
【化】 nonclassical carbocation
blame; evildoing; have to; non-; not; wrong
【计】 negate; NOT; not that
【医】 non-
classics; scriptures; sutra
【化】 carbenium ions; carbocation
非经典碳正离子(Nonclassical Carbocation)的汉英词典释义
定义(Definition)
非经典碳正离子是一类碳正离子(carbocation),其正电荷通过离域作用分布于多个碳原子或键上,形成多中心键(如三中心两电子键)或σ键参与的超共轭结构。与经典碳正离子(正电荷定域于单一碳原子)不同,其结构常表现为桥连或笼状几何构型,例如降冰片基碳正离子(norbornyl cation)中的桥氢结构。
核心特征(Key Characteristics)
正电荷通过σ键或空间相互作用分散至相邻原子,降低能量稳定性(如2-降冰片基碳正离子的能量比经典结构低约6-10 kcal/mol)。
典型结构包含三中心两电子键(3c-2e),如乙基碳正离子(C₂H₅⁺)中氢桥键的参与。
常呈现对称或近对称的桥连结构(如双锥体或平面五边形),区别于经典碳正离子的平面三角形sp²杂化。
与经典碳正离子的区别(vs. Classical Carbocation)
特征 | 经典碳正离子 | 非经典碳正离子 |
---|---|---|
电荷分布 | 定域于单一碳原子(sp²杂化) | 离域至多原子/键(多中心键) |
结构稳定性 | 依赖超共轭或取代基稳定 | 通过几何对称性及离域作用稳定 |
典型实例 | 叔丁基碳正离子((CH₃)₃C⁺) | 2-降冰片基碳正离子(C₇H₁₁⁺) |
学术争议与验证(Academic Debate)
20世纪中期,非经典碳正离子的存在性曾引发争论(如Winstein-Brown论战),后经NMR谱学(¹³C、¹H化学位移)及计算化学(如MP2、CCSD(T)方法)证实其稳定性与离域特征。
权威参考文献(References)
(注:引用来源基于学术出版物索引,链接需通过机构权限访问)
非经典碳正离子是有机化学中一类特殊的反应中间体,其核心特征是正电荷通过多中心键离域而非定域在单一碳原子上。以下从多个角度详细解释:
非经典碳正离子是指正电荷通过三中心二电子键(如桥形结构)发生离域,而非局限于单个碳原子或烯丙基共轭体系。其碳原子可呈现五价状态,例如降冰片基正离子(C₇H₁₁⁺)中,一个碳通过sp³杂化轨道与相邻两个碳的p轨道形成三中心键。
特征 | 经典碳正离子 | 非经典碳正离子 |
---|---|---|
电荷分布 | 定域于单个碳原子 | 离域至多个原子或化学键 |
键合方式 | 两电子二中心键 | 三中心二电子键或超共价键 |
结构 | 平面sp²杂化 | 桥形或三维结构 |
Lewis结构表达 | 单一结构即可描述 | 需多个共振式或无法用经典结构表达 |
非经典碳正离子的研究推动了有机反应机理的深入理解,例如在萜类化合物合成、石油催化裂解等领域有重要应用。
如需进一步了解具体反应案例或实验验证方法,可参考权威教材或专业文献(如和)。
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