Η βασική διαφορά μεταξύ κλασικού και μη κλασικού καρβοκατιόντος είναι ότι τα κλασικά καρβοκατιόντα έχουν ένα άτομο άνθρακα που έχει έξι ηλεκτρόνια σε τρεις χημικούς δεσμούς, ενώ τα μη κλασικά καρβοκατιόντα έχουν δομή τριών κέντρων δύο ηλεκτρονίων.
Ένα καρβοκατιόν είναι ένα χημικό είδος που είναι ένα τμήμα ενός οργανικού μορίου. Έχει θετικό φορτίο σε ένα άτομο άνθρακα. Ένα απλό παράδειγμα καρβοκατιόντος είναι το CH3+ Ορισμένα καρβοκατιόντα έχουν περισσότερα από ένα θετικά φορτία, στο ίδιο άτομο άνθρακα ή σε διαφορετικό άτομο. Επιπλέον, τα καρβοκατιόντα είναι δραστικά ενδιάμεσα σε οργανικές αντιδράσεις λόγω της παρουσίας θετικού φορτίου. Υπάρχουν έξι ηλεκτρόνια σε ένα άτομο άνθρακα, γεγονός που το καθιστά ασταθές (η παρουσία οκτώ ηλεκτρονίων εξασφαλίζει τη σταθερότητα). επομένως τείνει να αναζητά ηλεκτρόνια.
Τι είναι το Κλασσικό Καρβοκατιόν;
Ένα κλασικό καρβοκατιόν είναι ένα ιόν που περιέχει ένα θετικά φορτισμένο άτομο άνθρακα που έχει έξι ηλεκτρόνια που συμμετέχουν σε τρεις χημικούς δεσμούς. Μπορούμε να ονομάσουμε αυτό το άτομο άνθρακα ως θετικό άνθρακα με τρεις συντεταγμένες.
Εικόνα 01: Σχηματισμός Κλασικού Καρβοκατιόντος
Για να διασφαλιστεί η μέγιστη σταθερότητα, το άτομο άνθρακα θα πρέπει να έχει οκτώ ηλεκτρόνια σθένους. Αλλά στο καρβοκατιόν, υπάρχουν μόνο έξι ηλεκτρόνια στο άτομο άνθρακα που έχουν θετικό φορτίο. Επομένως, τείνει να μοιράζεται δύο ακόμη ηλεκτρόνια από ένα ηλεκτραρνητικό είδος. Αυτό καθιστά το άτομο άνθρακα σταθερό και εξουδετερώνει το θετικό φορτίο. Αυτός είναι ο λόγος για την υψηλή αντιδραστικότητα των κλασικών καρβοκατιόντων. Ωστόσο, η ενέργεια ενός κλασικού καρβοκατιόντος είναι χαμηλή σε σύγκριση με την ενέργεια του αντίστοιχου μη κλασικού καρβοκατιόντος. Αλλά αυτή η διαφορά στις ενέργειές τους είναι πολύ μικρή.
Τι είναι το μη κλασικό καρβοκατιόν;
Ένα μη κλασικό καρβοκατιόν είναι ένα ιόν που περιέχει έναν θετικά φορτισμένο άνθρακα σε ένα κέντρο δύο ηλεκτρονίων τριών κέντρων. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν τρία άτομα που μοιράζονται δύο ηλεκτρόνια σε αυτά τα καρβοκατιόντα. Αυτός ο τύπος κοινής χρήσης ηλεκτρονίων ονομάζεται αποτοπισμός των ηλεκτρονίων.
Εικόνα 02: Ενεργειακή διαφορά μεταξύ κλασικών και μη κλασικών καρβοκατιόντων
Το πιο κοινό παράδειγμα ενός μη κλασικού καρβοκατιόντος είναι το κατιόν 2-νορβορνυλίου. Υπάρχει σε μια λιγότερο συμμετρική δομή τριών κέντρων δύο ηλεκτρονίων. Υπάρχει πολύ μικρή διαφορά στην ενέργεια μεταξύ των κλασικών και των μη κλασικών καρβοκατιόντων. Επομένως, είναι πολύ δύσκολο να τα ξεχωρίσεις πειραματικά.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του κλασικού και του μη κλασικού καρβοκατιόν;
Μπορούμε να ταξινομήσουμε τα καρβοκατιόντα σε δύο ομάδες ως κλασικά και μη κλασικά καρβοκατιόντα, ανάλογα με τη χημική δομή. Η βασική διαφορά μεταξύ του κλασσικού και του μη κλασικού καρβοκατιόν είναι ότι τα κλασικά καρβοκατιόντα έχουν ένα άτομο άνθρακα που έχει έξι ηλεκτρόνια σε τρεις χημικούς δεσμούς, ενώ τα μη κλασικά καρβοκατιόντα έχουν δομή τριών κέντρων δύο ηλεκτρονίων. Η ενέργεια του μη κλασικού καρβοκατιόντος είναι υψηλότερη από την ενέργεια του κλασικού καρβοκατιόντος, αλλά η διαφορά μεταξύ αυτών των ενεργειών είναι πολύ μικρή. Ως εκ τούτου, είναι πολύ δύσκολο να διακρίνει κανείς τη διαφορά μεταξύ κλασικών και μη κλασικών δομών.
Επιπλέον, η ενέργεια ενεργοποίησης για τη μετατροπή του κλασικού καρβοκατιόντος σε μη κλασικό καρβοκατιόν ή αντίστροφα είναι πολύ μικρή. Εκτός από αυτά, τα κλασικά καρβοκατιόντα έχουν το θετικό φορτίο στο άτομο άνθρακα και τα ζεύγη ηλεκτρονίων κόμβου γύρω από το άτομο άνθρακα, αλλά στα μη κλασικά καρβοκατιόντα, τα ηλεκτρόνια αποεντοπίζονται γύρω από το άτομο άνθρακα. Ένα παράδειγμα κλασικού καρβοκατιόντος είναι το ιόν μεθενίου, ενώ ένα παράδειγμα για ένα μη κλασικό καρβοκατιόν είναι το ιόν 2-νορβορυλίου.
Σύνοψη – Κλασικό εναντίον μη κλασικού καρβοκατιόν
Μπορούμε να ταξινομήσουμε τα καρβοκατιόντα σε δύο ομάδες ως κλασικά και μη καλσικά καρβοκατιόντα, ανάλογα με τη χημική δομή. Η βασική διαφορά μεταξύ του κλασσικού και του μη κλασικού καρβοκατιόν είναι ότι τα κλασικά καρβοκατιόντα έχουν ένα άτομο άνθρακα που έχει έξι ηλεκτρόνια σε τρεις χημικούς δεσμούς, ενώ τα μη κλασικά καρβοκατιόντα έχουν δομή τριών κέντρων δύο ηλεκτρονίων. Ένα παράδειγμα κλασικού καρβοκατιόντος είναι το ιόν μεθενίου ενώ ένα παράδειγμα μη κλασικού καρβοκατιόντος είναι το ιόν 2-νορβορυλίου.
