Springen naar inhoud

Zuurtegraad


  • Log in om te kunnen reageren

#1

isabel89

    isabel89


  • >25 berichten
  • 77 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2008 - 10:56

Hallo,

Kan iemand mij uitleggen waarom cyclopentadieen veel zuurder is dan benzeen? Ik zou juist zeggen dat benzeen iets zuurder zou zijn, want door deprotonatie van beide moleculen kun je ook bij beiden de negatieve lading delokaliseren. En door deprotonatie van bezeen komt de negatieve lading op een sp2-gehybridiseerd orbitaal, terwijl door deprotonatie van cyclopentadieen de negatieve lading op een sp3-gehybridiseerd orbitaal komt...

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8934 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 mei 2008 - 12:31

De grootste fout in je redenering is dat je ervan uitgaat dat hybridisatie een vaststaand gegeven is. Echter, bij chemische reacties kunnen en zullen hybridisaties veranderen. Deprotonering is uiteraard ook een chemische reactie.
Als je om het even welk molecuul deprotoneert komt er een negatieve lading op dat molecuul. De twee electronen die eerst het bindingselectronenpaar vormden zitten nu in zijn geheel op het molecuul.

Cyclopentadieen (C5H6) heeft 4 pi-electronen, en 1 van de C-atomen is inderdaad sp3. Na deprotonatie houd je C5H5- over. Daarvan zijn alle C-atomen sp2 gehybridiseerd. Deze 5 atomen bevatten nu 4 + 2 die eerst in het bindingselectronenpaar zaten = 6 pi electronen, en 6 pi-electronen in een ring leidt tot aromaticiteit, zoals dat ook bij benzeen (voorafgaand aan deprotonatie) het geval is. Het C5H5- (cyclopentadienyl) anion is dus relatief stabiel.

Bij benzeen speelt in feite net het omgekeerde. Dat is van zichzelf al aromatisch, en heeft niets te winnen door een proton af te staan. Die 2 electronen komen in een sp2-orbitaal terecht en kunnen niet gedelocaliseerd worden zonder dat dat ten koste gaat van de aromaticiteit.

Wat bij dit soort vraagstukken helpt is de moleculen te tekenen en de mogelijke delocalisatie (verschillende resonantiestructuren) te tekenen, mét pijltjes om te zien "wat de electronen doen". Zie bijlage. Ik heb 3 mogelijke resonantiestructuren voor C5H5- getekend. De andere 2 gaan op dezelfde manier. Vijf equivalentie resonantiestructuren dus, met de negatieve lading netjes verdeeld over alle 5 C-atomen

Ook heb ik de theoretische resonanantiestructuren van C6H5- getekend. Zoals je ziet zijn er 4, waarvan de middelste 2 eigenlijk niet eens geloofwaardig zijn. De bijdrage ervan aan de werkelijke structuur zal minimaal zijn. Bovendien zie je in alle gevallen dat de verdeling van de negatieve lading een stuk minder is dan bij C5H5- .

Bijgevoegde miniaturen

  • Cp.gif

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#3

isabel89

    isabel89


  • >25 berichten
  • 77 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 mei 2008 - 16:07

Je zei: 'Na deprotonatie houd je C5H5- over. Daarvan zijn alle C-atomen sp2 gehybridiseerd.'

Klopt het wel dat alle C-atomen sp2 gehybridiseerd zijn?

Want als je deprotoneerd zal er een H-atoom minder op het C-atoom zitten dat eerst twee H-atomen bevatte. Dan heb je daar nog altijd een C-H-binding, 2 C-C-bindingen en een vrij elektronenpaar. Is het dan niet zo dat deze koolstof sp3-gehybridiseerd is? (net als b.v. de hybridisatie toestand van stikstof in NH3)

Als het wel klopt, waarom is het hier dan anders? En als het niet klopt, is het dan nog steeds zo dat je aromaticiteit krijgt na deprotonatie?

Alvast bedankt!

#4

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8934 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 mei 2008 - 00:59

Een goede vraag, en een moeilijke vraag om er een goed antwoord op te geven!

Het is heel belangrijk om in je achterhoofd te houden wat hybridisatie is: Een theorie die beschrijft hoe door middel van het maken van mengvormen van orbitalen, nieuwe orbitalen ontstaan met een bepaalde vorm/verdeling ovr de ruimte.

De vorm van een molecuul wordt bepaald door de VSEPR-theorie: electronen in de valentieschillen stoten elkaar af en de uiteindelijke vorm van het molecuul zal zodanig zijn dat die electronen een zo groot mogelijke onderlinge afstand aannemen. Hybridisatie is een manier om te beschrijven hoe die vorm bereikt wordt, met andere woorden, hoe de oorspronkelijke s en p (etc) orbitalen gemengd worden.

Het is dus niet zo dat de hybridisatie van een atoom bepaalt hoe een molecuul eruitziet, maar eerder andersom: De vorm van een molecuul bepaalt de hybridisatie van de atomen.

De vraag is dus waarom het NH3 molecuul een andere vorm heeft dan de C-CH-C groep in een C5H5- anion. Je zou inderdaad verwachten dat die dezelfde vorm hebben. Wat echter bij C5H5- meespeelt is een stukje symmetrie: Wanneer alle atomen gelijk zijn kun je een mooie platte ring maken met een 5-voudige symmetrie-as. Zou een van de atomen een omringing aannemen als bij NH3, wat voor de ladingsverdeling op die plaats waarschijnlijk wel het gunstigst zou zijn, dan verlies je een hoop symmetrie. Immers, je H-atoom kan dan niet meer in het vlak van de ring staan. De ladingsverdeling in het totale molecuul is dan minder gunstig.

En daarbij (en misschien wel het belangrijkst): Het aannemen van sp2-hybridisatie maakt het ontstaan van een aromatische structuur mogelijk. Aromaticiteit kan enkel en alleen wanneer je p-orbitalen hebt, in een vlakke ring, en zolang de orbitalen zijn gevuld met 4N+2 electronen. Zou het C-atoom sp3 blijven, dan heb je maar 4 p-orbitalen, met 4 electronen erin.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#5

isabel89

    isabel89


  • >25 berichten
  • 77 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 mei 2008 - 10:00

Ik snap het nu gelukkig helemaal, heel erg bedankt!





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures