? Un carbocatione è un tipo speciale di ioni . Gli ioni sono atomi con numeri disuguali di protoni (+1) ed elettroni ( -1 ) . Cationi sono atomi con elettroni mancanti e sono carichi positivamente . Gli anioni sono atomi con elettroni in più e sono caricate negativamente . Un atomo di carbonio con un elettrone mancante è un carbocatione ( catione carbonio) , e un atomo di carbonio con un elettrone supplementare è un carbanione ( anione carbonio) . Significato
carbocationi sono intermedi reattivi che formano transitoriamente come una reazione chimica procede da reagenti a prodotti . La chimica dei composti del carbonio è conosciuta come la chimica organica , e costituisce la base di settori come quello farmaceutico e del petrolio .
Elettronica Struttura del carbonio
Gli elettroni ” orbita ” il nucleo atomico e sono responsabili della reattività chimica di un atomo . Carbon ha un nucleo di sei protoni e sei neutroni , orbita da sei elettroni . Due elettroni sono in un ” orbita interiore” ( S orbitale ) , e quattro sono in un ” orbita esterna ” ( l’ orbitale p ) .
Gli elettroni più esterni sono chiamati elettroni di valenza , e due insieme per formare legami tra gli atomi . Il carbonio ha quattro elettroni di valenza disponibili da abbinare con altri atomi , in modo che possa formare quattro legami . Infatti, un atomo di carbonio deve formare quattro legami esattamente : non può formare più di quattro, ed è altamente instabile ( reattiva) quando ci sono meno di quattro. Per questo motivo , il carbonio si dice che sia tetravalente .
Reattività del carbonio
Un atomo di carbonio , con tutti e quattro i suoi elettroni di valenza partecipando a quattro legami è stabile e relativamente inerte . Al contrario , carbocationi sono molto reattivi perché sono legati al solo tre atomi : il quarto elettrone di valenza è mancante . Carbocationi sono così reattivi , stanno mai realmente osservati . Essi sono intermedi reattivi di breve durata che esistono solo di sfuggita nel corso di una reazione chimica .
Tipi di carbocationi
Un carbocatione può essere un primario , secondario , o un carbocatione terziario. La reattività di un carbocatione dipende dai tre atomi è legato ad
Un carbocatione primario è legato a due atomi di idrogeno e un atomo di carbonio , ed è il più reattivo ( esempio : catione etilico ) . .
un carbocatione secondario è legato ad un idrogeno e due atomi di carbonio , ed è meno reattivo ( esempio : cazione isopropilico ) .
un carbocatione terziario è legato a tre atomi di carbonio , ed è il meno reattiva ( esempio : terz cazione -butil ) .
la relativa stabilità di un carbocatione aumenta quando è legato ad atomi che aiutano ” sparsi ” la carica positiva dal atomo di carbonio elettron- deficiente . Altri atomi di carbonio fanno meglio di atomi di idrogeno . La reattività di un carbocatione è importante perché determina la velocità della reazione ( la tappa limitante ) .
Contabilità elettronica
Ci sono prove che carbocationi primari sono così instabile , non esistono nemmeno di sfuggita . Piuttosto , un atomo di idrogeno viene ripartito equamente tra due atomi di carbonio adiacenti , in modo che la carica positiva è distribuito simmetricamente . Tuttavia , il concetto di carbocationi primari rimane un modo utile per tenere traccia di elettroni e raffigurano il meccanismo di reazione .