Kan marktillståndet för en organisk molekyl vara en triplett. Detta skulle innebära något som ett "HOMO" bildat av två degenererade nivåer och mindre än fyra elektroner för att fylla dem. Om ja, vilka villkor är det?
Kan marktillståndet för en organisk molekyl vara en triplett. Detta skulle innebära något som ett "HOMO" bildat av två degenererade nivåer och mindre än fyra elektroner för att fylla dem. Om ja, vilka villkor är det?
Som Martin har nämnt är karbener en bra utgångspunkt om du letar efter organiska föreningar med ett triplett marktillstånd.
I dessa karbener är HOMO inte dubbelt urartad, som din fråga antyder. Istället finns det två enskilt ockuperade orbitaler med olika energi. Energiklyftan är dock vanligtvis liten, och eftersom det är en energikostnad förknippad med parning av elektroner i samma omloppsbana föredrar elektronerna att hålla sig isär.
$ \ ce {CH2} $ själv har en triplett marktillstånd, men är mycket svårt att observera; de flesta metoder för att generera carbenes producerar faktiskt singlet carbenes, och $ \ ce {CH2} $ är så reaktivt att singlet $ \ ce {CH2} $ reagerar med andra saker innan det förfaller. Inte så intressant, va.
Det finns dock några exempel på ihållande triplettkarbiner. 1 Den här, rapporterad av Hirai och Tomioka 1999, 2 sup> har en halveringstid på $ \ pu {940 s} $ i avgasad bensen vid $ \ pu {20 ^ \ circ C} $:
I allmänhet antar enkla alkyl- och arylkarboner ett triplett marktillstånd. Dessa speciella arylgrupper på karben ger en stor grad av kinetisk stabilisering, vilket förhindrar enkel dimerisering av karben (för att bilda en alken); para alkylgrupperna hindrar också reaktionen vid den positionen. En ytterligare beräkningsstudie av denna molekyl har utförts av Schaefer-gruppen, som stöder analysen ovan. 3
Referenser
Hirai, K .; Itoh, T .; Tomioka, H. Persistent Triplet Carbenes. Chem. Rev. 2009, 109 (8), 3275–3332. DOI: 10.1021 / cr800518t.
Hirai, K .; Tomioka, H. En triplettkarbin som nästan kan tappas på flaska. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121 (43), 10213–10214. DOI: 10.1021 / ja991387c.
Woodcock, H. L .; Moran, D .; Schleyer, P. v. R .; Schaefer, H. F., III. Den nästan flaskbara triplenkarbenen: 2,6-dibrom-4-tert-butyl-2 ', 6'-bis (trifluormetyl) -4'-isopropyldifenylkarben. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (18), 4331–4335. DOI: 10.1021 / ja003552q.
Det finns olika exempel på molekyler i triplettjordtillstånd. Den minsta (organiska) är möjligen metylen, $ \ ce {: \! CH2} $.
Carbenes i allmänhet kan anta triplettillstånd som deras marktillstånd.
Andra möjligheter är biradicals (Från IUPAC-guldboken):
En jämn-elektronmolekylär enhet med två (möjligen avlokaliserade ) radikala centra som agerar nästan oberoende av varandra, t.ex.