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谈谈空间位阻

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说到空间位阻,就不得不提到电子的推斥。首先,我们要理解为什么成键电子没有因为排斥而散开。


1楼2023-12-23 00:01回复
    实际上,所谓的化学键也可以理解为一种电子结构。化学键之间的作用是静电相互作用,因此必然存在静电斥力。电子填充在不同的轨道里,赋予不同的轨道以能量,从而发生轨道之间的相互作用。还有一种解释:“分子斥力是一种“熵力”,并不是真实的相互作用;自旋同向两电子电子云重叠时,根据费米子波函数反对称性,该体系定态能量高于单电子态简单相加,因此热平衡时该量子态上的粒子数较少,宏观上相当于排斥力的效果”。 刚才我们说到,原子轨道的线性组合形成分子轨道,这时,需要考虑原子轨道的组合方式,也就形成了能量低的成键轨道和能量高的反键轨道。需要注意,并不是所有的轨道都会相互排斥。


    2楼2023-12-23 00:01
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      观察上面的一氧化碳分子轨道,3σ填充了电子,是成键轨道,Π2p则是空轨道,是反键轨道。需要注意,轨道并不是没有填充电子就不存在,而是具有一定的形状。这样轨道存在的价值就是和另一种轨道叠加后,可以线性组合为新轨道。例如,下面的异头效应的解释,成键轨道和反键轨道是不排斥的,在自由基反应里面,SOMO之间也是不排斥的。下面用一个例子来说明空间位阻——三苯甲基。三苯甲基是C3v点群,下图是从C3轴看的构象。 可以看到,三个苯环没有采取垂直或平行的堆积,原因是垂直会出现氢原子的Gauche斥力和Π电子的斥力,平行就会出现相邻苯环的氢原子推斥。还记得三苯甲基自由基吗?一般情况下,不会发生二聚,即使二聚,也会从苯环的外侧结合。


      3楼2023-12-23 00:01
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