アリル型ラジカルについて

質問

アリル型ラジカルについて質問します。アリル型ラジカルの不対電子をもつラジカル炭素原子はなぜ、ｓｐ２混成軌道をとるのですか。π軌道上にある電子の非局在化と関係して、孤立電子をｓｐ２のp軌道に入れるのかなぁと考えたのですが、どうなんでしょうか。誰か回答してくれませんか。お願いします。

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

補足です。
＞ｓｐ３になると水素結合の位置が変化してしまう・・
＊sp3の場合の結合角は基本的に109.5度であり、平面状になりません。つまり、正四面体型構造から頂点を１個除いた構造になります。sp2の場合には結合角が120度になり、中心原子と周囲の３原子の合計４原子が同一平面上に来ます。

＞平面構造をとるというのは、ｓｐ２混成をとると・CH2-Cの部分の単結合が固定されて動かなくなってしまうと考えてもいいのですか。
＊この結合は固定されていますが、それはC-Cの間に二重結合性があるからです。もちろん完全な二重結合ではなく「部分的な二重結合」あるいは「二重結合性」といった方がよいようなものですが、この結合が回転しないように固定するのには十分なものです。これはもう一方のC-C結合も同様です（両方とも等価ですから）。
sp2混成であっても、そのこと自体は結合が回転しない理由にはなりません。σ結合である限りは回転する可能性があります。結合の回転を止めるのはπ結合であると考えて下さい。

補足

ちょっと分からないところがあったのですが、ここはどういう意味なんでしょうか。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　＞つまり、正四面体型構造から頂点を１個除いた構造になります。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　教えていただけませんか。おねがいします。

回答No.1

noname#62864

アリル型ラジカルでは両端の炭素は完全に等価です。
すなわち、下記の共鳴形の内の左側では左端の炭素が、右側では右端の炭素がそれぞれ二重結合を形成しており、その混成はsp2になっています。
共鳴を考えるときには、原子の位置を変えてはならないという原則がありますので、下式のような共鳴安定化を享受するためには、両端の炭素がsp2となり、平面構造になる必要があります。
一方がsp3になったりしたら、水素原子の位置が変化してしまい、共鳴の条件を満たせません。
また、すべての炭素がsp2混成となって、2p軌道を提供することによって、ラジカル全体にわたるπ電子系が形成され、ラジカルの不対電子の非局在化可能になります。

CH2=CH-CH2・ ←→ ・CH2-CH=CH2

補足

説明ありがとうございます！分からないところがあったんですが、質問していいですか。ｓｐ３になると水素結合の位置が変化してしまうというのは・CH2-Cの部分の単結合が回転しているからっていうことなのですか。また、両端の炭素がｓｐ２となり、平面構造をとるというのは、ｓｐ２混成をとると・CH2-Cの部分の単結合が固定されて動かなくなってしまうと考えてもいいのですか。