Alternativní uhlovodík - Alternant hydrocarbon

An alternativní uhlovodík je jakýkoli konjugovaný uhlovodíkový systém který nemá lichý člen prsten. U těchto systémů je možné provést hvězdný proces, ve kterém uhlík atomy jsou rozděleny do dvou sad: všechny atomy uhlíku v jedné sadě jsou označeny hvězdičkou, takže k sobě nejsou vázány žádné dva atomy s hvězdičkou nebo bez hvězdičky. Zde sada s hvězdičkou obsahuje nejvyšší počet atomů.[1] Pokud je tato podmínka splněna, sekulární determinant v Hückel aproximace má jednodušší formu, protože křížové diagonální prvky mezi atomy ve stejné sadě jsou nutně 0.

Alternativní uhlovodíky vykazují tři velmi zajímavé vlastnosti:[2]

  • The molekulární orbitální energie pro systém π jsou spárovány, to znamená pro oběžnou dráhu energie existuje energie .
  • Koeficienty dvou spárovaných molekulárních orbitalů jsou stejné na stejném místě, s výjimkou změny znaménka v nehvězdné sadě.
  • Populace nebo elektronová hustota na všech stránkách se rovná jednotě v základní stav, takže distribuce elektronů π je rovnoměrná v celé molekule.

Kromě toho, pokud alternativní uhlovodík obsahuje lichý počet atomů, pak musí existovat nepárový orbitál s nulovou vazebnou energií (a non-bonding orbital ).[3] Pro tento orbitál lze koeficienty na atomových stránkách zapsat bez výpočtu: koeficient na všech orbitálech patřících k menší (nehvězdné) sadě je 0 a součet koeficientů (hvězd) orbitalů kolem nich musí být také být 0. Jednoduchá algebra umožňuje přiřazení všech koeficientů a poté normalizovat je.[2] Tento postup umožňuje predikci vzorců reaktivity a lze jej využít k výpočtu Dewarova čísla reaktivity pro všechny weby.

Reference

  1. ^ Orchin, Milton (2005). Slovník a pojmy organické chemie. John Wiley & Sons. str. 73–74. ISBN  9780471680284.
  2. ^ A b Yardley Jones, Richard Arnold (1979). Fyzikální a mechanická organická chemie. Cambridge University Press. 105–111. ISBN  9780521295963.
  3. ^ Smith, Michael; March, Jerry (2007). Marchova pokročilá organická chemie: reakce, mechanismy a struktura. John Wiley & Sons. str. 69–71. ISBN  9780471720911.