Karbyny

dubletový karbyn (1 radikál, 1 pár, 1 prázdný orbital)

kvartetový karbyn (3 radikály)

Karbyny jsou sloučeniny obsahující nenabitý atom uhlíku, který je se zbytkem struktury spojený jednoduchou kovalentní vazbou a má tři nevazebné elektrony. Atom uhlíku může mít jeden nebo tři nepárové elektrony (v závislosti na tom, jestli jde o základní nebo excitovaný stav) a patří tak mezi radikály. Vzorce karbynů lze zapsat jako R–C· nebo R–C^3·, či jako CH.

Karbyny lze považovat za deriváty nejjednodušší sloučeniny vyhovující uvedeným vzorcům, methylidynového radikálu či nesubstituovaného karbynu H–C· nebo H–C^3·, kde je funkční skupinou atom vodíku.

Jako karbyn se označuje i jedna z uměle vytvořených alotropních modifikací uhlíku se strukturou lineárního řetězce uhlíkových atomů s hybridizací sp, známá také jako „LAC“ (z anglického linear acetylenic carbon). V roce 1967 byl popsán nekonečný karbynový řetězec s sp-hybridizovanými uhlíky, který obsahuje pouze atomy uhlíku.

Elektronová konfigurace

Molekuly karbynů mívají spíše dupletové základní stavy: nevazebné elektrony na uhlíku jsou uspořádány jako jeden radikál (nespárovaný elektron) a jeden elektronový pár, s prázdným atomovým orbitalem; triradikály (kvartetové stavy) se nevyskytují. Nejjednodušším příkladem je radikál CH, mající elektronovou konfiguraci 1σ² 2σ² 3σ² 1π. Molekulový orbital 1σ odpovídá atomovému orbitalu 1s z uhlíku a 2σ je vazebný orbital vazby C–H vytvořený překryv sp-hybridizovaného orbitalu uhlíku s 1s orbitalem vodíku. 3σ je tvořen nevazebným orbitalem uhlíku umístěným ma ose C–H směrem od vodíku, zatímco dva nevazebné orbitaly 1π jsou na osu C–H kolmé. 3σ se vyznačuje sp-hybridizací, kdy má nižší energii než orbital 1π, jenž je čistě druhu p, takže se 3σ zaplňuje přednostně před 1π. CH radikál je izoelektronový s atomem dusíku majícím tři nespárované elektrony, v souladu s Hundovým pravidlem maximální násobnosti. Atom dsusíku má tři degenerované p orbitaly, zatímco u radikálu CH hybridizace jednoho orbitalu (3σ) způsobuje rozdílnost energií.

Výskyt

Karbyny se mohou vyskytovat jako reaktivní meziprodukty, například fluoromethylidyn (CF) lze spektroskopicky zachytit jako meziprodukt fotolýzy dibromfluormethanu (CHFBr₂).

Karbyny mohou také sloužit jako trojvazné ligandy v komplexech přechodných kovů, kde se na kovy vážou třemi nevazebnými elektrony ze skupiny –C^3•. Mezi takové komplexy patří například Cl(CO)₄W≡C-CH₃, WBr(CO)₂(2,2'-bipyridin)≡C-aryl a WBr(CO)₂(PPh₃)₂≡C-NR₂. Poslední uvedenou sloučeninu lze získat reakcí hexakarbonylu wolframu, W(CO)₆, s diisopropylamidem lithným (ⁱPr₂N)(OLi)C=W(CO)₅, oxidací vzniklé soli oxalylbromidem nebo trifenylfosfindibromidem a navázáním trifenylfosfinu. Další možnost představuje reakce karbenu methoxykovu s Lewisovou kyselinou.

Odkazy

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Karbyny na Wikimedia Commons

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Carbyne na anglické Wikipedii.

Autoritní data	NKC: ph301382

Portály: Chemie