Hva er en karbanion?

En karbanion er en anion, et negativt ladet molekyl, som inkluderer et karbonatom med negativ ladning.Karbonatomene lades er forårsaket av et ensomt par elektroner som er ikke delt, i motsetning til de tre andre parene som er bundet med andre atomer.Karbanioner er kjent som reaktive mellomprodukter på grunn av deres ustabilitet og tendens til å danne stabile forbindelser i stedet for å forbli i original form.De blir studert som en del av organisk kjemi.

Karbanionens negative ladning får den til å reagere med andre forbindelser som en nukleofil, noe som betyr at den lett donerer elektronene.Det binder seg til et annet atom ved å donere både elektroner og mdash;I dette tilfellet det ensomme paret.Denne handlingen definerer karbanionen som en Lewis -base, i motsetning til en Lewis -syre, som vil akseptere et ensomt par elektroner i en kjemisk binding.

Strukturelt sett har karbanioner en tetrahedral molekylær geometri hvis det ensomme paret telles.Dette betyr at karbon, det sentrale atomet, er symmetrisk omgitt av elektronbanene i form av en tetrahedron.Hvis bare de tre bindingene er inkludert i geometrien, er molekylet trigonalt pyramidalt, med karbonatomet ved pyramiden, de tre bundne atomer som danner basen, og det ensomme paret som flyter på toppen.

avhengig av substituenteneSom er bundet til karbonatomet, kan karbanionstrukturen vende og snu molekylet.Vanligvis er energibarrieren som må overskrides for karbanioninversjon for å finne sted ganske lav, og reaksjonen fortsetter lett.Ulike faktorer kan heve denne energibarrieren.For eksempel gjør ringstrukturen til cyclopropyl inversjon vanskelig, og karbanioner i slike strukturer oppfører seg mer stabilt enn de ville gjort i et mer åpent system.

Elektronegativitet spiller også en rolle i å stabilisere karbanioner.Et atom eller gruppe som er elektronegativ har en tendens til å tiltrekke elektroner.Når en karbanion er omgitt av elektronegative atomer, blir det ensomme paret tiltrukket av dem og det blir stabilisert.Denne overføringen av ladning er mer bredt kjent som den induktive effekten.

Karbanioner er viktige i organisk kjemi og blir sett på som mellomprodukter i mange reaksjoner.De er involvert i dannelsen av Grignard -reagenser, som er organiske derivater av magnesium som oppfører seg som karbanioner.Grignard -reaksjonen er et eksempel på organometallisk kjemi, studiet av forbindelser der et metall er bundet til et karbon.I disse reaksjonene brukes de nukleofile egenskapene til karbanioner til å angripe og endre andre forbindelser for å lage kjemiske produkter.