题目
下列烷基自由基稳定性最强的是()A. 甲基自由基B. 叔丁基自由基C. 乙基自由基D. 异丙基自由基
下列烷基自由基稳定性最强的是()
A. 甲基自由基
B. 叔丁基自由基
C. 乙基自由基
D. 异丙基自由基
题目解答
答案
B. 叔丁基自由基
解析
本题考察烷基自由基的稳定性规律,核心知识点是自由基的稳定性取决于其结构中碳正离子(或自由基)的电子云密度及超共轭效应的强弱。具体思路如下:
1. 烷基自由基的稳定性来源
烷基自由基的中心碳原子为sp²杂化,未成对电子占据一个p轨道。稳定性主要来自超共轭效应:相邻碳原子键的C-Hσ键可与中心碳原子的p轨道重叠,使未成对电子离域,从而降低体系能量,稳定性增强。超共轭效应的强度顺序为:
叔碳(3°)>仲碳(2°)>伯碳(1°)>甲基(CH₃·)
2. 各选项自由基的类型判断
- A. 甲基自由基(CH₃·):伯碳自由基,无相邻C-Hσ键,无超共轭效应,稳定性最差。
- B. 叔丁基自由基((CH₃)₃C·):叔碳自由基,中心碳连接三个甲基,每个甲基提供3个C-Hσ键,共9个σ键参与超共轭,离域效应最强,稳定性最高。
- C. 乙基自由基(CH₃CH₂·):仲碳自由基,中心碳连接一个甲基和一个氢,仅3个C-Hσ键参与超共轭,稳定性弱于叔碳。
- D. 异丙基自由基((CH₃)₂CH·):仲碳自由基,中心碳连接两个甲基和一个氢,共6个C-Hσ键参与超共轭,稳定性强于乙基但弱于叔碳。
结论
叔丁基自由基(3°)的超共轭效应最强,稳定性最高。