Thể theo yêu cầu cuả admin BM, đồng thời để bảo đảm tính mạng (nếu ko BM quýnh mình chết ahhhh!!!!
![Matcuoi (33)](/images/smilies/matcuoi02/matcuoi (33).gif)
), Bim sẽ post bài carben.
1.
Cấu trúc carben: Carben có hai dạng tồn tại: singlet và triplet. Dựa vào kết quả của phổ X-ray và EPR(electron paramagnetic resonance) ta thu được các thông số sau của 2 dạng carben:
Về cấu trúc điện tử của 2 dạng triplet và singlet, có 2 giả thuyết đưa ra:
-
giả thuyết 1: đối với dạng Singlet, carbon ở trạng thái lai hóa sp2, trong đó 2 e sẽ được điền vào orbital sp2 và còn 1 orbital p trống. góc liên kết R-C-R nhỏ hơn 120 độ do sự tương tác của cặp e trên orbital sp2, đối với dạng triplet, cacbon ở trạng thái lai hóa sp, hai e nằm ở hai orbital p.
-
giả thuyết 2: cà 2 dạng đều ở trạng thái lai hóa sp2. Đối với dạng singlet, 2 e ghép cặp đều nằm ở orbital sp2, nhưng đối với dạng triplet, 1 e ở obital sp2, e còn lại ở orbital p.
Bây giờ chúng ta sẽ cùng phân tích từng giả thuyết một !
-
giả thuyết 1: xét :CH2
-
giả thiết 2: cả 2 dạng của carbene đều ở trạng thái lai hóa sp2.
![](http://img88.imageshack.us/img88/5690/carbene5jp2.jpg)
Với giả thuyết này ta có thể giải thích thỏa đáng các giá trị góc liên kết của triplet và singlet. Thật vậy, nếu carbon ở dạng triplet lai hóa sp, mỗi orbital p chứa 1 e độc thân chiếm vùng không gian rất nhỏ không thể dẩy góc liên kết H-C-H từ 180 độ về còn 130 – 150 độ. Nếu carbon này lai hóa sp2, góc liên kết bình thường H-C-H là 120 độ, nhưng do 1 orbital sp2 chứa 1 e độc thân chiếm vùng không gian nhỏ nên góc liên kết H-C-H có xu hướng mở rộng ra đến 130- 150 độ. Như vậy giả thiết 2 giải thích phù hợp với thực nghiệm hơn!
Ta xét gian đồ năng lượng phân tử của 2 dạng trên:
![](http://img98.imageshack.us/img98/5686/carbene7ed9.jpg)
Về mức tương quan năng lượng giữa 2 dạng triplet và singlet được biểu thị qua giản đồ sau:
Sỡ dĩ ở trạng thái ground state, singlet có mức năng lượng cao hơn triplet là do tương tác đẩy của 2 e cùng nằm trong một orbital sp2.
Như vậy, một câu hỏi mới được đặt ra:
khi nào carbene tồn tại ở dạng triplet khi nào tồn tại ở dạng singlet? ![Matcuoi (14)](/images/smilies/matcuoi02/matcuoi (14).gif)
Một lưu ý nhỏ cần quan tâm là cả 2 dạng của carbene đều có thế năng cao. Khi nói carbene này tồn tại chủ yếu ở dạng triplet điều đó có nghĩa là dạng triplet có năng lượng thấp hơn dạng singlet.
Nếu
carbon liên kết với những nhóm thế có cặp e tự do như O, Cl (chẳng hạn như :CCl2)
thì cacben tồn tại chủ yếu ở dạng nào? Khi có những nhóm thế có đặc tính như trên, cặp e p có khuynh hướng xen phủ với obital p của carbene. Nếu carbene ở dạng triplet, để sự xen phủ xảy ra thuận lợi, e p có khuynh hướng
ghép cặp với e trên orbital sp2. Năng lượng cần thiết để xảy ra sự ghép cặp e khoảng 40kJ/mol. Vì thế để thuận lợi về mặt năng lượng
carbene sẽ ở dạng singlet.
Ngoài ra, cấu trúc của cacben còn phụ thuộc vào cách thức tạo ra nó.Chẳng hạn như một trong những cách để điều chế carbene là pu khử
![ki hieu toan hoc](/images/smilies/anpha.gif)
của hợp chất halogenur R2CH-X với sự hiện diện của 1 bazo mạnh hoặc hợp chất cơ kim.
Với pu này dạng carbene hình thành là singlet:
Nếu carbene hình thành là :CH2 và nếu pu xảy ra nhanh, dạng singlet vừa mới hình thành sẽ chuyển sang dạng triplet.Như vậy dạng tồn tại của carbene phụ thuộc
3 yếu tố:
- nó được hình thành bằng cách nào?
- Tốc độ pu nhanh hay chậm
- Nó có khả năng chuyển sang dạng khác của carbene(triplet hay singlet).