Avainero isovalentin ja uhrautuvan hyperkonjugaation välillä on niiden päämuoto ja kanoninen muoto. Isovalenttinen hyperkonjugaatio tapahtuu vapaissa radikaaleissa ja karbokationeissa, joissa kanonisessa muodossa ei ole varauserotusta, mutta päämuodossa on varauserotus, kun taas uhrautuva hyperkonjugaatio on tila, jossa kanoniseen muotoon ei liity sidosresonanssia, mutta päämuodossa ei ole varausjakaumaa.
Ennen kuin ymmärrät eron isovalentin ja uhrautuvan hyperkonjugaation välillä, on tärkeää ymmärtää, mikä on hyperkonjugaatio. Hyperkonjugaatio on σ-sidosten vuorovaikutusta pi-sidosverkoston kanssa.
Mikä on hyperkonjugaatio?
Termi hyperkonjugaatio viittaa σ-sidosten vuorovaikutukseen pi-verkon kanssa. Tässä vuorovaikutuksessa sigmasidoksessa olevat elektronit ovat vuorovaikutuksessa viereisen osittain (tai kokonaan) täytetyn p-orbitaalin tai pi-orbitaalin kanssa. Tämän tyyppiset vuorovaikutukset tapahtuvat molekyylin stabiilisuuden lisäämiseksi.
Kuva 01: Hyperkonjugaatio
Yleensä hyperkonjugaatio tapahtuu, koska C-H-sigma-sidoksessa olevat sitoutuvat elektronit menevät päällekkäin viereisen hiiliatomin p- tai pi-orbitaalin kanssa. Tässä vetyatomi sijaitsee lähellä protonia. Hiiliatomiin kehittyvä negatiivinen varaus siirretään p- tai pi-orbitaalin päällekkäisyyden vuoksi.
Mikä on isovalenttinen hyperkonjugaatio?
Isovalenttinen hyperkonjugaatio viittaa hyperkonjugaatioon, joka tapahtuu vapaissa radikaaleissa ja karbokationeissa, joissa kanonisessa muodossa ei ole varauserotusta, mutta päämuodossa on varauserotus. Voimme kuvata tämän tyyppistä hyperkonjugaatiota kemiallisten sidosten järjestelynä hyperkonjugoidussa molekyylissä, jossa sidosten lukumäärä on samanlainen kuin kahdella resonanssirakenteella, kun taas toinen rakenne on energian avulla vähemmän suotuisa kuin ensimmäinen rakenne. Hyvä esimerkki tällaisesta hyperkonjugaatiosta on H3C-CH2 ja H3C-C+H 2
Mikä on uhrautuva hyperkonjugaatio?
Uhrautuva hyperkonjugaatio viittaa hyperkonjugaatioon, jossa kanoniseen muotoon ei liity sidosresonanssia, mutta päämuodossa ei liity varauksen jakautumista. Tämän tyyppinen hyperkonjugaatio tunnetaan myös nimellä "ei sidosta hyperkonjugaatio". Tämä johtuu siitä, että tämän hyperkonjugaatioprosessin resonanssirakenteissa voimme havaita, että resonanssirakenteista puuttuu sidos (sidos vetyatomin ja alfa-hiiliatomin välillä). Siksi yksi vetyatomeista puuttuu rakenteesta, mutta se esiintyy silti lähellä protonina. Tämän ansiosta voimme antaa alfa-hiiliatomin sidosjärjestyksen noin 1,5:ksi. Koska rakenteesta puuttuu yksi sidos, se tunnetaan uhrautuvana hyperkonjugaationa.
Mitä eroa isovalentilla ja uhrautuvalla hyperkonjugaation välillä on?
Termi hyperkonjugaatio viittaa σ-sidosten vuorovaikutukseen pi-verkon kanssa. On olemassa kaksi päämuotoa hyperkonjugaatiosta, joista voimme keskustella: isovalenttinen ja uhrautuva hyperkonjugaatio. Keskeinen ero isovalentin ja uhrautuvan hyperkonjugaation välillä on, että isovalenttinen hyperkonjugaatio tapahtuu vapaissa radikaaleissa ja karbokationeissa, joissa kanonisessa muodossa ei ole varauserotusta, mutta päämuodossa on. Samaan aikaan uhrautuva hyperkonjugaatio viittaa tilaan, jossa kanoniseen muotoon ei liity sidosresonanssia, mutta päämuodossa ei sisällä varauksen jakautumista.
Yhteenveto – Isovalenttinen vs. uhrautuva hyperkonjugaatio
Termi hyperkonjugaatio viittaa σ-sidosten vuorovaikutukseen pi-verkon kanssa. Hyperkonjugaatiossa on kaksi päämuotoa: isovalenttinen ja uhrautuva hyperkonjugaatio. Keskeinen ero isovalentin ja uhrautuvan hyperkonjugaation välillä on se, että isovalenttinen hyperkonjugaatio tapahtuu vapaissa radikaaleissa ja karbokationeissa, joissa kanonisessa muodossa ei ole varauksen erotusta, mutta päämuodossa esiintyy, kun taas uhrautuva hyperkonjugaatio viittaa tilaan, jossa kanoniseen muotoon ei liity sidosresonanssia, mutta pääasiallinen sisältää maksuttoman jakelun.
