Carbyne - Carbyne
W chemii organicznej , A carbyne jest pojęciem ogólnym dla każdego związku , którego struktura składa się z obojętnego elektrycznie węgla atomem połączone przez pojedyncze wiązanie kowalencyjne i ma trzy niezwiązanego elektrony. Atom węgla ma jeden lub trzy niesparowane elektrony , w zależności od stanu wzbudzenia ; czyniąc go radykalnym . Wzór chemiczny można zapisać RC • lub RC 3 • (zapisywany również jako ⫶ CR) lub po prostu CH .
Karbyny można postrzegać jako pochodne najprostszego takiego związku, rodnika metylidynowego lub niepodstawionego HC • lub HC 3 • karbyny , w którym grupą funkcyjną jest atom wodoru.
Elektroniczna Konfiguracja
Ogólnie stwierdza się, że cząsteczki Carbyne'a znajdują się w stanach dubletów elektronowych : niezwiązane elektrony na węglu są ułożone jako jeden rodnik (niesparowany elektron) i jedna para elektronów, pozostawiając wolny orbital atomowy , zamiast być trój rodnikiem ( stan kwartetu ). Najprostszym przypadkiem jest rodnik CH, który ma konfigurację elektronową 1σ 2 2σ 2 3σ 2 1π. Tutaj orbital molekularny 1σ jest zasadniczo orbitalem atomowym węgla 1s, a 2σ jest orbitalem wiążącym CH utworzonym przez nakładanie się orbitalu hybrydowego węgla sp z orbitalem wodoru 1s. 3σ oznacza węgiel orbitalnej niewiążącym wskazującego wzdłuż osi CH od atomu wodoru, podczas gdy dwa nie klejenie 1π orbitale prostopadle do osi CH. Jednak 3σ jest hybrydą sp, która ma niższą energię niż orbital 1π, który jest czysty p, więc 3σ jest wypełnione przed 1π. Rodnik CH jest w rzeczywistości izoelektroniczny z atomem azotu, który ma trzy niesparowane elektrony zgodnie z regułą Hunda o maksymalnej liczności . Jednak atom azotu ma trzy zdegenerowane orbitale p, w przeciwieństwie do rodnika CH, gdzie hybrydyzacja jednego orbitalu (3σ) prowadzi do różnicy energii.
Występowanie
Carbyne może występować jako krótkotrwały reaktywny związek pośredni . Na przykład, fluoromethylidyne (CF) mogą być wykrywane w fazie gazowej za pomocą spektroskopii jako półprodukt w pamięci flash fotolizy w CHFBr 2 .
Karbyny mogą działać jako trójwartościowe ligandy w kompleksach z metalami przejściowymi , w których są one połączone z metalem przez trzy niezwiązane elektrony w grupie -C 3 • . Przykładami takich związków koordynacyjnych są Cl (CO)
4W≡C-CH
3, W Br ( CO ) 2 ( 2,2'-bipirydyna ) ≡ C - aryl i WBr (CO) 2 ( PPh 3 ) 2 ≡C-NR 2 . Taki związek można otrzymać w reakcji heksakarbonylu wolframu W (CO) 6 z diizopropyloamidkiem litu z wytworzeniem ( i Pr 2 N) (OLi) C = W (CO) 5 . Sól tę następnie utlenia się bromkiem oksalilu lub dibromkiem trifenylofosfiny , a następnie dodaje się trifenylofosfinę . Innym sposobem jest traktowanie metoksy metalu karben z kwasu Lewisa .