Կարբենի և կարբանիոնի հիմնական տարբերությունն այն է, որ կարբենն ունի երկվալենտ ածխածնի ատոմ, մինչդեռ կարբանիոնը՝ եռարժեք ածխածնի ատոմ:
Կարբենը և կարբանիոնը օրգանական մոլեկուլներ են, որոնք պարունակում են ածխածին և ջրածին կամ այլ ատոմներ: Օրգանական միացությունների այս երկու տեսակները տարբերվում են միմյանցից իրենց ձևով, երկրաչափությամբ, վալենտությամբ, օքսիդացման վիճակով, լիցքով և այլն: Այսպիսով, այս հոդվածն անդրադառնում է կարբենի և կարբանիոնի միջև եղած տարբերությանը այս առումներով:
Ի՞նչ է Կարբենը:
Կարբենը օրգանական մոլեկուլ է, որն ունի չեզոք ածխածնի ատոմ՝ երկու վալենտով: Այլ կերպ ասած, կարբենային միացության մեջ ածխածնի ատոմը պարունակում է երկու չբաշխված վալենտային էլեկտրոն:Այս տեսակի միացությունների ընդհանուր քիմիական բանաձևը R-(C:)-R կամ R=C է, որտեղ R-ը և R-ը ներկայացնում են փոխարինիչներ կամ ջրածնի ատոմներ: Այս միացության ընդհանուր կառուցվածքը հետևյալն է.
Նկար 01. Կարբենի քիմիական կառուցվածքը
Ավելին, կան կարբենների երկու դաս՝ եզակի կարբեն և եռակի կարբեն: Կարբենի միացությունները սպին-զույգ միացություններ են։ Այս մոլեկուլները ընդունում են sp2 հիբրիդային կառուցվածք: Եռակի կարբենի միացություններն ունեն չզույգված էլեկտրոններ։ Կարբենի միացությունների մեծ մասը իրենց հիմնական վիճակում ունեն եռակի կառուցվածք, բացառությամբ կարբենի միացությունների, որոնք պարունակում են ազոտի, թթվածնի կամ ծծմբի ատոմներ։
Կարբենի միացությունը մենք կարող ենք անվանել միաձույլ կամ եռյակ կառուցվածք՝ կախված այս մոլեկուլների էլեկտրոնային սպիններից: Օրինակ, եռակի կարբենի միացությունները պարամագնիսական են, և մենք կարող ենք դիտարկել այս կառուցվածքը էլեկտրոնային սպինի ռեզոնանսային սպեկտրոսկոպիայի միջոցով, եթե կարողանանք ստիպել այս մոլեկուլներին բավականաչափ երկար մնալ վերլուծության համար:Ավելին, միայնակ կարբենի մոլեկուլների սպինը զրոյական է, մինչդեռ եռակի կարբենի մոլեկուլների սպինը մեկ է: Բացի դրանցից, միայնակ կարբենի մոլեկուլները կայուն են ջրային միջավայրում, մինչդեռ եռակի կարբենի մոլեկուլները կայուն են գազային վիճակում:
Ի՞նչ է կարբանիոնը:
Կարբանիոնը անիոն է, որն ունի եռարժեք ածխածնի ատոմ և իոնի վրա զուտ բացասական լիցք: Եռավալենտ ածխածնի ատոմը իոն է, որը պարունակում է ածխածնի ատոմ, որն առաջացրել է երեք կովալենտային կապ։ Միացությունը որպես կարբանիոն անվանելու համար այն պետք է ունենա պաշտոնական բացասական լիցք առնվազն մեկ ռեզոնանսային կառուցվածքում:
Նկար 02. Կարբանիոնների ռեզոնանսային կառուցվածքները
Ավելին, կարբանիոնը չունի պի-էլեկտրոնի տեղակայում, և այս մոլեկուլները ենթադրում են եռանկյուն բրգաձև, թեքված կամ գծային երկրաչափություն, երբ կարբանիոնն ունի համապատասխանաբար երեք, երկու կամ մեկ փոխարինող: Ավելի կարևոր է, որ կարբանիոնը ածխաթթվի զուգակցված հիմքն է:
Սովորաբար կարբանիոնները նուկլեոֆիլ են և հիմնական: Այս միացությունների նուկլեոֆիլությունը և հիմնարարությունը կարող են որոշվել ածխածնի ատոմի վրա գտնվող փոխարինիչների տեսակով։ Բացի այդ, կարող են լինել նաև քիրալ կարբանիոններ։
Ավելին, կարբանիոնի բացասական լիցքավորված ածխածնի ատոմի վրա էլեկտրոնի խտությունը ստիպում է իոնին արձագանքել տարբեր հզորություններ ունեցող էլեկտրոֆիլների հետ՝ ներառյալ կարբոնիլային խմբերը, հալոգենացված ռեակտիվները և այլն:
Ո՞րն է տարբերությունը կարբենի և կարբանիոնի միջև:
Կարբենը և կարբանիոնը օրգանական մոլեկուլներ են, որոնք պարունակում են ածխածին և ջրածին կամ այլ ատոմներ։ Կարբենի և կարբանիոնի հիմնական տարբերությունն այն է, որ կարբենն ունի երկվալենտ ածխածնի ատոմ, մինչդեռ կարբանիոնն ունի եռավալենտ ածխածնի ատոմ: Հետևաբար, կարբենի միացություններն ունեն ածխածնի ատոմներ, որոնք ունեն երկու կովալենտ քիմիական կապ, մինչդեռ կարբանիոնային միացությունները ունեն երեք կովալենտ կապ ածխածնի ատոմի վրա և նաև պաշտոնական բացասական լիցք:
Ստորև ինֆոգրաֆիկայում ամփոփված են կարբենի և կարբանիոնի միջև եղած տարբերությունները:
Ամփոփում – Carbene vs Carbanion
Կարբենը և կարբանիոնը օրգանական մոլեկուլներ են, որոնք պարունակում են ածխածին և ջրածին կամ այլ ատոմներ: Կարբենի և կարբանիոնի հիմնական տարբերությունն այն է, որ կարբենն ունի երկվալենտ ածխածնի ատոմ, մինչդեռ կարբանիոնն ունի եռարժեք ածխածնի ատոմ:
