To doskonałe pytanie. Proszę mnie poprawić, jeśli się mylę, ale myślę, że właśnie tego chwytasz:

Po pierwsze, prawdą jest, że karbokationy trzeciorzędowe są generalnie bardziej stabilne niż karbokationy pierwotne (i karbokationy wtórne) ze względu na posiadanie bardziej indukcyjnie oddając grupy alkilowe. Efekt hiperkoniugacyjny można również przywołać w celu wyjaśnienia względnej stabilności pierwotnych, drugorzędowych i trzeciorzędowych karbokationów.

Po drugie, stany przejściowe obejmujące karbokationy trzeciorzędowe w przeciwieństwie do karbokationów pierwszorzędowych są korzystniejsze właśnie dlatego, że karbokationy trzeciorzędowe są bardziej stabilne niż karbokationy pierwszorzędowe.

Należy pamiętać, że nie oznacza to, że trzeciorzędowe karbokationy są bardziej reaktywne. Generalnie nie mówimy, że coś, co istnieje w stanie przejściowym, jest reaktywne / niereaktywne. Jednym z powodów jest to, że kompleksu stanów przejściowych nie można bezpośrednio uchwycić ani obserwować. Innym powodem jest to, że jest to stan przejścia ... oczywiście będzie reaktywny - oczywiście zmieni się bardzo szybko!

Można jednak powiedzieć, że reagenty i produkty są reaktywne lub niereaktywne. Więc jeśli coś przechodzi przez stan przejściowy obejmujący trzeciorzędową karbokację, może być bardziej reaktywny niż coś, co przechodzi przez stan przejściowy obejmujący karbokację pierwotną.

Oczywiście przed oznaczeniem czegokolwiek jako reaktywnego lub niereaktywnego dobrze byłoby zauważyć, co dokładnie rozumiemy przez reaktywność. Mówiąc delikatnie, reakcje są niezliczone. Alkin, taki jak acetylen, jest reaktywny pod względem spalania; palniki acetylenowe są powszechne. Jednak acetylen nie będzie reagował, powiedzmy, na atak tylny (z różnych powodów).

Ostatecznie myślę, że twój problem dotyczy raczej semantyki niż chemii ... nadal, dobre pytanie!

Bardzo interesujące pytanie. To też kiedyś pojawiło się w mojej głowie. I tak się przekonałem.

Mylącym terminem jest tutaj stabilność. Trzeciorzędowe karbokationy są stabilne dzięki efektowi indukcyjnemu i hiperkoniugacji, a zatem mają tendencję do utrzymywania dodatniego ładunku na atomie węgla i utrzymywania takiego ładunku przez długi czas. Dlatego nazywamy to stabilnym: może tak pozostać dłużej.

Teoria kinetyczna ilustruje, że reagenty obecne w pojemniku losowo przemieszczają się w pojemniku bez utraty energii. Teraz wyobraź sobie, że istnieje karbokacja, która nie jest tak stabilna (weź jako przykład karbokacja n-butanu), a teraz, jeśli nukleofil chciałby zaatakować kation, jak mógłby go zaatakować, skoro nie jest w stanie sam się utrzymać? Kation musi trzymać się samego siebie, aby pozwolić nukleofilowi ​​podejść do niego, a następnie go zaatakować. Trzeciorzędowe karbokationy mają taką stabilność i pozwalają nukleofilowi ​​zaatakować je. Ponieważ może się utrzymywać, dlatego reakcje z nim związane faworyzują mechanizmy $ S_N1 $, podczas gdy za $ S_N2 $ następuje niezbyt stabilna karbokacja (jak n-butan), ponieważ „nie ma wystarczająco dużo czasu” na wykonanie karbokacji i kontynuowanie reakcja. $ S_N2 $ to szybki proces w porównaniu do $ S_N1 $, ponieważ 1 $ ^ O $ musi szybko zareagować, aby uformować produkt. Potwierdzać to może również fakt, że jeśli chcemy uporządkować karbokationy w kolejności reaktywności według mechanizmów $ S_N1 $ i $ S_N2 $, to są one zwykle odwrotnie.

Podsumowując, był wystarczająco stabilny, aby utrzymać swoją konfigurację i pozwolić na atak.

Należy odróżnić stabilność - pojęcie termodynamiczne z przymiotnikami stabilny i niestabilny - oraz reaktywność - pojęcie kinetyczne z przymiotnikami reaktywny i obojętny.

Należy również pamiętać, że stabilność termodynamiczna jest pojęciem bez znaczenia, chyba że porównasz go z czymś innym . Podobnie reaktywność ma znaczenie tylko wtedy, gdy jest porównywana. W przeciwieństwie do koncepcji np. energie orbitalne, które mają zdefiniowany punkt zerowy, nie ma dobrego punktu zerowego ani dla reaktywności, ani dla stabilności.

Co to oznacza dla trzeciorzędowych karbokationów?

Jakiekolwiek karbokation jest związkiem reaktywnym w stosunku do obojętnych atomów węgla. Zatem kation propan-2-ylu jest bardziej reaktywny niż propan-2-ol, a kation 2-metylopropan-2-ylu (kation tert -butylowy) jest bardziej reaktywny niż 2-metylopropan-2- ol ( tert -butanol). Nie chciałbym klasyfikować karbokationów według reaktywności w ich grupie. Z wyjątkiem bardzo stabilnych kationów, takich jak kation tritylowy, większość karbokationów reaguje z szybkością ograniczoną dyfuzją, więc określenie parametrów kinetycznych jest trudne.

W obrębie karbokationów trzeciorzędowy karbokacja jest bardziej stabilna niż wtórna, która z kolei jest bardziej stabilna niż pierwotna. Tak więc kation tert -butylu jest bardziej stabilny niż propan-2-ylowy - ale pamiętaj, że oba są nadal bardzo reaktywne.

Jednak nigdy nie zapominaj, że z wyjątkiem skrajnych przypadków (np. trityl), wszystkie karbokationy są również mniej stabilne niż jakiekolwiek odpowiadające im związki obojętne. W rzeczywistości „stabilność” trzeciorzędowych karbokationów jest niczym innym jak bardzo, bardzo relatywizowaną miarą niskiej stabilności różnych reaktywnych związków pośrednich.

Istnieje błędne przekonanie dotyczące stabilności. Faktem powinno być to, czy stabilność jest przed osiągnięciem stanu przejściowego, czy w stanie przejściowym, czy też po osiągnięciu stanu przejściowego. Jeśli stabilność nastąpi przed osiągnięciem stanu przejściowego, reakcja może nie przebiegać z dużą szybkością. W pozostałych dwóch przypadkach reakcja może być ułatwiona przez stabilność półproduktów reakcji w kierunku tworzenia się produktu. Wyobraź sobie, że wspinasz się na wzgórze. Jeśli masz większy ładunek w momencie stwierdzenia (ze względu na stabilność jesteś ściągany), możesz nie dostać się łatwo na szczyt. z drugiej strony, jeśli po dotarciu na szczyt otrzymujesz dodatkowe obciążenie, jest większe prawdopodobieństwo, że szybko dotrzesz na drugą stronę (ze względu na stabilność jesteś ściągany). więc stabilność nie sprzyja reaktywności, jeśli jest przed przejściem stan i sprzyja reaktywności, jeśli znajduje się w stanie przejściowym lub po nim.
Oczywiście energia aktywacji (szybkość / kinetyka) i energia swobodna (stabilność / termodynamika) to dwa różne terminy. Zatem porównanie kinetyki z termodynamiką nie zawsze jest proste.

Dobre pytanie ... Trzeciorzędowa karbonatyzacja jest bardziej reaktywna niż wtórna karbonizacja, która z kolei jest bardziej reaktywna niż pierwotna karbokacja ze względu na stabilność ... Pierwotna karbonizacja jest reaktywna i niestabilna, więc zamiast przekształcać ponownie z powrotem w neutralną cząsteczkę reagenta w produkty, ale trzeciorzędowa karbokacja jest stabilna i istnieje większe prawdopodobieństwo utworzenia produktu poprzez reakcję z nukleofilem.