Vad är en karbanion?

En karbanion är en anjon, en negativt laddad molekyl, som inkluderar en kolatom med en negativ laddning.Kolatomens laddning orsakas av ett ensamt par elektroner som är odelade, i motsats till dess tre andra par som är bundna med andra atomer.Carbanions är kända som reaktiva mellanprodukter på grund av deras instabilitet och tendens att bilda stabila föreningar snarare än att förbli i originalform.De studeras som en del av organisk kemi.

Den negativa laddningen av Carbanion får dess att reagera med andra föreningar som en nukleofil, vilket innebär att den lätt donerar sina elektroner.Den binds till en annan atom genom att donera både elektroner och mdash;I det här fallet är det ensamma paret.Denna åtgärd definierar Carbanion som en Lewis -bas, i motsats till en Lewis -syra, som skulle acceptera ett ensamt par av elektroner i en kemisk bindning.

Strukturellt har karbanioner en tetraedral molekylgeometri om det ensamma paret räknas.Detta innebär att kol, den centrala atomen, är symmetriskt omgiven av elektronorbitalerna i form av en tetrahedron.Om endast de tre bindningarna ingår i geometri, är molekylen trigonal pyramidal, med kolatomen vid spetsen av pyramiden, de tre bundna atomerna som bildar basen och det ensamma paret flyter ovanpå.

beroende på substituenternasom är bundna till kolatomen, karbanionstrukturen kan invertera och vända molekylen.Vanligtvis är energibarriären som måste överskridas för inversion av karbanion för att äga rum ganska låg och reaktionen fortsätter lätt.Olika faktorer kan höja denna energibarriär.Till exempel gör ringstrukturen för cyklopropyl inversion svår, och karbanioner i sådana strukturer uppträder mer stabilt än de skulle göra i ett mer öppet system.

Elektronegativitet spelar också en roll i att stabilisera karbanioner.En atom eller grupp som är elektronegativ tenderar att locka elektroner.När en karbanion är omgiven av elektronegativa atomer lockas dess ensamma par av dem och det blir stabiliserat.Denna överföring av laddning är mer allmänt känd som den induktiva effekten.

Karbanioner är viktiga i organisk kemi och ses som mellanprodukter i många reaktioner.De är involverade i bildandet av Grignard -reagens, som är organiska derivat av magnesium som beter sig som karbanioner.Grignard -reaktionen är ett exempel på organometallisk kemi, studien av föreningar där en metall är bunden till ett kol.I dessa reaktioner används de nukleofila egenskaperna hos karbanioner för att attackera och modifiera andra föreningar för att skapa kemiska produkter.