Do anh em chỉ trích nhiều quá khi dùng tiếng anh trong cuộc chơi này, BM sẽ rút kinh nghiệm, sẽ hạn chế viết tiếng anh trong 4rum (vì trong thời gian này mình đang tập đọc tài liệu chuyen nghành, nên có hơi lạm phát, anh em thông cảm nhé, đừng hiểu lầm tội nghiệp m nhé :nguong ( ) Câu hỏi tuần 4 như sau: fig 20: câu hỏi tuần 4 Tìm cấu trạng nào bền nhất trong số các cấu trạng trên??? Các bạn có thể tham khảo topic FMO theory bên box hóa lí thuyết mà giải, Nói trước nhé, bài này ai muốn giải cách gì thì tùy, ko yêu cầu là phải dùng thuyết FMO đâu nhé, anh em thi thố mà !!! :dracula ( :busua(
Hay đáy BM !! nhưng ko bít nhóm thế R, và R’ cụ thể như thế nào mình nghĩ nếu loại nhóm thế khác nhau nó có thể ảnh hưởng chỉ đơn cử nếu nó là H hay nhóm có kính thước lớn hơn tert-butyl thì kết quả có thể đảo ngược vậy BM cụ thể cái dề chút nào, bài này ko thể tổng quát được!!! :nhanmat( Mình sẽ thử với R,R’ lần lượt là H thì nbhư thế nào, cho 1tuần đeee :chan (
Haha, cuối cùng cũng có người vô chơi với mình, BM cho đề hơi có dụng ý tí, nhưng bác phát hiện ra thì ok ! Vậy anh em ta thống nhất là nhóm R và R’ mang bản chất alkyl đi, còn mấy Carbon thì… ehèm, tuỳ, di động khoảng từ 1-2 C là vừa cho hợp chất cầm cự tồn tại ở những cấu trạng anomer. hahaha !!! Một tùan thì một tùân, ok !!! :tuongquan :tantinh (
Đã lâu không tham gia tranh luận trên diễn đàn. Bây giờ quay lại thấy anh em post nhiều bài chất lượng quá, tự nhiên “nổi máu” trở lại. Để mình trả lời câu hỏi này của BM thử nghen. Bắt đầu so sánh các cấu trạng A,B,C,D,E,F. Nhận thấy ở đây tính bền của các cấu trạng phụ thuộc vào chủ yếu là 2 yếu tố : thứ nhất, sự xen phủ của orbital sp3 trống chứa electron của O với orbital σ* của liên kết C – H; thứ hai, tương tác đẩy của các nhóm thế cồng kềnh R và R’. Ở đây, F91 nghĩ sự xen phủ sẽ đóng vai trò quan trọng hơn (nhưng mà cũng chả biết lý do vì sao, chỉ là trực giác mà thôi. Có ai biết xin chỉ giáo giúp). Như vậy thì 3 cấu trạng A,C,F phải là những dạng bền nhất rồi. Những dạng này tạo được 1 loại xen phủ liên tiếp kiểu như của butadiene : 2 orbital sp3 của 2 O sẽ xen phủ với orbital σ* của liên kết C – H, còn những dạng còn lại không tạo được sự xen phủ như vậy. Bây giờ ta sẽ xét đến thứ tự giữa chúng. F sẽ là dạng bền hơn (vì R và R’ ở dạng đối lệch). A và C đều ở dạng bán lệch, cái này thì khó đây !!! Nếu muốn xét cụ thể ta sẽ xét từng orbital sp3 của O sẽ xen phủ với σ* nào, rồi từ đó mới quyết định. Tất cả đều giống nhau, nhưng ở A có 1 sự xen phủ giữa sp3 - σ* C – O , trong khi đó ở C chỉ là sp3 - σ* C – R. Do vậy A bền hơn. Xem nào, bây giờ tiếp tục với 3 chú B,D và E. Cũng tương tự như trên : B : sp3 - σ* C – H , 2 (sp3 - σ* C – R) , sp3 - σ* C – O. D : sp3 - σ* C – R , 2 (sp3 - σ* C – O) , sp3 - σ* C – H. E : 2 (sp3 - σ* C – O) , sp3 - σ* C – R , sp3 - σ* C – H Nếu xét về sự xen phủ thì D, E ngang nhau. Nhưng nhìn vào hình, E có tương tác đẩy nhau giữa 2 nhóm R’. Do vậy D là thằng bền hơn. Tóm lại, trật tự sắp xếp theo tôi là : F > A > C > D > E > B
Độ bền của cấu trạng phụ thuộc vào khả năng an định cặp e của Oxy.Cặp e này đóng vai trò như HOMO. Do đó cần có 1 LUMO có thể xen phủ tốt với nó để giải tỏa bớt mật độ e của nó. Trong các phản liên kết C-O, C-C thì phản liên kết C-O có khả năng aceptor tốt nhất ->cấu trạng nào có cặp e của O song song với trục liên kết C-O thì bền hơn. Như vậy cấu trạng D,E,F bền hơn A,B,C. Riêng cấu trạng D có thêm phản liên kết O-R’ có thể xen phủ toát với cặp e còn lại của O nên D bền nhất ! :doivien( :nghimat ( :cool ( :nhau (
ah,La tan ko đồng ý với cách giải thích của F91!!! F91 fải xét đến orbital σ* của liên kết C-O như Bim mới đúng chứ !!! theo mình độ bền của các cấu trạng có thể sắp xếp theo trình tự sau: D>E #F>A>B #C ko bít đúng ko? :art ( :vanxin(
To f91: F91 trả lời hình như nhầm chỗ nào rồi, F91 bị lầm khi xét khả năng acceptor của C-C, C-H và C-O, thứ tự của nó rất rõ ràng: C-O > C-C > C-H ;
Chính xác, vì khi đôi e ở trạng thái tự do không liên kết, hiệu ứng lập thể gây ra bởi nó là lớn nhất, chắc chắn lớn hơn đôi e ở trạng thái liên kết, vì những đôi e này bị sự chi phối của hai nhân nguyên tử. Nhưng f91 cần phải chú ý xm:)* C-H có khả năng acceptor nhỏ nhất đấy ! To bim112:
Chỗ này Bim112 giải thích chung chung quá, mà thọat nghe thấy vẫn chưa đúng bản chất, vì xét về độ vi phạm hai cấu trúc ap và sc giữa D, E, F là ngang nhau, không có thằng nào hơn thằng nào, nên ta phải đưa về công thức phối cảnh để có cái nhìn hòan thiện hơn về các hệ thống. To La Tan:
BM ko nghĩ vậy !!! Kết quả ra với bạn hơi lệch một tí !!! BM muốn nghe câu giải thích của La Tan một tí, vì bạn cũng hiểu qui định rồi đó, phải giải thích chứ, không thể nói kết quả suông được !!! À, mà sao lâu nay bản biệt tích giang hồ luôn thế, bây giờ trở lại tích cực lên nhé !!! Câu hỏi ban đầu chỉ hỏi cấu trạng bền nhất thui, nhưng nếu các cao thủ chê ít thì ok, chơi luôn, BM sửa đề lại nhé, sắp xếp thứ tự tăng dần các cấu trạng trên ??? hahaha, anh em trong 4rum mình giỏi quá xá !!! Còn các cao thủ khác thì sao nhỉ, có ai có ý kiến gì không ??? Chúc vui !!! :dongtopic :ninja (
Bài của thanhatbu_13: Bây giờ đến phần “thi thố” nghe cho nó chóang hkhàkhà
bài này ai muốn giải cách gì thì tùy
tự do tính tóan !!
tuỳ, di động khoảng từ 1-2 C là vừa cho hợp chất cầm cự tồn tại ở những cấu trạng anomer. hahaha !!!
Nên mình thay các nhóm thế R và R’ là nhóm metyl cho nó rõ ràng Ở đây khi xét độ bền của 6 cấu dạng trên mình xét đến 3 yếu tố chủ yếu là +tương tác lưỡng cực điện. +tương tác giữa obitan nO và *C-O +tương tác n-butan bán lệch! Trong 6 cấu trang trên thì cấu trạng D là bền nhất, yếu tố ưu tiên ở đây là tương tác giữa hai momen lượng cực hầu như không có vì hai vectơ momen (2 véctơ màu xanh và đỏ) ngược nhau, còn 5 cấu dạng còn lại thì tồn tại tương tác (khá mạnh)này nên làm tăng nội năng của phân tử nên so với D thì kém bền hơn!!!
5 cấu dạng còn lại thì tương tác lưỡng cực điện tương đượng nhau, thì ta xét đến 2 yếu tố còn lại. Nhưng trước hết mời pacon xem qua sự cạnh tranh của hai tương tác obitan ngược nhau http://www.compchem.hcmuns.edu.vn/chemvn/showthread.php?p=2786#post2786 trong trường hợp này thì không gọi nó là endo và exô nữa, nhưng về bản chất ko có gì thay đổi!! Chính vì thế không phải 1 phân tử có đồng thời hai tương tác obitan nO và *C-O (ngược hướng) thì kém bền so với trường hợp phân tử có đúng 1 tương tác!! chính vì vậy A sẽ bền thứ 2, tiếp đến là F có 2 tương tác obitan nO và *C-O nhưng ko có tương tác n-butan bán lệch nào!! Tiếp đến là B có 1 tương tác nO và *C-O nhưng có đến 2 tương tác n-butan bán lệch! Đến hai cấu dạng E và C thì không có sự khác biệt nhau nhìu nhưng khi bạng vẽ cấu trúc 3D thì sẽ thấy ở dạng E còn có sự tương tác giữa hai nhóm CH3 thẳng đứng giống trường hợp (a,a) 1,3-đimetylcyclohexan(pacon tham khảo cái này trong sách thầy LV.Thới T2), chính vì thế C bền hơn E!!! Phùuuuuuuuuu
Vậy theo atbu, sắp xếp tính bền theo thứ tự D>A>F>B>C>#E Y! kiếm cao thủ khác thế nào!
Để giải quyết bài này, ta cần phải nắm hai kiểu sắp xếp cấu trúc cấu trạng ưu tiên, đó là antiperiplanar (ap) và synclinal conformation (sc). Ap nghĩa là cấu trạng phải sắp xếp sao cho né được tương tác giữa lone-pair electron với liên kết C-X (X là nhóm cồng kềnh)So với các lọai tương tác giữa các nhóm thế với nhau, theo tính tóan, vẫn thua tương tác giữa lone-pair electron với nhóm thế, nên tránh vi phạm ap làm cấu trúc bền. Sc là kiểu sắp xếp sao cho lone-pair electron được làm bền nhất nhờ hiệu ứng xen phủ, giảm density. Một cấu trúc đáp ứng được hai kiểu sắp xếp ưu tiên trên là vô địch.!!! Khi cần minh họa lời giải dạng bài trên, BM thấy nên chuyển các công thức phối cảnh về công thức Newman, để thấy rõ được tương tác ap và sc. Còn khi xét các tương tác lệch, đối lệch, cũng như che khuất giữa các nhóm thế hay các lone-pair, ta nên giữ nguyên công thức phối cảnh. +Xét về phương diện cấu trúc ap, ta thấy ở tất cả các cấu trúc trên, cấu trúc nào cũng có lone-pair tương tác với OR’ (nhóm OR’ to hơn R), nhưng có cấu trúc có hai lone-pair tương tác (A2, B2, C2), có cấu trúc có một lone-pair tương tác (A1, B1, C1, D, E, F). Tiếp theo xét cấu trúc sc, ta thấy lone-pair được xen phủ với xm:)* của C-O là tuyệt vời nhất, rồi mới đến C-R, C-H. Vậy, nếu một cấu trúc mà vi phạm cấu trúc ap, mà không ráp đúng cấu trúc sc, thì cấu trúc đó đặc biệt không bền. Nếu một cấu trúc vi phạm ap, nhưng bù lại có một lone-pair đáp đúng cấu trúc sc thì coi như bền. Với lập luận đó, ta thấy D, E, F bền hơn A, B, C. +So A, B, C, ta được thứ tự như sau: B>A>C, lí do như sau, C kém bền nhất là điều đương nhiên, do nó vi phạm cấu trúc ap nhiều nhất, mặt khác khi nhìn vào công thức phối cảnh của C, ta thấy hai cặp lone-pair trên hai dị nguyên tử (O) che khuất nhau từng đôi một, làm cho cấu trúc kém bền nhất. B2 và A2 trùng nhau, A1 và B1 đều có lone-pair (màu tím) vi phạm cấu trúc ap, nhưng B1 bền hơn A1, do vi phạm ít hơn, vì lone-pair vi phạm ở B1 đã được giảm density nhiều hơn lone-pair ở A1, vì khả năng acceptor của C-R lớn hơn C-H, hai cấu trúc A và B có số tương tác che khuất giữa hai dị nguyên tử là ngang nhau. +So D, E, F, ta được thứ tự sau: D>F>E so 3 cấu trúc này bằng cấu trúc ap và cấu trúc sc thì gần như nhau, nhưng ở cấu trúc E và F có tương tác R’-R’ theo kiểu che khuất, rất kém bền, còn D không có tương tác nào hết nên bền nhất trong ba thằng. Còn E với F thì F có vẽ nhỉnh hơn, do xét từng cặp trục O-C và C-O, hai nhóm R và R’ ở vị trí đối nhau, nên tránh tương tác tốt hơn. +So D, E, F, ta được thứ tự sau: D>E>F, so 3 cấu trúc này bằng cấu trúc ap và cấu trúc sc thì gần như nhau, nhưng khi nhìn vào công thức phối cảnh của D, ta thấy không có tương tác che khúât nào giữa hai lone-pair của hai dị nguyên tử. E và F có tương tác che khuất tương đương nhau, nhưng nhìn vào công thức Newman, ta thấy ở lon-pair vi phạm cấu trúc ap ở E, được giảm density nhiều hơn lone-pair vi phạm cấu trúc ap ở F, do khả năng acceptor C-R > C-H. Còn về các tương tác lệch trong E và F thì F vẫn có tương tác mạnh hơn, do E chỉ là tương tác giữa các nhóm thế, trong khi F là tương tác giữa các nhóm thế và lone-pair, nên nặng hơn nhiều. +Một chi tiết nữa chỉ có thể nhìn thấy ở công thức phối cảnh, đó là chỉ có cấu trúc D mới tránh được tương tác tương tự Van der wall giữa các lone-pair giữa hai O với nhau, trong khi E, F với ba cấu trúc A, B, C đều bị “dính” tương tác này. +Khi xét các tương tác giữa các nhóm thế của hai nguyên tử (ở đây là O) không liền kề nhau trong hệ thống, ta chỉ xét sự tương tác giữa các nhóm thế, vì lúc này, nhóm thế càng có nhiều nhánh, càng cồng kềnh, mức độ cồng kềnh thể hiện nhiều hơn sự tương tác giữa các lone-pair trên hai nguyên tử không liền kề nhau, do hai lone-pair “đứng yên” mà !!!
Bài này của thanhatbu_13:
Woaaaa hay quá!!
Anh nghi ngờ đến"!!: (giải thik thêm)
+tương tác giữa nO với nhóm có kích thước lớn ưu tiên (mạnh hơn) giữa hai nhóm kích thước lớn ấy với nhau(tiêu chuẩn Ap)!!! vì anh nghĩ bản chất của tương tác này phụ thụộc vào thể tích của nhóm tương tác, nhưng kích thước của H < cặp điện tử # metyl vậy với nhóm thế lớn hơn như etyl thì như thế nào!!
trong hai cấu dạng này thì cái nào bền hơn nếu em tuân thủ Ap.
VẬy như BM nói thì anh nghĩ Ap ko quan hệ quan với Sc,vì Sc dựa vào thuyết FMO còn Ap chỉ là vào tương tác Van Der Waals! như thế mức độ ảnh hưởng của nó sẽ khó nói, khó so sánh!!
Để xem cái nào mạnh hơn phải có số liệu thực nghiệm và tính toán cụ thể , trong trường hợp này anh cũng đã đồng ý, thứ tự ưu tiên nO ~ xích ma pLK rồi mới đến Van Der Waals! (AP, tương tác anti ,syn cũng có bản chất là lực VanDer waals),
Nhưng anh muốn chú ý khi mình xét cấu dạng này trong pha khí, thì sự phân cực của phân tử , tương tác lưỡng cực ảnh hưởng rất lớn đến tính bền của phân tử!!
Anh sẽ đọc bài của anh em kỷ hơn!!
(Do đang thi nên hơi thiếu t)
Chưa ngả ngũ mà đấy!!
Bài này của F91: Mình cũng chưa đồng ý với đáp án của BM. Bữa nay đang bận việc, để mai mình sẽ post cách giải thích của mình lên. Đáp án của mình là : E > D > B > F > A > C. Có vẻ như La Tan và BM đều hiểu lầm ý của F91. Tại sao các bạn, kể cả thanhatbu_13 và bim112, chỉ xét σ* C – O trong khi lại bỏ qua các σ* khác ? Các bạn hãy so sánh độ bền của penta-1,3-diene và penta-1,4-diene. Dĩ nhiên là 1,3 phải bền hơn rồi, tại sao ? Vì các electron trên orbital p của các C được giải tỏa nhiều hơn. Cũng tương tự như vậy đối với và lone-pair, σ* C – O và σ* C – C. Nếu chỉ tạo được 1 sự xen phủ giữa nO (lone-pair của O) và σ* thì tất nhiên là σ* C – O sẽ bền hơn, ta phải ưu tiên hơn. Tuy nhiên nếu có những 2nO tham gia xen phủ cho dù với σ* C – H thì chưa chắc cái nào đã hơn cái nào àh nghen. Vì ở trường hợp sau có sự giải tỏa đều electron trên nhiều liên kết, hơn là chỉ ở 1 liên kết như trường hợp đầu. Cấu trạng bền nhất phải là cấu trạng có năng lượng nghỉ thấp nhất. Do đó nếu chỉ xoáy vào xét xen phủ nO với σ* C – O thì F91 nghĩ là chưa toàn diện, không chắc đúng. Vì vậy, chính xác thì phải có sự định lượng xem trường hợp nào trong 2 trường hợp trên bền hơn trong phân tử này (trong phân tử khác thì mọi chuyện lại khác àh). Gửi thanhatbu_13, bạn có nói độ bền của phân tử còn phụ thuộc vào vecteur lưỡng cực điện nữa. Bạn (hay cả BM nữa) có thể giải thích rõ hơn điều này hơn nữa ko, vì F91 mới lần đầu tiên nghe nói đến cái này. Điều thứ 2, các vecteur moment lưỡng cực của 2 nO hình như bạn vẽ sai rồi đấy ! Xem lại nghen. Còn nữa, khái niệm vecteur ở gần nhau là sao, rồi gần nhau còn có tương tác đẩy gì nữa đây ? Mình thực sự ko hiểu, mặc dù có thể nói mình ko hề mất cơ bản môn vật lý !!! Theo như cách bạn vẽ hình, có phải ý bạn định nói là : khi 2 vecteur này định hướng “gần cùng chiều” với nhau thì các cặp electron càng đẩy nhau mạnh phải ko ? Nhưng nếu như vậy cũng sai luôn, bởi vì các cặp electron đẩy mạnh khi khoảng cách giữa chúng càng gần chứ ko phải do vecteur moment lưỡng cực định hướng “cùng hướng”. Bởi vì có thể 2 vecteur cùng phương cùng chiều, tuy nhiên 2 cặp electron này ở “tuốt luốt”, kẻ Đông người Tây, cách nhau chẳng hạn 10 cacbon thì làm sao đẩy nhau nổi nữa. Mong nhận được góp ý của các bạn.
F91 giải thích hộ BM câu trên đi, BM không hiểu lắm !? không hiểu ở cả câu luôn, khỏi hỏi mình không hiểu chỗ nào nhé !!! Ở câu đầu, F91 muốn nói đến đối với sự xen phủ giữa nO với * của C-O là vô địch, nên ưu tiên giải thích tính bền hệ thống, đúng không ? Nhưng sang câu sau, xét với 2nO, thứ nhất, * C-O sẽ đồng hướng (tiêu chuẩn sc) với thằng lone-pair nào chứ, thứ hai, tại sao xen phủ với *C-H trong trường hợp này lại tốt lên !?
giải tỏa trên nhiều liên kết, có nghĩa là 2nO có thể overlap với nhiều plk * C-H hơn hả, liệu mô hình này có ráp đúng mô hình chuẩn sc không ? Hình như chỗ này F91 muốn nói đến Hyperconjugate hả ? không hiểu mấy, nếu so trường hợp 2nO có khả năng overlap với nhiều *C-H hơn, nhưng cũng chưa chắc sự giải tỏa điện tích đó bằng với sự overlap với một * C-O đâu, BM nghĩ thế, vì nếu không , anomeric effect đã không xảy ra, mà cấu trạng bền của những thằng dị vòng no (chăng hạn như vòng 6) với nhóm thế là OH chẳng hạn, người ta vẫn giải thích là do sự overlap của C-O với lone-pair O (hetero), chứ không phải overlap giữa 3C-H với lone-pair O (hetero).
Bạn (hay cả BM nữa) có thể giải thích rõ hơn điều này hơn nữa ko, vì F91 mới lần đầu tiên nghe nói đến cái này.
Thú thật, BM cũng không hiểu mấy, do đang tìm hiểu về anomer, nên khi cho exercises chỉ chú trọng đến các yếu tố FMO, anomer, donor, acceptor … chứ ít có quan tâm đến moment, chắc điều này phải để cho thanhatbu_13 giải thích cho anh em nghe thui !!!
Bây giờ chú hai nghía lại một tí mô hình anomer của phân tử FN=NF nhé !!! Thông thường, ta có ta suy luận rằng dạng cis kém bền hơn dạng trans, do hai lí do: +sự tương tác lập thể của hai nhóm thế cùng phía. +tương tác giữa hai moment lưỡng cực đồng hướng. (cái này BM cướp nguyên văn câu giải thích của professor Evan của Harvard nhé !) Như vậy, tương tác moment lưỡng cực cũng ảnh hưởng chứ. Trong câu hỏi tuần 4 ở trên, ta vẫn có thể phải tính đến tương tác giữa các moment lưỡng cực, vì vị trí các moment này khá gần nhau, nên việc tương tác lẫn nhau là có thể lắm chứ, f91 nghĩ sao !??? :danhmay (
Bài của F91: Mình cũng đồng ý với BM là phải có sự thống nhất giữa ap và sc. Đồng thời cũng đồng ý luôn là tương tác lone-pair – nhóm thế > nhóm thế - nhóm thế. Tuy nhiên giống như mình đã nói hôm qua, ở đây ta cần quan tâm tới sự xen phủ của cả 2 nO với σ* chứ không phải chỉ 1.
Nếu một cấu trúc vi phạm ap, nhưng bù lại có một lone-pair đáp đúng cấu trúc sc thì coi như bền.
Liệu có đúng như vậy ko ? BM nên nhớ bền tức là năng lượng cả hệ thống thấp nhất, nếu tương tác đẩy ở đây wá lớn thì ko thể có chuyện nó bền được, mà tự nó phải chuyển sang dạng bền hơn. Để lấy vd cho trường hợp này, ta sẽ xét cấu trạng bền nhất của cis-1,4-dimetylciclohexan. Anh em đều biết đó là dạng ghế, với 1 nhóm ở vtrí a-, 1 nhóm ở vtrí e-. Khi xét qua cis-1,4-ditertbutilciclohexan thì khác àh. Lúc này cấu trạng bền nhất lại là dạng tàu xoắn với cả 2 nhóm thế đều ở vtrí e-. Như vậy tự ptử đã chuyển sang cấu trạng bền nhất của mình bởi vì ở cấu trạng ghế, tương tác của nhóm tertbutil ở vtrí a- quá lớn, làm xoắn phân tử. Như vậy ta ko thể coi như cấu trạng ghế bền hơn tàu xoắn được để rồi áp vào phân tử cis-1,4-ditertbutilciclohexan. Quay trở lại chủ đề cũ, vd trên đây cho thấy ta ko thể coi như được, mà phải so sánh 1 cách cụ thể. F91 sẽ bắt đầu so sánh từng cấu trạng một. Sự xen phủ của nO và σ* ta sẽ dùng công thức phối cảnh để thấy rõ, còn tương tác đẩy giữa các nhóm thế sẽ sử dụng hình chiếu Newman. May wá, ở đây BM đã vẽ rồi, cho anh em mượn tí nghen !! Đầu tiên xét sự xen phủ trước. (Ký hiệu CH, CR, CO chỉ σ* của liên kết tương ứng, còn liên hợp tức là tạo được 1 “mạch” xen phủ, F91 cũng chưa biết dùng từ nào để diễn tả cái này) A : 2nO – CH (liên hợp) D : 2 ( nO – CO) nO – CR nO - CH nO – CO nO - CR
B : 2nO – CR (liên hợp) E : 2nO – CR (liên hợp) nO – CH 2 ( nO – CO) nO – CO F : 2nO – CH (liên hợp) C : 2nO – CH (liên hợp) 2 ( nO – CO) 2nO – CR (liên hợp)
Đó là toàn bộ sự xen phủ. Bây giờ chuyển sang sự tương tác Trong tất cả các dạng đều có tương tác giữa các nhóm thế và lone-pair, giữa các lone-pair với nhau. Do đó ta chỉ quan tâm tới những sự khác nhau giữa chúng. Đó là tương tác giữa 2 cặp lone-pair của O với nhóm thế ở cấu trạng n-butane bán lệch và tương tác khác đặc biệt nếu có.
A : 1 nhóm OR’ với 2 nO (mạnh) 1 nhóm R với 2 nO (khá mạnh) R với R’ (yếu) 2 lone-pair của 2 O (yếu, xa nhau)
B : OR’ với 2 nO (mạnh) 1 H với 2 nO (rất yếu) 2 tương tác ( R với R’ ) (yếu) R’ với OR’ (yếu)
C : 2 tương tác (OR với 2nO) (rất mạnh, chính 2 ttác này làm giảm độ bền) 2 tương tác (R’ với R) (yếu) 2 tương tác (2 nO) (yếu, xa nhau)
D : R với 2nO (khá mạnh) H với 2nO (rất yếu)
E : Ttác R’ với R’ (rất yếu) 2nO (yếu, xa nhau)
F : 2 tương tác (R với 2nO) (khá mạnh) 2nO (yếu, xa nhau)
Tổng kết ở trên chỉ là những ttác khác nhau của các dạng, còn những ttác giống nhau đã được F91 bỏ wa hết rồi. Do đó, so sánh D và E ta có : về mặt xen phủ và cả ttác E đều có lợi hơn về mặt nlượng. Vì vậy E > D. So sánh giữa các dạng với nhau có thứ tự sau : E > D > B > F > A > C. Các bạn xem giùm coi có chỗ nào sai ko nhé !
Bây giờ để đơn giản BM xem cái hình này : Thấy 2 lone-pair màu trắng của O ko (2 thằng hướng lên trên ấy, loại cái thằng chấm chấm ra) ? Có phải cả 2 bọn nó cùng hướng với σ* C – H ko? Như vậy có phải là chúng xen phủ cả 3 cái với nhau ko ? (1 σ* và 2nO). Như vậy thì rõ ràng mật độ electron sẽ phải giải tỏa đều hơn chứ. Đó là cái thứ 1. Cái thứ 2, mô hình chuẩn sc mà BM muốn nói đến là gì ? Có phải đó chính là synclinal conformation ko ? Nếu như vậy thì đâu có nhất thiết là 1 σ* chỉ được xen phủ với 1 lone-pair ko đâu ? Cái thứ 3, tại sao sự xen phủ của nhiều orbital lại ko giải tỏa điện tích bằng sự xen phủ của 2 orbital ? Cái này F91 thực sự ko hiểu ý BM là sao ? Orbital là 1 hàm sóng, do vậy khi tổ hợp tuyến tính lại để có hàm sóng mới (ta gọi 1 cách “thô thiển” là xen phủ) thì tất nhiên mật độ electron sẽ phải giải tỏa ra chứ. Bây giờ xét 1 lone-pair nghen, ban đầu nó chưa xen phủ gì hết, đứng 1 mình, thế thì mật độ điện tích electron sẽ bằng 2 (chính là 2 electron của nó). Nếu nó xen phủ với 1 orbital khác thì mật độ electron trên đó sẽ giảm đi chứ, hoặc tối thiểu cũng giữ nguyên chứ ? Đúng ko ? Bởi vì ko có 1 orbital nào có thể chứa 3 electron được. Tiếp, cái thứ 4. Đúng là anomeric effect là do overlap của σ* C – O với lone-pair của O (hetero) chứ ko phải là overlap của 3 σ* C – H bởi vì 3 σ* đâu có xen phủ được, bởi vì chúng đâu có cùng hướng với lone-pair đâu !!! Cái thứ 5, cái này thì càng ko rõ vì sao nghen ? Tại sao tương tác giữa 2 moment lưỡng cực lại đóng vai trò gì ở đây ? Có ai làm ơn giải thích giùm mình nghen ? Theo mình nghĩ, xét NF = NF theo suy luận bthường nghen, nếu ở dạng cis - tức là dạng có moment lưỡng cực trong phân tử ấy - thì do tương tác giữa 2 nhóm F và tương tác của 2 lone-pair trên N làm ptử kém bền (1 lần nữa, theo lý luận thông thường nghen), do vậy mình nghĩ có 1 số người quy về là hễ cứ có moment lưỡng cực là kém bền ??? Chứ tự moment lưỡng cực theo mình nghĩ chả có liên quan gì đến độ bền của phân tử cả, nó chỉ liên quan đến tính chất điện - từ của ptử thôi. Ko biết F91 nghĩ như vậy có đúng ko ? Thanhatbu_13 có thể giải thích ko ?
Bài của thanhatbu_13: Mình nói sơ qua 1 số ý liên quan đến tương tác lưỡng cực điện mà mình “ngộ” được, nên sẽ có chổ ko chặt và thiếu sót mong anh emgóp ý!đặc biệt F91!! Xét nhóm C-O-C thì hòan toàn tương tự phân tử H2O, Liên kết C-O là công hóa trị có cực, nên sẽ sinh ra một mômen lưỡng cực (dipole moment) như hình vẽ ,có chiều từ dương sang âm. Còn đối với cặp điện tử nO thì có phương trùng với phương obitan, gốc là nguyên tử Oxi (tương tự như trong phântử NH3) nên có véctơ momen tổng của nhóm này có chiều như hình vẽ! (trùng với trục C2) đồng ý chứ?! Mối liên hệ giữa độ bền của phân tử và tươngtác momen là có, và một số tài liệu sử dụng để giải thik (một số tài liệu tiếng Việt như Hiệu ứng anome trong cuốn thầy Thới hay thầy Tĩnh , độ bền giữa dạng cis và dạng trans… ) như thế khách quan mà nói thì có mối liên quan này! Còn suy nghĩ của cá nhân mình thì như thế này, khi tương tác giữa các momen (dipole – dipole forces) cùng hướng ko phụ thuộc nhìu vào khỏang cách khỏang cách,vì số liệu của tính tóan thì thấy giá trị momen tổng của phân tử ko phục thuộc vào khỏang cách tương tác của các momen thành phần! Khi hai momen lưỡng cực (dipole moment) hay 1 số tài liệu còn gọi tương tác này là dipole – dipole forces ở gần nhau và cùng hướng thì chúng sẽ đẩy nhau, F91 đồng ý chứ, nhưng khi đẩy nhau thì rõ ràng nội năng của phân tử tăng , như thế tông năng lượng của phân tử tăng, nên tông năng lượng tự do của phân tử tăng (Sum of electronic and thermal Free Energies) nên rõ ràng phân tử kém bền như vậy F91 đồng ý hay ko!!
Bài này của thanhatbu_13: hiện giờ mỗi người có 1 ý kiến khác nhau, mà ai cũng “cứng đầu” như nhau cả, mặc dù có thống nhau khá nhiêu điểm nhưng có nhìu cái khó thông cả sự cạnh tranh giữa Ap và Sc và cả sự tồn tại của tương tác dipole-dipole ! vì mấy cái này hòan tòan là llí thuyết, Bản thân tui đem cái nghĩ đem cái tươngtác dipole-dipole vì soliệu tính tóan được thì dạng D bền nhất nên mình tìm lý do hợp lí nhất! Nên bây giờ mình nên cụ thể 1 trường hợp nhất định tức mình cho R, R’ bằng 1 nhóm thế cụ thể (metyl hoặc etyl) Từ đó tính toán giá trị tổng năng lượng tự do bằng Hyperchem, hay Gaussian nhưng thế sẽ rõ!! Anh em tấy thế nào
Vậy là câu trả lời của F91 lệch so với đáp án BM đưa ra ở hai vị trí sắp xếp: D và E ; F và B , nên BM tập trung giải quyết những chỗ này thôi nhé !!! Thấm câu trả lời của chú hai rồi đó, bây giờ tâm sự nhé !!! F91 có thể đã sai lầm ở chỗ coi nhẹ tương tác giữa hai lone-pair của hai O (chú hai cho tương tác đó yếu, xa nhau), nhưng BM lại đánh giá ngược lại, tương tác đó là tương tác ưu tiên nhất khi xét độ giảm bền hệ thống. !!! Thực ra, với một chút suy ngẫm về sự biến đổi cấu trúc khi xảy ra xen phủ, thì có thể thấy, hai O không còn nằm xa nhau mấy nữa trong 3 cấu trúc D, E , F , mặt khác, theo mô hình chuẩn ap (hình như anh em đồng ý với mô hình chuẩn này phải không, không ai phản đối chứ?), tương tác giữa lone-pair với lk C-X (X là nguyên tử có độ âm điện lớn), BM suy ra tương tác chính ở đây là tương tác giữa các e (một bên là lone-pair, một bên là lớp vỏ giàu density), chính hai lí do này, làm cho BM đánh giá tương tác giữa các lone-pair ở hai O là lớn nhất. Với lập luận đó, nhìn tổng quan 3 cấu trúc D, E, F, ta thấy chỉ có ở cấu trúc D, mới “né” được tất cả các tương tác lone-pair với lone-pair, trong khi E và F đều có tương tác này. Quan điểm của BM là tập trung giải quyết hết những thằng lone-pair trước cái đã, rồi mới tính đến những tương tác khác !!! chính vì vậy, đồng ý với F91 là ở D có tương tác 2nO – R (tương tác khá mạnh), nhưng ở E và F vẫn còn tương tác giữa những nO với nhau thì chư so tới tương tác khá mạnh được rồi, phải so những thằng mạnh trước chứ !! Chỗ D và E giải quyết như thế ! F91 thảo luận tiếp nhé, đã nói ngay từ đầu mà, đây là một bài tập lớn, hehehe !!! Tiếp theo là chỗ B và F:
B : 2nO – CR (liên hợp) nO – CH nO – CO
F: 2nO – CH (liên hợp) 2 ( nO – CO)
theo như chú hai so sánh sự xen phủ như trên thì đánh giá F phải có độ bền cao hơn chứ, nó overlap hiệu quả hơn mà ! Còn về tương tác đẩy:
B : OR’ với 2 nO (mạnh) 1 H với 2 nO (rất yếu) 2 tương tác ( R với R’ ) (yếu) R’ với OR’ (yếu)
F : 2 tương tác (R với 2nO) (khá mạnh) 2nO (yếu, xa nhau)
B tổng số có tới 3 lone-pair vi phạm cấu trúc chuẩn ap, trong khi đó F có hai. Ở cấu trúc B, chú hai nên thiếu một tí, đó là tương tác giữa hai lone-pair trên hai O khác nhau, có như thể mới dễ so với F được chứ, tụi nó tương đương nhau rùi kìa ! Chỉ như thế BM đã đủ kết luận F bền hơn B !!! Chú hai thảo luận tiếp để chúng ta đồng nhất ý kiến chọn đáp án đúng nhé !!!
Bài của thanhatbu_13:
Nếu một cấu trúc vi phạm ap, nhưng bù lại có một lone-pair đáp đúng cấu trúc sc thì coi như bền.
Nếu một cấu trúc vi phạm ap, nhưng bù lại có một lone-pair đáp đúng cấu trúc sc thì coi như bền.
người ta vẫn giải thích là do sự overlap của C-O với lone-pair O (hetero), chứ không phải overlap giữa 3C-H với lone-pair O (hetero).
cái thứ 4. Đúng là anomeric effect là do overlap của σ* C – O với lone-pair của O (hetero) chứ ko phải là overlap của 3 σ* C – H bởi vì 3 σ* đâu có xen phủ được, bởi vì chúng đâu có cùng hướng với lone-pair đâu !
@F91 lúc đầu mình cũng xét đến sự xen phủ giữa nO với xíchma pLK C-H hay C-C nhưng cái này rất yếu, mình cũngg ko thấy có tài liệu nào nói đếncái cái này mặc dù có sắp xếp thứ tự khả năng acceptor của chúng!! Ý của BM có lẽ là nói từng cái σ* C – H chứ ko "tham lam " mang 3 cái đâu F91!!
Bài của F91: Cái này là trả lời cho thanhatbu_13 :
Liên kết C-O là công hóa trị có cực, nên sẽ sinh ra một mômen lưỡng cực (dipole moment) như hình vẽ ,có chiều từ dương sang âm. Còn đối với cặp điện tử nO thì có phương trùng với phương obitan, gốc là nguyên tử Oxi (tương tự như trong phântử NH3) nên có véctơ momen tổng của nhóm này có chiều như hình vẽ! (trùng với trục C2) đồng ý chứ?!
Cái này thì đồng ý hoàn toàn thôi ! Bởi vì đây là kiến thức căn bản mừh.
hay 1 số tài liệu còn gọi tương tác này là dipole – dipole forces ở gần nhau và cùng hướng thì chúng sẽ đẩy nhau, F91 đồng ý chứ
Đây này, bạn cũng nên lưu ý điều này, moment này sinh ra là do sự tồn tại điện tích khác nhau trên các ngtử. Khi có sự chênh lệch điện tích thì mới sinh ra moment này. Như vậy yếu tố lực đẩy ở đây xét nguyên nhân sâu xa chính là do electron đẩy nhau ! Chính electron mới đẩy nhau, chứ còn moment lưỡng cực chỉ là cái tưởng tượng do con người đưa vào KH nhằm dùng ngôn ngữ 1 cách đơn giản hơn, ngắn gọn hơn. Do vậy, bạn nên nhớ chính electron mới đẩy nhau ! Do vậy khi các electron ở xa nhau thì sự đẩy nhau rất yếu. Chứ ko phải sự tương tác này là do moment lưỡng cực quy định.
Câu thứ nhất đồng ý, câu thứ hai đồng ý, câu thứ ba đồng ý, nhưng câu kết luận thì BM không đồng ý ở chỗ chữ “hơn”, vì thứ nhất *C-H không thể nhận tốt cùng lúc hai sự xen phủ, thứ hai như BM nói ở trên, F91 chưa xét tới tương tác giữa hai lone-pair, BM cho đó là tương tác lớn nhất !
Cái thứ 2, mô hình chuẩn sc mà BM muốn nói đến là gì ? Có phải đó chính là synclinal conformation ko ? Nếu như vậy thì đâu có nhất thiết là 1 σ* chỉ được xen phủ với 1 lone-pair ko đâu ?
Đúng, mô hình chuẩn synclinal conformation ở đây có nghĩa là sự xen phủ tốt giữa hai thằng, một là lone-pair (yếu tố gây giảm độ bền lớn nhất) với một * C-X với X là nguyên tử có độ âm điện cao (yếu tố làm tăng độ bền lớn nhất).
Cái thứ 3, tại sao sự xen phủ của nhiều orbital lại ko giải tỏa điện tích bằng sự xen phủ của 2 orbital ? Cái này F91 thực sự ko hiểu ý BM là sao ? Orbital là 1 hàm sóng, do vậy khi tổ hợp tuyến tính lại để có hàm sóng mới (ta gọi 1 cách “thô thiển” là xen phủ) thì tất nhiên mật độ electron sẽ phải giải tỏa ra chứ.
Cái này BM chưa đồng ý lắm với chú hai rồi !!! Thế này nhé, sự tổ hợp tuyến tính các hàm sóng để ra một hàm sóng mới, đúng, nhưng khái niệm hàm sóng không giúp ích gì cho chúng ta trong việc xét độ bền hệ thống cả, bản thân hàm sóng đứng riêng một mình không có ý nghĩa mà !!! Theo BM, sự xen phủ ở đây, hiệu quả nhất là giữa một lone-pair với một plk có độ acceptor cao hoặc một orbital trống. Kế đến là sự xen phủ giữa hai orbital, trong đó mỗi orbital chứa 1 e (cái này BM chưa chắc lắm, chỉ dựa vào lập luận mà lát nữa BM sẽ trình bày), và cuối cùng là sự xen phủ giữa hai lone-pair, thực chất cái này không thể gọi là xen phủ nữa, mà đó chỉ đơn thuần là tương tác đẩy. Sự xen phủ giữa hai lone-pair với một acceptor plk C-H gần như tương ứng với mô hình tương tác giữa hai lone-pair vậy !
BM thấy chỗ Ap và Sc trong bài tập này chưa có gì gọi là cạnh tranh cả, thanhatbu thử nói xem, tụi mình hầu như đâu có vướng chỗ đó ! Cần phải hiểu, Sc xảy ra thực chất là để giảm đi Ap về cả hai mặt là density of lone-pair and orientation of interaction. Nên Sc phần nào sẽ ưu tiên hơn nếu ta vướng phải sự cạnh tranh giải thích giữa hai mô hình chuẩn này !