ethergroep - mesomere gever?

Complexe Fred

Beste,

Blijkbaar is de ethergroep een mesomere gever...

Ik heb hier zo mijn bedenkingen bij:
1. het zuurstof atoom is sp3 gehybridiseerd volgens mij -> geen mesomeer
2. het zuurstofatoom wilt elektroonjes bij zich houden -> mesomere zuiger

Weet iemand wat ik fout doe?

Alvast bedankt!

Typhoner

bij mesomerie kan de hybridisatie veranderen, ingeval het betrokken atoom een vrij energiepaar gebruikt om een dubbele binding te vormen (of vice versa). Probeer het eens te tekenen (hint: je gaat een lading op de zuurstof vormen)

verder is dit niet juist

het zuurstofatoom wilt elektroonjes bij zich houden -> mesomere zuiger

ten eerste kan zuurstof geen mesomere zuiger zijn, want dan zou ie nog meer elektronen in zijn buitenste schil moeten opnemen, maar hij heeft er al 8 (2 bindingen en 2 vrije paren), en meer gaat niet. Zuurstof is wel elektronegatief kan inductief zuigend zijn, maar da in 't geheel een ander ander

Complexe Fred

Oke! Met het tweede deel ben ik al mee.

Met het eerste deel nog niet echt: als je dan een resonantievorm opschrijft waarbij het vrije elektronenpaar (op het zuurstofatoom) een dubbele binding vormt (tussen zuurstof-en koostofatoom), dan zal koolstof toch een H moeten afstaan?

Bv: CH3-O-CH3: Als je daar dubbele binding vormt, moet er toch een H uit de molecule?

Fuzzwood

Je gaat dit effect veel beter zien als je dat probeert bij methoxyethaan. Je gaat dan structuren tegenkomen waarbij of de naaste buurkoolstof of de overbuurkoolstof een negatieve lading gaat hebben.

Typhoner

je gaat alleen goede mesomere structuren kunnen tekenen als de methoxygroep aan een dubbele binding of geconjugeerd systeem hangt (zoals een benzeenring). Bij methoxyethaan en zo ga je anders koolstoffen met te veel elektronen "maken"

Marko

Inderdaad. Als een student zoiets zou proberen te tekenen gaat er een dikke rode streep doorheen...

Elektronen verplaatsen in grensstructuren kan alleen naar atomen waar ook ruimte is voor die extra elektronen. Dat komt erop neer, dat de betreffende atomen minder bindingspartners moeten hebben dan hun valentie. Die extra elektronen moeten immers daar komen in de vorm van een vrij elektronenpaar, en de octetregel moet gerespecteerd worden.

Je kunt dit dus treffen bij een C-atoom met 2 of 3 bindingspartners, een N-atoom met 1 of 2, of een O-atoom met 1 bindingspartner.

De reden dat ik dit zo omslachtig uitleg, is omdat de uitleg van Typhoner net iets te beperkt is. Grensstructuren kun (en moet) je ook tekenen wanneer er sprake is van carbokationen en radicalen. En het is vooral daar dat het mesomeer stuwende effect van zuurstof zo belangrijk is!

Overigens kan een O-atoom wel een mesomere zuiger zijn, dit wanneer het om een dubbelgebonden O gaat. De dubbele binding wordt dan een vrij elektronenpaar op het O-atoom, over het algemeen een meer dan redelijke grensstructuur. In die gevallen is het O-atoom zowel inductief als mesomeer zuigend.

Complexe Fred

Hmm, ik ga eens proberen voor fenol, hydroxyetheen en ethanol.

fenol: er gaat een vrij elektronenpaar een pi-binding vormen tussen de benzeenring en het O-atoom. -> er komt dan een partieel positieve lading op het O-atoom en een negatieve in de benzeenring en de aromaticiteit gaat ook verloren (want 7 elektronen in geconjugeerde systeem). Dus lijkt mij eigenlijk niet zo waarschijnlijk, maar ik kan er nog mee leven

Dan voor hydroxyetheen: H-O-CH--CH₂(dubbel streepje is dubbele binding

) <-> H-O--CH--CH₂ met negatieve lading op het koolstofatoom rechts van O. Dan zit je dus met 5 elektronen rond koolstof, lijkt me ook redelijk onstabiel

En voor ethanol het zelfde liedje...

Omdat mij dit allemaal zo onwaarschijnlijk lijkt, dacht ik dat het mesomeer gevend effect van zuurstof niet bestond.... Of ben ik echt helemaal fout :p

Marko

Bij fenol: ja dit is correct, en inderdaad zullen de grensstructuren die je zo tekent minder gunstig zijn. Maar dat maakt ze nog niet onmogelijk, en ze leveren dan ook een bijdrage aan de daadwerkelijke structuur.

Voor het hypothetische geval hydroxyetheen moet je nog even tellen. De structuur met de minlading op C heeft maar 4 elektronenparen rond dat atoom: 3 bindingselektronenparen en 1 vrij.

Naar ethanol hoef je niet te kijken. Lees nog maar eens terug waarom.

Typhoner

Marko schreef: De reden dat ik dit zo omslachtig uitleg, is omdat de uitleg van Typhoner net iets te beperkt is. Grensstructuren kun (en moet) je ook tekenen wanneer er sprake is van carbokationen en radicalen. En het is vooral daar dat het mesomeer stuwende effect van zuurstof zo belangrijk is!

wat je zegt is waar, maar ik heb natuurlijk niet gezegd dat te weinig elektronen een probleem is, alleen dat te veel niet mag

. maar zo'n situatie gaat niet kunnen voorvallen bij het besproken voorbeeld van een methoxygroep. In een carbonyl zou je dan weer wel kunnen zien (al of niet geconjugeerd), Waar een methoxygroep wel i.c.m. met carbokationen kan voorkomen is bijvoorbeeld om het ortho-, pararichtende effect van de groep te verklaren.

Complexe Fred

Marko schreef: Voor het hypothetische geval hydroxyetheen moet je nog even tellen. De structuur met de minlading op C heeft maar 4 elektronenparen rond dat atoom: 3 bindingselektronenparen en 1 vrij.

Dan is er toch een elektron te veel op het koolstof atoom? Of kan dit niet zoveel kwaad?

Marko schreef: Bij fenol: ja dit is correct, en inderdaad zullen de grensstructuren die je zo tekent minder gunstig zijn. Maar dat maakt ze nog niet onmogelijk, en ze leveren dan ook een bijdrage aan de daadwerkelijke structuur.

Hierbij duikte nog een extra vraagje op: Deze resonantievorm zorgt ervoor dat we het zuurstofatoom als sp2-gehybridiseerd gaan zien (want als de 2 elektronparen zouden blijven op O, dan zou het sp3-gehybridiseerd zijn). Maar vanaf wanneer zit je aan de grenswaarde waaraan een resonantievorm bijdrage heeft of niet? Bv in dit geval is deze resonantievorm 30% (wilde gok), en kunnen we besluiten dat het zuurstofatom sp2 zal zijn. Maar gaat dit nog als de resonantievorm een bijdrage heeft van bv 3%?

Marko

Typhoner schreef:
wat je zegt is waar, maar ik heb natuurlijk niet gezegd dat te weinig elektronen een probleem is, alleen dat te veel niet mag . maar zo'n situatie gaat niet kunnen voorvallen bij het besproken voorbeeld van een methoxygroep. In een carbonyl zou je dan weer wel kunnen zien (al of niet geconjugeerd), Waar een methoxygroep wel i.c.m. met carbokationen kan voorkomen is bijvoorbeeld om het ortho-, pararichtende effect van de groep te verklaren.

Maar wat ik bedoelde was dat je suggereeerde dat het alleen kon als de groep aan een dubbele binding of geconjugeerd systeem hing. Terwijl de stabilisatie door een methoxy- (of om het even welke ether)groep juist een zeer belangrijke rol speelt wanneer die groep aan een carbokation of aan een radicaal hangt.

Complexe Fred schreef:
Dan is er toch een elektron te veel op het koolstof atoom? Of kan dit niet zoveel kwaad?

[/quote]

Nou, dat C-atoom heeft dan de lading van 5 elektronen om zich heen: de lading van 3 elektronen vanwege 3 bindingselektronenparen, plus nog 2 elektronen uit het vrije elektronenpaar. Samen met de 2 elektronen die C heeft in de 1s schil zijn dat dus 7 elektronen in totaal, en dat is 1 elektron teveel. Vandaar dus ook de formele lading van 1-.

(met een vergelijkbaar sommetje kun je afleiden dat het O-atoom een lading 1+ heeft).

Dat is inderdaad niet zo gunstig. De getekende structuur zal dan in verhouding een kleine bijdrage leveren aan de daadwerkelijke structuur.

Maar... het is niet onmogelijk! In de getekende structuur voldoen alle atomen aan de octetregel. Het wordt pas onmogelijk wanneer je probeert om méér dan 4 elektronenparen rond een atoom probeert te zetten. Dat kan (voor elementen uit de 2e periode) niet.

Hierbij duikte nog een extra vraagje op: Deze resonantievorm zorgt ervoor dat we het zuurstofatoom als sp2-gehybridiseerd gaan zien (want als de 2 elektronparen zouden blijven op O, dan zou het sp3-gehybridiseerd zijn). Maar vanaf wanneer zit je aan de grenswaarde waaraan een resonantievorm bijdrage heeft of niet? Bv in dit geval is deze resonantievorm 30% (wilde gok), en kunnen we besluiten dat het zuurstofatom sp2 zal zijn. Maar gaat dit nog als de resonantievorm een bijdrage heeft van bv 3%?

Zo werkt het niet. Hybridisatie en grensstructuren zijn een moeilijke combinatie. Als je hybridisatie wil toepassen, dan kun je dat enkel toepassen op de grensstructuur waar je op dat moment naar aan het kijken bent. Je kunt geen uitspraken doen over de hybridisatie in de daadwerkelijke structuur.

Hybridisatie is een manier om te verklaren hoe moleculen een bepaalde vorm hebben kunnen aannemen. Het werkt voor een aantal situaties prima, maar het levert je geen kwantitatieve voorspellingen over moleculen. Het is ook geen compleet plaatje dat de structuur van moleculen beschrijft, daarvoor moet je naar MO-theorie. Er zijn dus situaties die je niet goed kunt beschrijven met de hybridisatie-theorie, en wat er precies gebeurt bij grensstructuren is daar één van.

Feitelijk valt er dus niet zoveel zinnigs te zeggen over de hybridisatie van de O-atomen in CO₃^2-

Ook de methode met grensstructuren is niet kwantitatief. Het is een manier waarop we kunnen aangeven hoe een molecuul in elkaar steekt. We kunnen ermee aangeven dat de lading van een elektronenpaar niet op 1 plaats vastligt, maar verdeeld is over 2 of meer plaatsen in het molecuul. De grensstructuren die we kunnen tekenen geven de mogelijkheden aan, en op basis van wat vuistregels kun je een globale inschatting maken van de bijdrage van de grensstructuren aan de werkelijke structuur. Maar echte getallen kun je daar niet aan vast hangen. Je kunt dus ook niet beredeneren dat een grensstructuur een bijdrage van 3%, 10% of 30% zal hebben.

Complexe Fred

Dat verklaart veel!

Heel hard bedankt allemaal!!

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

ethergroep - mesomere gever?

ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?

Re: ethergroep - mesomere gever?