1、看分子结构携带的基团。
具有能稳定负电荷的基团的碳负离子具有较高的稳定性。这些基团可以是苯基、电负性较强的杂原子,比如O,N,基团如- 、-C(=O)-、
、
、-CN和
等;
或末端炔烃(也可看作电负性的缘故),例如,三苯甲烷、三氰基甲烷、硝基甲烷和1,3-二羰基化合物具有较强的酸性。
2、看分子结构的芳香性。
具有芳香性的物质在结构上具备闭合的共扼体系;参加共轭的原子在一个平面上;;参与共轭的P 电子数符合如4n+2规则。同样, 具备上述三条件的环状共轭碳负离子也具有芳香性, 很稳定。
3、看分子结构的共轭效应
当碳负离子与碳一碳双键或苯环直接相连时, 由于共轭作用可使负电荷得到分散。因此碳负离子上连接的双键(或苯环)越多, 碳负离子越稳定。
扩展资料
一般碳负离子
碳负离子带有负电荷,中心碳原子为三价,价电子层充满八个电子,具有一对未共用电子。中心碳原子的可能构型有两种:一种为杂化的平面构型,另一种杂化的棱锥构型。不同的碳负离子由于中心碳原子连接的基团不一样,其构型不尽相同,但一般简单的烃基负离子是杂化的棱锥构型,未共用电子对处于杂化轨道。
这主要因为杂化轨道与P轨道比较,轨道中包含更多的S 轨道成分,而轨道中成分的增加意味着轨道更靠近原子核,轨道的能量降低。当碳负离子的未共用电子对处于杂化轨道时,与处于P轨道比较,未共用电子对更靠近碳原子核,因此,体系能量较低,比较稳定。
同时,在碳负离子体系中,未共用电子对与其他三对成键电子之间也存在斥力,当未共用电子对处于杂化轨道时,与其他三对成键电子所处的轨道之间近似,而处于P轨道时,则与三个杂化轨道之间为垂直。因此,处于杂化状态的棱锥构型,电子对的排斥作用较小,比较有利。
所以与碳正离子不同,一般简单的烃基碳负离子是处于杂化状态的棱锥构型,未共用电子对处于四个杂化轨道中的一个,这是碳负离子通常的合理结构。
特殊的碳负离子
虽然环丙基正离子由于环张力不利于平面构型而很不稳定,但环丙基负离子确是存在的,因为棱锥构型对碳负离子是相对有利的。在桥环化合物中,桥头碳正离子是很不稳定的,因为环的几何形状的限制,不利于平面构型的存在,所以很少有桥头碳正离子生成。
但对桥头碳负离子说,棱锥构型则是相对有利的,所以桥头碳负离子是稳定的,可以存在的。正因如此,桥头有机锂化合物容易生成,例如下面通过桥头碳负离子进行的反应是很顺利的。这也为碳负离子的棱锥构型提供了进一步的证据。
但当带负电荷的中心碳原子与 键或芳环相连时,由于未共用的电子对能与 键发生共轭离域而稳定,这时碳负离子将取杂化的平面构型,以达到轨道最大的交盖,更好地离域,使体系能量最低最稳定。
参考资料:百度百科-碳负离子
有机物中的碳负离子一般而言是不稳定的,但,要判断碳负离子的稳定性并不难,只要你会判断酸性强弱,碳负离子可以看做是碳氢键电离质子后的产物,如果这个碳氢键酸性强,则碳负离子就会稳定。那么,下面我就列举一些电离碳氢键的酸并描述其酸性,希望可以从中帮助到你。
第一类 受共轭效应而显酸性。而且与碳负离子共轭的基团还常常具有吸电子诱导效应。
最常遇见的就是醛类和酮类了,因为在反应机理中常常会用到,比如乙醛的麦克尔加成反应。由于乙醛的碳负离子具有烯醇式(氧负离子)共振式,极大地分担了碳上的电荷,所以比起烷烃来说,酸性不知道强了多少倍。什么,你觉得乙醛酸性太弱?我再举一个例子——三乙(乙酰乙酸乙酯),它的两个羰基之间的碳原子酸性有多强呢?与醋酸相当!
硝基。二硝基甲烷是中强酸,而三硝基甲烷是强酸!电离的就是碳上的氢原子。
三苯甲烷。烃类中,除了端基炔,就属他酸性最强,虽然比起其他的酸可以说是弱爆了,但至少它可以与钙发生置换反应生成氢气!三个苯环的共轭效应不可忽视啊。
碳硼烷。碳与硼成键的后果是很严重的,因为硼是具有空轨道的,这样,碳负离子就会与硼共轭成配位π键而极其稳定。“碳硼烷酸H(CHB11Cl11) 为一种超强酸,是最强的单一分子酸,酸性为浓硫酸的一百万倍、氟磺酸的数百倍。”——摘自百度百科词条《碳硼烷酸》,你看,后果是不是很严重。
噻唑。硫胺素催化安息香的合成就是靠噻唑环的碳负离子来实现的。这个碳主要是与硫原子的d轨道共轭,并同时受到氮与硫的吸电子诱导。
第二类 碳氢键的碳原子高度不饱和(sp杂化)。这样的碳氢键,由于s轨道的成分很高而容易电离。因为s轨道的形状是使电子云向原子核靠拢的,碳原子轨道s成分增多便会将碳氢键的共用电子对向碳原子方向拉扯,所以可以电离。例子有端基炔和HCN,其中HCN是弱酸。
新版的bdzd关闭了评论区,我无法在评论中回复你,故答于此@松子的布偶猫 nima,上来就喷老子抄袭,抄ni ma啊,这回答老子纯手打的,nitama说人抄袭之前先找找,哪里还有这份回答!tmd zz,自己看不懂,文化水平低,就说人抄袭?
碳负离子是带负电荷的具有偶数价电子的物种, 其负电荷(未共用电子对)定域在一个碳原子上。甲基负离子CH3- 可看作是一切碳负离子的母体,各碳负离子可以烷基负离子来命名。
由吸电子基共轭稳定化(-R 效应)的碳负离子,由于实际的共振结构中负电荷主要分布在氧原子上,这类离子叫做碳负离子的性质。
简单的烷基碳负离子,其负电中心碳原子是 sp3杂化的未共用电子对占据一个 sp3杂化轨道,离子具有四面体构型,一般能迅速发生反转呈现为平衡。这类碳负离子的稳定性顺序(按荷负电原子类型)为伯 > 仲 > 叔。这可能是由于烷基的推电子性诱导效应。乙炔基、乙烯基和苯基负离子等的负电荷在含 s 成分较高的杂化轨道中, 受核吸引较强,因此比烷基负离子稳定,尤其 HC≡C-:是相当稳定的。
电荷非定域的碳负离子,由于形成π共轭体系,带负电荷的碳变为 sp2 杂化的,这种电荷非定域化使稳定性大大增加,如烯醇盐可稳定存在。
碳负离子:
负氧离子也称空气负离子,它是空气中的氧分子结合了自由电子而形成的。在自然界中,负离子看似无声无息,但人们可以真切地感受到它的存在,当我们漫步于林间、瀑布等高浓度的负离子环境中时,会顿感空气清新、舒畅,令人心旷神怡、精神通透。
据考证,我国著名的广西巴马“长寿村”,百岁老人多达150多位,而这一切与当地空气中高浓度的负氧离子含量是密不可分。因此,我们可以得出:生态级空气负离子对人的健康长寿和环境生态有着重大的影响。