6.6
בתגובת החלפה נוקלאופילית, כאשר מתרחש הפיצול ההטרוליטי של הקשר בין הפחמן לקבוצה העוזבת, הקבוצה העוזבת לוקחת איתה את זוג האלקטרונים, ומשאירה את מרכז הפחמן עם מטען חיובי. מצע חסר אלקטרונים זה נקרא קרבוקטיון.
בקרבוקטיון, אטום הפחמן מוקף בשישה אלקטרונים בצורת שלושה קשרים σ, כל אחד בזווית של 120° מהשני. הפחמן הוא sp2 הכלאה עם גאומטריה מישורית טריגונלית ואורביטל p ריק בלתי היברידי.
מכיוון שהאורביטל הפנוי של פחמן יכול לקבל בקלות אלקטרונים מנוקלאופילים שונים, קרבוקטיונים פועלים כאלקטרופילים חזקים בתגובות כימיות.
הקרבוקטיון הפשוט ביותר הוא קטיון מתיל שבו שלושה אטומי מימן קשורים לאטום הפחמן חסר האלקטרונים.
קבוצות אלקיל יכולות להחליף את אטומי המימן כדי לתת סוגים שונים של קרבוקטיונים. בהתאם למספר של תחליפי אלקיל כאלה, קרבוקטיונים יכולים להיות מסווגים כקרבוקטיונים ראשוניים, משניים ושלישוניים.
הסתעפות אלקיל מייצבת את הקרבוקטיון באמצעות אפקט השראתי והיפרקוניוגציה.
ההשפעה היא אינדוקטיבית כאשר תחליפי אלקיל משחררי אלקטרונים תורמים צפיפות אלקטרונים למרכז הפחמן החיובי באמצעות קשרי σ, ובכך מייצבים את הקרבוקטיון.
החלפה אלקילית מוגברת מגדילה את ההשפעה ההשראתית בקרבוקטיונים, וכתוצאה מכך מגבירה את יציבות הקרבוקטיונים.
היציבות משופרת עוד יותר באמצעות היפר-הצמדה, הכוללת חפיפה בין אורביטל p הריק של הפחמן לבין אורביטל sp3 מלא מיושר כראוי של קבוצת אלקילי.
עם מספר גדל והולך של קבוצות אלקיליות, ההשפעה של hyperconjugation עולה, ויחד עם זאת, את היציבות של carbocations גם עולה.
קרבוקטיונים הם אחד מתוצרי הביניים של התגובה שנוצרו במהלך מספר החלפות נוקלאופיליות או תגובות אלימינציה. קרבוקטיון הוא צורון חסר אלקטרונים כאשר באטום הפ…
זכויות יוצרים © 2026 MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.