Question 1

Combien d'orbitales moléculaires se forment à partir des orbitales p dans un système allyle?

Accepted Answer

Trois orbitales moléculaires proviennent d'une combinaison linéaire des trois orbitales p atomiques non hybridisées dans les systèmes allyliques. Ceux-ci sont désignés ψ1, ψ2 et ψ3, chacun avec des caractéristiques de liaison et des niveaux d'énergie distincts qui déterminent la distribution des électrons dans les cations et les anions allyliques.

Question 2

Quelle est la différence entre les orbitales de liaison, les orbitales non liantes et les orbitales antiliantes dans le système allyle?

Accepted Answer

ψ1 est entièrement liante avec un recouvrement orbital p en phase. ψ2 est non liante avec un nœud passant par le carbone central et aucun recouvrement orbital adjacent. ψ3 est entièrement antiliante avec des orbitales p déphasées formant deux nœuds. Ces types d'orbitales déterminent la stabilité et la réactivité des électrons dans les espèces allyliques.

Question 3

Comment les cations allylique et les anions diffèrent-ils dans la distribution des électrons à travers les orbitales moléculaires?

Accepted Answer

Le cation allyle possède deux électrons π remplissant ψ1, faisant de ψ1 le HOMO et ψ2 le LUMO. L'anion allyle possède quatre électrons π distribués entre ψ1 et ψ2, avec ψ2 comme HOMO et ψ3 comme LUMO. Malgré des nombres d'électrons différents, les deux systèmes partagent des orbitale moléculaire cadres identiques.

Question 4

Pourquoi la charge est-elle concentrée sur les carbones terminaux dans les cations et anions allyliques?

Accepted Answer

La concentration de charge sur les carbones terminaux reflète la distribution des électrons dans les orbitales moléculaires. Dans les cations comme dans les anions, l'orbitale p du carbone central contribue de manière minime à la densité de charge en raison de la nature non liante de ψ2, qui possède un nœud à cette position, laissant la charge positive ou négative localisée sur les carbones terminaux.

Question 5

Quel changement d'hybridation se produit lorsqu'un groupe allyle se forme à partir du propène?

Accepted Answer

Le carbone allylique sp³ hybridisé dans le propène se convertit en hybridation sp² lorsque se forme un cation allyle ou un anion. Ce changement génère trois carbones hybridisés sp², chacun avec un orbital p non hybridisé disponible pour la liaison π et la formation d'orbitale moléculaire dans le système conjugué.

Question 6

Comment les cations allyliques et les anions sont-ils générés dans les réactions organiques?

Accepted Answer

Les cations allyliques se forment comme intermédiaires lors des réactions de substitution impliquant des halogénures allyliques. Les anions allyliques sont obtenus en traitant le propène avec une base forte qui déprotone les groupes méthyle. Les deux processus créent des systèmes conjugués à trois carbones avec une hybridation sp² et des orbitales moléculaires pi disponibles pour la liaison.

Question 7

Comment les systèmes allyl se comparent-ils au 1,3-butadiène en termes de conjugaison?

Accepted Answer

Le cation allylique et l'anion allylique sont des systèmes conjugués à trois carbones, tandis que le 1,3-butadiène est un système conjugué à quatre carbones. Les deux impliquent des combinaisons linéaires d'orbitales p non hybridées pour former des orbitales moléculaires, mais les systèmes allyliques ont trois orbitales moléculaires π comparées aux quatre du butadiène, affectant leurs propriétés électroniques et leur réactivité.

π Orbitales moléculaires du cation et de l'anion allyle

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