6.4: Bindingsdissociationsenergi

Intolkning af C-H BDE’er for sp3-hybridiserede kulbrinter

Intolkningen af BDE’erne i mættede molekyler har været genstand for nyere kontroverser. Som anført ovenfor er variationen i BDE’er med substitution traditionelt blevet fortolket som afspejlende stabiliteten af alkylradikalerne, med den vurdering, at mere højt substituerede radikaler er mere stabile, som det er tilfældet med carbocationer. Selv om dette er en populær forklaring, kan den ikke tage højde for, at bindinger til andre grupper end H ikke viser de samme typer af variation.

R BDE(R-CH3) BDE(R-Cl) BDE(R-Br) BDE(R-OH)
CH3- 377.0±0.4 350.2±0.4 301.7±1.3 385.3±0.4
CH3CH2-

372.4±1.7

354.8±2.1 302.9±2.5 393.3±1.7
(CH3)2CH- 370.7±1.7 356.5±2.1 309.2±2.9 399.6±1.7
(CH3)3C- 366.1±1.7 355,2±2,9 303,8±2,5 400,8±1,7

Som C-CH3-bindinger bliver svagere med mere substitution, er effekten derfor ikke nær så stor som den, der er observeret med C-H-bindinger. Styrken af C-Cl- og C-Br-bindinger påvirkes ikke af substitution, på trods af at der dannes de samme radikaler som ved brud på C-H-bindinger, og C-OH-bindingerne i alkoholer øges faktisk med mere substitution.

Gronert har foreslået, at variationen i BDE’er alternativt forklares som et resultat af destabilisering af reaktanterne på grund af sterisk repulsion af substituenterne, som frigøres i de næsten plane radikaler.1 I betragtning af at BDE’er afspejler de relative energier af reaktanter og produkter, kan begge forklaringer forklare tendensen i BDE’er.

En anden faktor, der skal tages i betragtning, er elektronegativiteten. Paulings definition af elektronegativitet siger, at bindingsdissociationsenergien mellem ulige partnere vil være afhængig af forskellen i elektronegativiteterne i henhold til udtrykket

\

hvor \(X_A\) og \(X_B\) er elektronegativiteterne, og bindingsenergierne er i eV. Variationen i BDE’er kan derfor fortolkes som en afspejling af variationen i elektronegativiteterne for de forskellige typer alkylfragmenter.

Der er sandsynligvis en vis berettigelse i alle tre fortolkninger. Siden Gronerts oprindelige offentliggørelse af sin alternative forklaring har der været mange desperate forsøg på at forsvare forklaringen om radikal stabilitet.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.