6.6
Em uma reação de substituição nucleofílica, quando ocorre a clivagem heterolítica da ligação entre o carbono e o grupo de saída, o grupo de saída leva consigo o par de elétrons, deixando o centro de carbono com carga positiva. Esse substrato deficiente em elétrons é chamado de carbocátion.
Em um carbocátion, o átomo de carbono é cercado por seis elétrons na forma de três ligações σ, cada uma em um ângulo de 120° da outra. O carbono é sp2 hibridizado com uma geometria trigonal planar e um orbital p vazio não hibridizado.
Como o orbital vago do carbono pode aceitar facilmente elétrons de diferentes nucleófilos, os carbocátions atuam como eletrófilos fortes em reações químicas.
O carbocátion mais simples é o cátion metil no qual três átomos de hidrogênio estão ligados ao átomo de carbono deficiente em elétrons.
Os grupos alquila podem substituir os átomos de hidrogênio para dar diferentes tipos de carbocátions. Dependendo do número de tais substituintes alquil, os carbocátions podem ser classificados como carbocátions primários, secundários e terciários.
A ramificação alquil estabiliza o carbocátion através do efeito indutivo e hiperconjugação.
O efeito é indutivo quando os substituintes alquil liberadores de elétrons doam densidade eletrônica ao centro de carbono positivo por meio de ligações σ, estabilizando assim o carbocátion.
O aumento da substituição de alquila aumenta o efeito indutivo nas carbocátions, o que consequentemente aumenta a estabilidade das carbocátions.
A estabilidade é aprimorada ainda mais por meio da hiperconjugação, que envolve a sobreposição entre o orbital p vazio do carbono e um orbital sp3 preenchido adequadamente alinhado de um grupo alquila.
Com o aumento do número de grupos alquila, o efeito da hiperconjugação aumenta e, junto com ele, a estabilidade dos carbocátions também aumenta.
Carbocátions são um dos intermediários reacionais formados durante diversas substituições nucleofílicas ou reações de eliminação. Um carbocátion é uma…
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