Perché i gruppi alchilici che si dice siano "rilascianti" di elettroni (noto anche come "donazione" di elettroni) rispetto all'idrogeno quando si parla di carbocationi?

Questo è nel contesto di una discussione su stabilizzazione dell'iperconjugazione.

Per un carbocatione, puoi avere a metile (# "CH" _3 #), primario (#1^@#), secondario (#2^@#), o terziario (#3^@#carbocation.

Sono classificati in stabilità così:

Potete vedere che da sinistra a destra il numero di gruppi alchilici attaccato alla centrale caricato positivamente carbonio aumenta (ogni gruppo alchilico sostituisce un idrogeno), che è in correlazione con il aumentare in stabilità.

Quindi, deve essere che i gruppi alchilici hanno qualcosa a che fare con esso. In effetti, c'è un effetto chiamato iperconiugazione che descrive cosa sta succedendo qui. Questa è un'istanza, ma ci sono altri tipi per altri contesti.

In questo caso, gli elettroni in a # Mathbf (Sigma) #-bonding orbitale (qui, è dei gruppi metilici circostanti ' # "C" - "H" # obbligazioni) possono interagire con il adiacente vuoto # Mathbf (p) # orbitale sul carbonio con carica positiva centrale.

L'immagine sopra raffigura un confronto tra carbocation primaria e carbocatione metilico.

Il carbonio con il vuoto, viola # P # l'orbitale è il carbonio caricato positivamente, mentre il giallo # Sp ^ 3 # #sigma#-bonding orbital è capace di la donazione gli elettroni nel viola vuoto # P # orbitale.

Questo estende l'orbitale molecolare per stabilizzare il carbocation e dimostra il carattere di donazione / rilascio di elettroni di un gruppo metilico adiacente.

Possiamo vedere l'effetto stabilizzante in questo diagramma orbitario molecolare:

Il vuoto # P # l'orbitale si è stabilizzato dopo il riempimento adiacente #sigma# il legame condivide i suoi elettroni con il vuoto # P # orbitale.

(Non deve però essere vuoto, potrebbe essere parzialmente riempito, come in un composto a radicali di carbonio).