感谢知道用户Blake棒的回复,他/她在回复中指出“超共轭是给电子的 怎么去分散含单电子的碳上的自由基密度呢?应该是分散C-H键上的电子云密度 是每个碳都近似八隅体 这样使得碳自由基稳定”。使我对这个问题有了更深一步的认识,结合Blake棒的回复对问题的回答做了修正。再次感谢Blake棒。
这可以用超共轭效应来解释。
以图1结构的实例来看这问题。
图1
这里的超共轭效应是指碳原子的p轨道与相邻碳上C-H键之间的共轭,因而二者轨道相近,近似平行,共轭的结果是分散C-H键电子云密度到中心碳原子上,使得中心碳原子更接近八隅体稳定结构,稳定了碳自由基。
3级碳自由基所含C-H键最多共轭效应最强,之后是2级和1级,而甲基自由基则没有与之共轭的C-H键。
这里需要说明一下甲基自由基的事情,因而它也有三个C-H键,为什么就没有超共轭效应,因为甲基的三个C-H键与碳原子的p轨道不近似平行(图2)。而与之相邻碳上的C-H键则可以通过绕C-C键旋转实现与p轨道近视平行。
图2 甲基自由基中碳的p轨道和C-H键
图3 碳自由基p轨道与相邻碳上C-H键关系
碳的周围,比他非金属性弱的原子越多,这个碳自由基越稳定