¿Cómo organizamos lo siguiente en orden creciente de estabilidad?
Respuesta - 5 <3 <1 <2 <4 (como se ve en la foto).
Mi acercamiento:
Puedo calcular que en la segunda y la cuarta estructura, la estabilización de la resonancia será aplicable y la cuarta estructura será más estable que la segunda.
Pero no soy capaz de averiguar cómo organizar el resto de las estructuras.
Que alguien responda, por favor.
Los radicales son compuestos deficientes en electrones. Por lo tanto, según la regla de Bent, un radical debe poblar siempre un orbital atómico con un $\mathrm p$ contribución. Ignorando 2 y 4 por un segundo, el radical ocupa un $\mathrm{sp^2}$ orbital en 3 y 5 mientras que ocupa un $\mathrm{sp^3}$ orbital en 1. [1] Esto ya nos da $3\approx5<1$ .
En un siguiente paso, consideremos 2 y 4. Estos, como has notado, son adyacentes a un enlace π, por lo que el radical puede ocupar un $\mathrm p$ tipo de orbital y participar en la resonancia π. Esta es la principal forma de diferenciar 1, 2 y 4, ya que los tres podrían adoptar esencialmente una configuración planar con el radical confinado en un $\mathrm p$ Sin embargo, en 2 también puede resonar con el sistema alílico y en 4 puede resonar a través de dos dobles enlaces. Por lo tanto, ahora tenemos de forma intermedia $3\approx5<1<2<4$ .
Lo único que queda es determinar la diferencia entre 3 y 5, lo que no es trivial. En el 3, se tiene un solo doble enlace. Esta estructura puede distorsionarse un poco, aumentando el ángulo de enlace en el carbono portador de radicales hacia algo más cercano a $\mathrm{sp}$ . Los enlaces simples de libre rotación que componen la mayor parte del anillo permiten esta distorsión. El radical fenilo puede distorsionarse mucho menos, ya que su geometría está básicamente definida por el anillo aromático de seis miembros. Por tanto, podemos suponer que el 3 es más estable que el 5. Por lo tanto: $5<3<1<2<4$ .
Nota:
[1]: De hecho, la rehibridación también es posible en 1, dando al radical un $\mathrm p$ orbital y haciendo que la disposición de los sustituyentes sea planar alrededor del centro radical.
Espero que con rehibridación te refieras a la distorsión hacia una coordinación planar trigonal.
¿Cómo se explica que los radicales sean deficientes en electrones? ¿Y aplicarles la regla de Bent de esta manera? La carga formal de un radical es 0. ¿Podrías citar algunas fuentes para justificar tus afirmaciones?
Mientras se comprueba la estabilidad del radical libre de carbono se trata como carga positiva pero no vemos resonancia o efecto mesomérico porque para estos efectos tenemos que romper los enlaces homolíticamente, lo que sólo es posible a alta temperatura. Así que sólo vemos el efecto H o el efecto I. Ahora 5 y 3 son sp2 que son menos estables y + I de la cadena de carbono sp3 es más así que 3 es más estable que 5.
En 4,2,1 vemos el efecto H así que 6,5,4 átomos de hidrógeno conjugados están ahí respectivamente en 4,2,1 así que el orden de estabilidad es 4 > 2 > 1 > 3 > 5
Definitivamente, no debemos tratar a un radical como una carga positiva -aunque admitiré que ambos son compuestos deficientes en electrones y se aplican reglas similares a ambos. La principal diferencia es que las cargas positivas deben siempre estar confinados en orbitales de tipo p, mientras que los radicales también pueden ocupar $\mathrm{sp}^n$ orbitales híbridos. Además, los radicales hacer se benefician de la estabilización mesomérica en su caso; no tenemos que "romper enlaces".
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Pues bien, el 1 no está estabilizado y el 3 y el 5 son menos tabla debido al carácter s más fuerte de los orbitales con electrón no apareado.
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¿Se ha vuelto a hacer esta pregunta hoy? chemistry.stackexchange.com/questions/83360/ @Jan
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@Zhe Sí lo hizo, así que decidí dar una respuesta adecuada al objetivo de la dupla.