熱力学的考察
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2021/11/14 18:18 UTC 版)
アルケンからアルカンへの水素化は発熱的である。水素化反応中に放出されるエネルギー量（水素化熱として知られる）は、最初のアルケンの安定性に反比例する。アルケンが安定であればあるほど水素化熱は低くなる。さまざまなアルケンの水素化熱を調べると、置換量とともに安定性が向上することが分かる。 化合物の名前構造水素化のモル熱置換度kJ/molkcal/molエチレン H 2 C = CH 2 {\displaystyle {\ce {H2C=CH2}}} 137 32.8 置換されていない 1-ブテン 127 30.3 一置換 トランス-2-ブテン 116 27.6 二置換 2-メチル-2-ブテン 113 26.9 三置換 2,3-ジメチル-2-ブテン 111 26.6 四置換 置換基を加えることに関連する安定性の増加は、いくつかの要因の結果である。アルキル基は誘導効果による電子供与であり、アルケンのσ結合の電子密度を増加させる。さらに、アルキル基は立体的に大きく、互いに離れていると最も安定する。アルカンでは、最大の分離は四面体結合角109.5°である。アルケンでは結合角は120°近くまで大きくなる。結果として、アルキル基の間の分離は最も置換されたアルケンで最大になる。 アルキル基のHOMOと二重結合のLUMOの間の安定化相互作用を説明する超共役も、アルケンの安定に対するアルキル置換の影響を説明するのに役立つ。軌道混成において、sp2炭素とsp3炭素間の結合は2つのsp3混成炭素間の結合よりも強い。計算により、アルキル基1つあたり6 kcal/molの支配的な安定化超共役効果が分かっている。
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