Inductieve stabilisatie: verschil tussen versies
→Toepassingen: Afkorting voluit, zie ook Taalcafé, replaced: dwz → dat wil zeggen met AWB |
kGeen bewerkingssamenvatting |
||
| Regel 1: | Regel 1: | ||
In de [[scheikunde]] is '''inductieve stabilisatie''' |
In de [[scheikunde]] is '''inductieve stabilisatie''' of het '''inductieve effect''' een experimenteel vastgesteld effect waarbij [[Elektrische lading|lading]] doorgegeven wordt door een opeenvolging van atomen door [[Elektrostatica|elektrostatische inductie]].Het netto-effect van een [[substituent]] is een combinatie van dit inductieve effect en de rol die [[mesomerie]] speelt. |
||
De [[elektron]]en in een [[Sigma-binding|σ-binding]] tussen twee ongelijke [[atoom|atomen]] is niet gelijkmatig tussen de twee kernen verdeeld, maar is een beetje verschoven naar het meer [[elektronegativiteit|elektronegatieve]] element van de twee. Dit veroorzaakt een permanente [[Polaire verbinding|polarisatie]] in de binding, waarbij het elektronegatievere atoom een beetje negatief (δ-) geladen is, het andere een beetje positief (δ+). |
De [[elektron]]en in een [[Sigma-binding|σ-binding]] tussen twee ongelijke [[atoom|atomen]] is niet gelijkmatig tussen de twee kernen verdeeld, maar is een beetje verschoven naar het meer [[elektronegativiteit|elektronegatieve]] element van de twee. Dit veroorzaakt een permanente [[Polaire verbinding|polarisatie]] in de binding, waarbij het elektronegatievere atoom een beetje negatief (δ-) geladen is, het andere een beetje positief (δ+). |
||
Versie van 14 sep 2010 12:51
In de scheikunde is inductieve stabilisatie of het inductieve effect een experimenteel vastgesteld effect waarbij lading doorgegeven wordt door een opeenvolging van atomen door elektrostatische inductie.Het netto-effect van een substituent is een combinatie van dit inductieve effect en de rol die mesomerie speelt.
De elektronen in een σ-binding tussen twee ongelijke atomen is niet gelijkmatig tussen de twee kernen verdeeld, maar is een beetje verschoven naar het meer elektronegatieve element van de twee. Dit veroorzaakt een permanente polarisatie in de binding, waarbij het elektronegatievere atoom een beetje negatief (δ-) geladen is, het andere een beetje positief (δ+).
Is het elektronegatievere atoom gebonden aan de keten van atomen, meestal koolstof, dan zullen alle atomen in de keten iets positiever worden. Dit elektronenzuigende effect wordt ook wel -I effect genoemd.
Sommige groepen, zoals Alkylgroepen zijn minder elektronen-aantrekkend dan waterstof en worden daarom als elektronenstuwend aangemerkt, het effect wordt ook wel +I effect genoemd.
De op deze wijze geïnduceerde polariteit is kleiner dan de polariteit die van nature tussen de atomen aanwezig is, een neemt snel af met de afstand tot het inducerende atoom. Het inductieve effect is weliswaar constant, maar vaak ook erg klein.
Inductieve effecten kunnen ook opgeroepen worden door sommige samengestelde groepen. Relatieve inductieve stabilisatie is experimenteel bepaald ten opzichte van waterstof. Daarbij is onderstaande volgorde bepaald. Voorop staat de meest elektronegatieve groep, de elektronenzuiger -NO2, achteraan de sterkste elektronenstuwer -CH3.
- -NO2, -F, -COOH, -Cl, -Br, -I, -OH, -OR, -C6H5, -H, -C(CH3)3, -CH(CH3)2, -CH2CH3, -CH3
De inductieve stabilisatie kan kwantitatief worden beschreven met behulp van de Hammett-vergelijking.
Toepassingen
- Alkaancarbonzuren. De zuursterkte van de alifatische carbonzuren hangt af van de mate van ionisatie van het zuur. Hoe meer ionisatie, hoe sterker het zuur. De zuursterkte wordt weergegeven met behulp van de zuurconstante, of in de vorm van de pKa. In de alifatische carbonzuren is het effect van de elektronenstuwende methyl- en alkylgroepen een verhoging van de elektronendichtheid op de zuurstofatomen in de zuurgroep. Het waterstofatoom wordt sterker gebonden: hoe meer alkylgroep aan het zuur, hoe zwakker het zuur. De grotere ionisatie in methaanzuur in vergelijking met ethaanzuur maakt methaanzuur (pKz=3.75) sterker dan ethaanzuur (pKz=4.76). In de chloorgesubstitueerde ethaanzuren (aantal chlooratomen) en propaanzuren (afstand tot de zuurgroep) is het effect te zien van de elektronenzuigende werking van chloor op de zuurconstante.
- Aromatische carbonzuren. In benzoëzuur heeft het aan de zuurgroep gebonden koolstof-atoom (én de andere ringkoolstofatomen) een sp2 hybridisatie. Dit betekent een hoger s-karakter (dat wil zeggen lagere energie, dus elektronegatiever) voor de orbitaal die de zuurgroep bindt dan in cyclohexaancarbonzuur. Het gevolg is dat benzoëzuur (pKz=4.20) een sterker zuur is dan cyclohexaancarbonzuur (pKa=4.87).
- Tweewaardige zuren. Omdat de carbonzuurgroep zelf ook elektronenzuigend is, zijn de dizuren doorgaans sterker dan de monocarbonzuren met hetzelfde aantal koolstof-atomen. Dit effect wordt minder naarmate het aantal koolstofatomen tussen de twee zuurgroepen toeneemt en kan bij moleculen grote dan hexaandizuur praktisch verwaarloosd worden.
De uitzondering
- In het Baker-Nathaneffect is de waargenomen volgorde van elektronenstuwing voor de alkylgroepen net andersom dan in bovenstaande serie wordt aangegeven.