ラジカルの安定性

今回はラジカルについてもう少し掘り下げてみるよ。
ずばりラジカルの”安定性”について。

ようはどういったラジカルがより
“安定”(反応しにくい)
なのか
“不安定”(反応しやすい)
なのかってことだね。

今回の要点は1つだけ、ではいってみよー。

1.超共役

酸性の強弱でもちょろっと出てきたこの言葉。
教科書的な意味としては
「σ軌道の電子がエネルギー的に近い位置の空のP軌道と相互作用する現象」
のことを指すよ。
多分「でっ?」って思う人も多いんじゃないかな?
なのでまずは以下を見てほしい。

どういうことかっていうとラジカルの電子は一つのままだと永遠と不安定。。。
だったら近くの電子(図でいうところのCのσ結合の電子ね)が一時的にラジカル電子に側に行き来してくれるとちょっとでも安定性が高くなるってことだよ。

で、ラジカルはCに引っ付いてるアルキル基の数毎に1級、2級、3級ラジカルっていう言い方をする。
なんとなく想像はつくと思うけどラジカルの安定性は以下の通り

3級>2級>1級>メチル

なぜならアルキル基が増えれば周囲のσ結合の電子が増えるから
ということはラジカルの電子を安定化させてくれるσ結合の電子が行き来きしてくれる頻度も増えるっていうこと。

図にするとこんな感じ。

さて安定性については以上だよ。

* * * * * * *

これだけだとちょっとさみしいのでラジカル関係でもう一つトピックを。

「ラジカルの構造」を簡単に紹介しておくね。

まずはどういった状況になっているのか?なんだけれど
ご存知の通りラジカルはCから結合が3本出ている状態なんだよね。
なのでsp2混成軌道(平面三角形)になっているんだ。

ただラジカルなる前の状態はsp3混成軌道(正四面体)の状態なので

こんな感じになる。

この時、四面体(109.5°)が平面(120°)になる
で、こうなるとどうなるかっていうと立体反発(立体障害ともいうよ)が解消されるんだ。
立体反発っていうのは分子間で分子同士が隣り合ってぶつかることで分子が動ける範囲に制限が出来ることだよ。

分子モデルの”球棒イメージ”を見てもらうと分かりやすいんだけど
四面体はかちっとしてほぼ動けない状態だったけど、平面になることによって上下に動ける範囲が広がってるんだよね。

だからラジカルになる→反発が解消されるってことになるんだ。
もうお察しかもだけど立体反発の解消度合も

3級>2級>1級

の順番になるよ。
理由はCH3とHの大きさの違いを考えてもらえば・・・分かるよね?

立体反発は有機化学の反応に関わる部分が大きいのでついでに紹介してみた。
またちょいちょい出てくると思うので頭の隅にでも置いておいてほしいな♪

ではまた次回

© 2019 猫でもわかる有機化学

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