Vad är en karbanion?
En karbanion är en anjon, en negativt laddad molekyl, som inkluderar en kolatom med en negativ laddning. Kolatomens laddning orsakas av ett ensamt par elektroner som är odelade, i motsats till dess tre andra par som är bundna med andra atomer. Carbanions är kända som reaktiva mellanprodukter på grund av deras instabilitet och tendens att bilda stabila föreningar snarare än att förbli i originalform. De studeras som en del av organisk kemi.
Den negativa laddningen av karbanionen får dess att reagera med andra föreningar som en nukleofil, vilket innebär att den lätt donerar sina elektroner. Den binds till en annan atom genom att donera båda elektronerna - i detta fall det ensamma paret. Denna åtgärd definierar Carbanion som en Lewis -bas, i motsats till en Lewis -syra, som skulle acceptera ett ensamt par av elektroner i en kemisk bindning.
strukturellt, karbanioner har en tetraedral molekylgeometri om det ensamma paret räknas. Detta innebär att kol, den centrala atomen, är symmetrisktUrrounded av elektronorbitalerna i form av en tetrahedron. Om endast de tre bindningarna ingår i geometri, är molekylen trigonal pyramidal, med kolatomen vid pyramidens topp, de tre bundna atomerna som bildar basen och det ensamma paret flyter på toppen.
Beroende på substituenter som är bundna till kolatomen kan karbanionstrukturen invertera och vända molekylen. Vanligtvis är energibarriären som måste överskridas för inversion av karbanion att äga rum ganska låg och reaktionen fortsätter lätt. Olika faktorer kan höja denna energibarriär. Till exempel gör ringstrukturen för cyklopropyl inversion svår, och karbanioner i sådana strukturer uppträder mer stabilt än de skulle göra i ett mer öppet system.
Elektronegativitet spelar också en roll i stabilisering av karbanioner. En atom eller grupp som är elektronegativ tenderar att locka elektroner. WhEn karbanion är omgiven av elektronegativa atomer, dess ensamma par lockas till dem och det blir stabiliserat. Denna överföring av laddning är mer allmänt känd som den induktiva effekten.
karbanioner är viktiga i organisk kemi och ses som mellanprodukter i många reaktioner. De är involverade i bildandet av Grignard -reagens, som är organiska derivat av magnesium som beter sig som karbanioner. Grignard -reaktionen är ett exempel på organometallisk kemi, studien av föreningar där en metall är bunden till ett kol. I dessa reaktioner används de nukleofila egenskaperna hos karbanioner för att attackera och modifiera andra föreningar för att skapa kemiska produkter.