Pytanie:
Co sprawia, że ​​związki diazowe są tak niestabilne i wybuchowe?
jonsca
2012-05-05 16:47:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kiedyś Orgo TA odnosiło się do związku diazowego jako „diazo-boom-boom” (termin techniczny). Zawsze byłem ciekawy przyczyny niestabilności i reaktywności.

Według Wikipedii

Niektóre z najbardziej stabilnych związków diazowych to α-diazoketony i α-diazoestry, ponieważ ładunek ujemny jest zdelokalizowany do karbonylu. W przeciwieństwie do tego, większość związków alkilodiazo jest wybuchowa.

Co jest takiego w alkilodiazach, że są one o wiele bardziej niestabilne? Wydaje się, że nie ma żadnego napięcia wiązania ani innych czynników. Naiwnie mogę powiedzieć, że posiadanie struktury rezonansowej powinno sprawić, że będzie on nieznacznie stabilniejszy.

enter image description here

Związki diazowe mogą z łatwością uwalniać azot, całkiem dobrą grupę opuszczającą.
Dwa odpowiedzi:
#1
+17
F'x
2012-05-05 18:18:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Cóż, twoje pytanie jest równoważne z „co jest takiego w α-diazoketonach, że są one o wiele bardziej stabilne?” , co jest łatwiejsze do zauważenia. W porównaniu z alkilodiazo, α-diazoketon ma strukturę rezonansową, w której ładunek ujemny trafia do tlenu ketonu (i daleko od dodatnio naładowanego atomu azotu):

resonance structures

Ponieważ tlen jest pierwiastkiem dość elektroujemnym, postać rezonansowa jest dość stabilna i wyjaśnia dodatkową stabilność α-diazoketonów. Z tego samego powodu protony w pozycji α względem ketonów są zawsze bardziej kwaśne niż protony łańcucha alkilowego.

Wracając do związków alkilodiazo, musisz zdać sobie sprawę, że wystarczy napisać strukturę rezonansową nie oznacza samoistnie stabilizacji: struktura rezonansowa musi mieć pewien wewnętrzny współczynnik stabilności. W alkilodiazo, zapisana przez ciebie forma rezonansu to karbanion, który jest uważany za dość niekorzystny, chyba że ma dodatkowy czynnik stabilizujący. Co więcej, najczęstsze reakcje dają N 2 , który jest bardzo stabilnym związkiem… reakcja jest bardzo korzystna termodynamicznie.

@jonsca: z punktu widzenia entropii, produkcja produktu gazowego, takiego jak azot, jest rzeczywiście bardzo korzystna (co może być bardziej „chaotyczne” niż gaz?). Dlatego wasza grupa diazo radzi sobie całkiem nieźle jako grupa opuszczająca ...
@Fx Skoro tylko o tym wspomniałeś, wyjaśniłem nieco więcej, dlaczego $ \ ce {N2} $ jest bardziej stabilne w STP.
@JM Chaotic to nie jest właściwe słowo. 1 mol $ \ ce {N2} $ w fazie gazowej w objętości 1L ma po prostu wyższy poziom energii wypełnionej niż ta sama ilość $ \ ce {N2} $, ale zamrożony. Innymi słowy, jest więcej mikropaństw związanych z makropaństwem niż, powiedzmy, zamrożonych.
#2
-2
CHM
2012-05-05 22:58:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bardzo krótka odpowiedź:

$ \ Delta G = \ Delta H - T \ Delta S $

Ponieważ jest to pytanie dotyczące organizacji org-chem, nie ma potrzeby rozwiązywania równania liczebnie. Jak być może wiesz, entalpia formacji standardowej $ \ ce {N2 _ {(g)}} $ ($ \ Delta H_ \ text {f} ^ \ circ $) wynosi 0 - przy standardowym $ T $ i $ p $, $ \ ce {N2 _ {(g)}} $ jest w stanie gazowym. Dlatego jego wkład entalpiczny wynosi 0. Jego $ S ^ \ circ $ wynosi 191,32 $ \ \ mathrm {\ frac {J} {mol \ K}} $, co oznacza, że ​​przy 273,15 K, $ \ Delta G ^ \ circ_ \ tekst {f} $ jest nie tylko ujemny, ale także duży.

Pod względem termodynamicznym preferowany jest $ \ ce {N2 _ {(g)}} $. Spójrz na diagram fazowy azotu, wygenerowany przez Wolfram Alpha.

EDYTUJ

Właśnie zauważyłem, że biorąc pod uwagę jony diazoniowe , a nie związki azowe . Z powodów wyjaśnionych przez F'x jony są bardziej podatne na eksplozję niż związki azowe. Myślę, że związki azowe są używane do produkcji płyt CD, a przynajmniej tak powiedział nam mój nauczyciel ... Podobno są wrażliwe na światło.

Cóż, nie powiedziałbym nic o znaku reakcji pojedynczej formacji energii swobodnej Gibbsa… nie musisz pokazywać, że N2 $ \ Delta_f G $ jest ujemne, ale napisz energię wolną od reakcji, która jest znacznie trudniejsza .
cóż, myślę, że w obecnym stanie tylko generuje zamieszanie… ponadto podstawą do obliczenia, że ​​N2 jest stabilny, jest to, że N2 jest stanem odniesienia azotu, a to dlatego, że jest bardziej stabilny… Cóż, wydałem swoją opinię , Zostawię to na tym.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...