Главная и второстепенная резонансные структуры

8 заданий

Правила выбора главной структуры

Резонансные структуры вносят в гибрид разный вклад. Реальная частица больше похожа на главную.

Как выбрать главную структуру

Октеты. Лучше структура, где полный октет у большего числа атомов. Это главное правило.
Связи и заряды. Лучше структура с большим числом связей и без разделения зарядов.
Электроотрицательность. Минус — на более электроотрицательном атоме, плюс — на менее электроотрицательном.
Одинаковые заряды рядом — плохо.

Примеры

1. Формальдегид. \(\ce{H2C=O}\) (все октеты, зарядов нет) — главная; \(\ce{H2C+-O-}\) — второстепенная: у углерода секстет.

2. Енолят ацетальдегида. \(\ce{CH2=CH-O-}\) и \(\ce{-CH2-CH=O}\): октеты у всех в обеих, но минус на кислороде лучше — главная первая.

3. Протонированный ацетон. \(\ce{(CH3)2C=OH+}\) — главная: у всех октет, хотя плюс на кислороде. \(\ce{(CH3)2C+-OH}\) — у углерода секстет.

4. Ацилий-катион. \(\ce{CH3-C#O+}\) — главная (все октеты) против \(\ce{CH3-C+=O}\).

Октет важнее электроотрицательности: плюс на кислороде при полных октетах

5. Метоксиметил-катион. \(\ce{CH3-O+=CH2}\) (все октеты) главнее \(\ce{CH3-O-CH2+}\).

6. Амид. Нейтральная структура \(\ce{CH3-C(=O)-NH2}\) — главная; \(\ce{CH3-C(-O-)=NH2+}\) вносит заметный вклад: октеты у всех, минус на кислороде.

Амид: вторая структура вносит заметный вклад

errorОктет важнее электроотрицательности

Плюс на кислороде кажется «неправильным», но структура с октетами у всех атомов главнее структуры с плюсом на углероде и секстетом. Сначала считайте октеты, потом смотрите на электроотрицательность.

edit_noteПопробуйте сами

Какая структура главная: \(\ce{CH2=CH-CH=O}\) или \(\ce{+CH2-CH=CH-O-}\)?

expand_moreПоказать решение

Первая: все октеты и нет разделения зарядов. Во второй у концевого углерода секстет.

Что предсказывает резонанс

Второстепенные структуры показывают, где в молекуле электрофильные и нуклеофильные центры, — а значит, где она будет реагировать.

Как найти реакционные центры по резонансу

Нарисуйте второстепенные структуры с разделёнными зарядами.
Атом с плюсом хотя бы в одной структуре — электрофильный центр: к нему идёт нуклеофил.
Атом с минусом или с неподелённой парой — нуклеофильный центр.

Примеры

1. Формальдегид. В структуре \(\ce{H2C+-O-}\) плюс на углероде — нуклеофилы атакуют углерод группы C=O.

2. Акролеин \(\ce{CH2=CH-CHO}\). Во второстепенной структуре плюс на концевом углероде C3: нуклеофилы атакуют и карбонильный углерод, и атом C3.

Сопряжённый альдегид: электрофильный центр на дальнем атоме углерода

3. Енолят-ион. Минус и на кислороде, и на углероде: енолят реагирует с электрофилами по обоим атомам, чаще по углероду.

4. Карбоксилат-ион. Два равноценных кислорода — оба нуклеофильные центры.

errorВторостепенная — не значит бесполезная

Второстепенная структура почти не меняет строение, но показывает, где частица реагирует. Не выбрасывайте её — по ней видно электрофильный углерод C=O.

edit_noteПопробуйте сами

Какой атом ацетона атакует нуклеофил — цианид-ион?

expand_moreПоказать решение

Карбонильный углерод: в структуре \(\ce{(CH3)2C+-O-}\) на нём плюс.

push_pinГлавное

Главная резонансная структура: у наибольшего числа атомов полный октет; больше связей и меньше разделённых зарядов; отрицательный заряд — на более электроотрицательном атоме, положительный — на менее электроотрицательном. Октет важнее электроотрицательности. Равноценные структуры вносят равный вклад. Атом с плюсом хотя бы в одной структуре — электрофильный центр, с минусом или парой — нуклеофильный.

Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.