Carbanion là gì?

Một carbanion là một anion, một phân tử tích điện âm, bao gồm một nguyên tử carbon với điện tích âm.Điện tích nguyên tử carbon là do một cặp electron đơn độc không được chia sẻ, trái ngược với ba cặp khác được liên kết với các nguyên tử khác.Carbanions được gọi là chất trung gian phản ứng do sự mất ổn định và xu hướng hình thành các hợp chất ổn định thay vì vẫn ở dạng ban đầu.Chúng được nghiên cứu như một phần của hóa học hữu cơ. Phí tiêu cực của carbanion khiến nó phản ứng với các hợp chất khác như một nucleophile, có nghĩa là nó dễ dàng tặng các electron của nó.Nó liên kết với một nguyên tử khác bằng cách tặng cả electron mdash;Trong trường hợp này, cặp đơn độc.Hành động này định nghĩa carbanion là một cơ sở của Lewis, trái ngược với axit Lewis, sẽ chấp nhận một cặp electron đơn độc trong một liên kết hóa học.Điều này có nghĩa là carbon, nguyên tử trung tâm, được bao quanh đối xứng bởi các quỹ đạo electron trong hình dạng của tứ diện.Nếu chỉ có ba liên kết được bao gồm trong hình học, phân tử là kim tự tháp sinh lượng, với nguyên tử carbon ở đỉnh của kim tự thápđược liên kết với nguyên tử carbon, cấu trúc carbanion có thể đảo ngược, lật phân tử.Thông thường, hàng rào năng lượng phải vượt quá đối với đảo ngược carbanion diễn ra là khá thấp và phản ứng dễ dàng tiến hành.Các yếu tố khác nhau có thể nâng cao rào cản năng lượng này.Ví dụ, cấu trúc vòng của cyclopropyl làm cho sự đảo ngược trở nên khó khăn và carbanions trong các cấu trúc như vậy hoạt động ổn định hơn so với trong một hệ thống mở hơn.ElectroneGativity cũng đóng một vai trò trong việc ổn định carbanions.Một nguyên tử hoặc một nhóm có xu hướng thu hút các electron.Khi một carbanion được bao quanh bởi các nguyên tử điện tử, cặp đơn độc của nó bị thu hút bởi chúng và nó trở nên ổn định.Việc truyền điện tích này được biết đến rộng rãi hơn là hiệu ứng cảm ứng.Họ có liên quan đến việc hình thành các thuốc thử Grignard, là các dẫn xuất hữu cơ của magiê hoạt động như carbanions.Phản ứng Grignard là một ví dụ về hóa học organometallic, nghiên cứu các hợp chất trong đó một kim loại được liên kết với carbon.Trong các phản ứng này, các tính chất nucleophilic của carbanions được sử dụng để tấn công và sửa đổi các hợp chất khác để tạo ra các sản phẩm hóa học.