酸离子的共振结构
  5. 应用电负性规则来确定这些分子的“次优”共振结构
  6. 笔记

1.总是打破π键,把电子放在电负性更强的原子上

所以今天我想我要开始讨论(更常见的)情况,当两个不同的原子之间有π键。你如何评估这些情况下的共振形式?

evaluate-the-resonance-forms-of-these-molecules-acetone-co2-dimethyl-sulfoxide-hcn-ylide

我们要回到我们以前的测量方法,电负性。这是我们今天要评估的共振结构的底线。

second-rule-for-drawing-resonance-structures-always-break-pi-bond-to-put-electrons-on-the-more-electronegative-atom

希望这是有意义的!带电共振形式比中性共振形式更不稳定。所以如果我们一定要形成一个带电荷的共振形式,把负电荷放在最能稳定它的原子上是有意义的。我们怎么知道哪些原子最能稳定负电荷呢?好吧,一个pKa表格会告诉你一个很好的答案。但除此之外,如果你看看影响酸度的五个关键因素,最重要的因素之一是原子的电负性。毕竟,电负性最终是一种度量原子能在多大程度上稳定负电荷

2.丙酮(丙酮)的最佳共振结构是什么?

所以希望大家在看这三个例子时不会感到惊讶第二种最佳共振形式是负电荷在电负性更强的原子上。

让我们从一个简单的羰基化合物,丙酮(丙酮)。

carbonyl-compound-acetone-best-second-best-and-worst-resonance-forms-best-has-fewest-charges

如果我们观察可能的曲线箭头移动来画这个分子的共振形式,有两个的可能性。

在第一种情况下,我们画一个箭头从π键到氧原子,放a押记氧气留下一个积极的押记

第二种反应中,我们让碳带负电氧上留下了一个正电荷。氧不仅带正电荷,它还有比一个完整的八隅体这是一个非常不稳定的情况。

希望大家都明白了

  • 最好的共振形式是中性形成完整的八位音
  • 第二好的共振形式是带有a的形式负电荷氧气(并且在碳上少于一个完整的八隅体),以及
  • 共振的形式是碳上有一个负电荷而碳上没有一个完整的八隅体氧气无关紧要的

实验证实了这一点。电荷密度的计算丙酮揭示碳是电正的,氧是电负的,正如我们所期望的电负性差异。所以分子可以被认为是a混合动力最好的第二好的共振形式。

3.亚胺的最佳共振结构是什么?

同样,共振也形成了亚胺下面类似的行为。

正如预期的那样,计算这种亚胺的电子密度表明有相当大的积极的电荷密度密度很高押记。如你所料,碳上带负电荷的共振形式得到很小的重量。

best-resonance-forms-for-imine-is-neutral-second-best-has-positive-charge-on-carbon-and-negative-charge-on-nitrogen

4.醋酸离子的最佳共振结构是什么?

最后我们来看醋酸离子,我们之前讨论过。同样,第二好的共振形式是碳上带正电荷(最糟糕的是它带负电荷)。

resonance-forms-for-acetate-ion-best-are-negative-on-oxygen-second-best-has-three-charges-worst-has-neg-charge-on-carbon

5.应用电负性规则来确定这些分子的“次优”共振结构

有了这些例子,你能应用这个规则来确定这些分子的“次优”共振形式吗?

determine-second-best-resonance-forms-for-each-of-these-molecules-co2-dmso-hcn-h3po4-and-more

要想知道答案,徘徊在这里或者点击这个链接

下次我会更详细地讲讲基于我们从酸性和碱性中学到的关于评估共振形式的知识。

在下一篇文章:评估共振形式(3)-在哪里放置负电荷


笔记

评论

评论部分

关于“15个想法”如何利用电负性找到最佳共振结构

  1. 请告诉我我哪里错了……在阅读了本系列的下一篇文章后,我想到了这个:
    在第二最佳共振形式(S=O)的第二个问题中,负电荷不应该在S(最碱性)上吗?

    事实上,在下一篇文章“因子2”部分甚至有一个例子,它表明-ve电荷在S原子上更稳定。
    谢谢。

    1. 好点。如果负电荷在S上,氧的八隅体就会少于一个,这很不稳定。我应该在正电荷那一节提到过硫可以有少于一个完整的八隅电子。

  2. 在二氧化碳的情况下,可以与碳形成共振结构,与氧形成三键和单键[氧上带有+和-电荷],这应该是第二好的结构,因为这里没有更多的共价键,这增加了稳定性。

  3. 在最后五题中,除了倒数第二题,答案中给出的共鸣形式难道不是最好的形式吗?正如你所解释的,带+ve电荷且价层结构小于八隅体的电负性元素非常不稳定。所以那些共振形式,当+ve电荷在电负性较小的元素上而电负性较大的元素与八隅体呈中性时,不是更稳定吗?如能回复,将不胜感激。

  4. 谢谢你!我还有一个很难回答的问题!在习题集中我们应该画出次优的共振结构但对于某些问题看起来次优的答案比原来的分子更好?例如,在第6个带正电荷的氧分子上,答案键给出了一个共振结构,带正电荷的碳作为更好的选择即使负电荷应该在更负的原子上?

  5. 我在各种书籍中发现,在共振结构中有三个电荷会使它变得微不足道。这是共振结构的福音吗?当我练习做RS时,我总是把带有三个电荷的RS视为不重要的。如果是这样,为什么带三个电荷的醋酸离子不是微不足道的?
    另外,当我做这个结构时,我只是同时做了两个推箭头来得到另一个主要的RS。那么做一个有三个电荷的RS有什么意义呢?

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