離域電子

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分子中的离域电子以图中圆圈表示。

離域電子是在分子離子固體金屬中的電子,其不止與單一原子單一 共價鍵有關係,而是因为有 [1] 游離電子包含在分子軌道中,延伸到幾個相鄰的原子。典型的例子,離域電子可在共轭系統介離子英语mesoionic化合物中被發現。人們漸漸地了解到,電子在σ鍵結的階段也會被游離。例如甲烷鍵結的電子其共享五個原子。更多與游離相關的知識详见分子軌道理論

例子[编辑]

在單純的的芳香環苯環上六個碳的游離π電子在圖上常以畫一圈來表示。事實上六個c-c鍵結之間的距離都是等距的,這也是電子游離的一個跡象。在價電子鍵結理論中,苯環中的游離代表共振

離域電子也存在於固態金屬的結構中,其d軌域s軌域之間相互干涉。金屬的結構中包含對齊一至的帶正電離子陽離子),在「電子海」中形成離域電子。這同意於電子在結構中自由移動,產生了導電性

鑽石當中每個碳上面的四個外層電子,彼此都是以共價鍵的形式鍵結。電子的移動受到限制也因此鑽石無法傳導電流。 在石墨當中碳原子的四個外層能量電子只使用三個作為與另外三個原子間的共價鍵結形成一個平面。每一個碳原子貢獻一個電子到游離系統中的電子,這個電子也是一部分的化學鍵結。離域電子能自由移動在整個平面,因此石墨可以沿著平面的碳原子導電,但無法直接在直角處傳導電子到平面。

在離子中當要表達離域點子時常常用游離電荷這種說法。其中一個在離子中離域電子(游離電子)的例子是在羧酸基上被發現,其負電荷在三個氧原子上對於中心是相等的。游離電荷製是一個重要的因素決定們的反應能力(一般來說,越高程度的游離能反應能力越低)還有特別是共厄酸中酸的強度。一般來說,越好游離的電子是電荷為负電的陰離子,其也是越強的共厄酸。例如負電荷在過氯酸中陰離子(ClO4-)是均勻分布方向平行於氧原子(還有部分的陰離子是被中央的氯原子維持住)。這個絕佳的游離電荷與大量的氧原子(四個)結合加上高電負度的中心氯原子導致過氯酸成為一種我們所知道的強酸。(pKa 值的範圍在-7 .. -10之間)。這種游離電荷在陰離子中可以透過WAPS參數來定量。[2]

反應當中的游離[编辑]

離域電子很重要的原因有很多。第一,預測化學反應不會發生是因著電子游離到更穩定的一個階段,而化學反應會發生是由於在不同的位置。其中一個例子是傅-克反應用1-氯-2-甲基丙烷甲基化苯環;碳陽離子重新排列到異丁基由一種特別構成的游離-超共軛來穩定。游離會使電子的波長變長導致電子的能量下降。

另見[编辑]

參考文獻[编辑]

  1. ^ IUPAC Gold Book delocalization
  2. ^ Kaupmees K., Kaljurand I., Leito I. Influence of Water Content on the Acidities in Acetonitrile. Quantifying Charge Delocalization in Anions. J. Phys. Chem. A. 2010, 114: 11788–11793. doi:10.1021/jp105670t.