Galvenā atšķirība starp karbēnu un karbaniju ir tā, ka karbēnam ir divvērtīgs oglekļa atoms, savukārt karbēnam ir trīsvērtīgs oglekļa atoms.
Karbēns un karbanions ir organiskas molekulas, kas satur oglekli un ūdeņradi vai citus atomus. Šie divi organisko savienojumu veidi atšķiras viens no otra pēc formas, ģeometrijas, valences, oksidācijas pakāpes, lādiņa utt. Tātad šajā rakstā ir apskatīta atšķirība starp karbēnu un karbanjonu par šiem aspektiem.
Kas ir Carbene?
Karbēns ir organiska molekula ar neitrālu oglekļa atomu, kura valence ir divi. Citiem vārdiem sakot, oglekļa atoms karbēna savienojumā satur divus nedalītus valences elektronus. Šāda veida savienojumu vispārējā ķīmiskā formula ir R-(C:)-R’ vai R=C: kur R un R’ apzīmē aizvietotājus vai ūdeņraža atomus. Šī savienojuma vispārējā struktūra ir šāda:
Attēls 01: Karbēna ķīmiskā struktūra
Turklāt ir divas karbēnu klases - vienkarbēns un tripletais karbēns. Singleta karbēna savienojumi ir spinpāri savienojumi. Šīm molekulām ir sp2 hibrīda struktūra. Trīskāršajiem karbēna savienojumiem ir nepāra elektroni. Lielākajai daļai karbēnu savienojumu sākotnējā stāvoklī ir trīskārša struktūra, izņemot karbēnu savienojumus, kas satur slāpekļa, skābekļa vai sēra atomus.
Mēs varam saukt karbēna savienojumu par singleta vai tripleta struktūru atkarībā no šo molekulu elektroniskajiem griezieniem. Piemēram, trīskāršie karbēna savienojumi ir paramagnētiski, un mēs varam novērot šo struktūru ar elektronu spin rezonanses spektroskopiju, ja mēs varam panākt, lai šīs molekulas noturas pietiekami ilgi analīzei. Turklāt singleta karbēna molekulu spins ir nulle, bet trīskāršo karbēna molekulu spins ir viens. Papildus tiem singleta karbēna molekulas ir stabilas ūdens vidē, savukārt tripleta karbēna molekulas ir stabilas gāzveida stāvoklī.
Kas ir Karbanions?
Karbanions ir anjons ar trīsvērtīgu oglekļa atomu un neto negatīvu jona lādiņu. Trīsvērtīgais oglekļa atoms ir jons, kas satur oglekļa atomu, kas ir izveidojis trīs kovalentās saites. Lai savienojumu nosauktu par karbanjonu, tam jābūt formālam negatīvam lādiņam vismaz vienā rezonanses struktūrā.
Attēls 02: Karbanu rezonanses struktūras
Turklāt karbanonam nav pi-elektronu delokalizācijas, un šīm molekulām ir trigonāla piramīda, izliekta vai lineāra ģeometrija, ja karbanonam ir attiecīgi trīs, divi vai viens aizvietotājs. Vēl svarīgāk ir tas, ka karbanions ir oglekļa skābes konjugētā bāze.
Parasti karbanoni ir nukleofīli un bāziski. Šo savienojumu nukleofilitāti un bāziskumu var noteikt pēc oglekļa atoma aizvietotāju veida. Turklāt var būt arī hirāli karbanoni.
Turklāt elektronu blīvums uz negatīvi lādētā oglekļa atoma karbanjonā ļauj jonam reaģēt ar dažāda stipruma elektrofiliem, tostarp karbonilgrupām, halogenētiem reaģentiem utt.
Kāda ir atšķirība starp Carbene un Carbanion?
Karbēns un karbanions ir organiskas molekulas, kas satur oglekli un ūdeņradi vai citus atomus. Galvenā atšķirība starp karbēnu un karbaniju ir tā, ka karbēnam ir divvērtīgs oglekļa atoms, savukārt karbanam ir trīsvērtīgs oglekļa atoms. Tāpēc karbēna savienojumiem ir oglekļa atomi ar divām kovalentām ķīmiskajām saitēm, savukārt karbanona savienojumiem ir trīs kovalentās saites uz oglekļa atoma un arī formāls negatīvs lādiņš.
Zemāk infografikā ir apkopotas atšķirības starp karbēnu un karbanjonu.
Kopsavilkums - Carbene vs Carbanion
Karbēns un karbanions ir organiskas molekulas, kas satur oglekli un ūdeņradi vai citus atomus. Galvenā atšķirība starp karbēnu un karbaniju ir tā, ka karbēnam ir divvērtīgs oglekļa atoms, turpretim karbanam ir trīsvērtīgs oglekļa atoms.
