孤對電子

靜電勢圖

靜電勢圖 (electrostatic potential maps)
國立臺灣師範大學化學系三年級黃仲楷

一、簡介:

靜電勢圖是非常有用的三維分子圖。使我們能夠想像分子的電荷分佈和分子電荷的相關性以及分子的大小和形狀。在有機化學預測複雜分子的時候,其所發揮的功用更可稱為無可取代的無價之寶。雖然有機化學家們很少使用此圖來互相溝通,但是對於正在學習有機化學的學生們而言,這可是常能提供相當大幫助的利器呢。因為要準確地表達分析分子的電子分布,是需要非常龐大的數據量才能達成的,因此靜電勢圖就成為了表達的最佳方式了。

二、定義:

簡單來說,靜電勢圖(electrostatic potential maps)就是將部分電荷(partial charges)的表示式轉化成3維空間、彩虹樣式的圖像。在這圖像中,利用色階以表達部分電荷-、+的面積,一般來說紅色代表的就是δ-,藍色則是代表δ+。如圖1:

fig1

圖1:水分子的靜電勢圖。由圖可知愈紅即代表電荷愈負;愈藍則是愈正。

碳烯

碳烯 (Carbene)
國立臺灣師範大學化學系胡婷嘉研究生

碳烯(carbene) 又稱為卡賓,是碳中心經由兩個共價鍵結合兩個基團,且有兩個未鍵結電子的電中性分子(沒有形式電荷 formal charge)。是一種十分不穩定的中間體。

雖然他是電中性但因為它周圍只有六個電子並不符合八隅體,所以為高度缺電子且反應性很高的中間體。最簡單的碳烯為亞甲基碳烯(圖一),但她非常不穩定,所以沒有被分離出來過。現在有一些含氮的雜環碳烯(N-heterocyclic Carbene),又稱為穩定碳烯(圖二)。因氮上的孤對電子對可以使缺電子的碳烯穩定(圖三),且氮的電負度比碳大,故可以穩定碳烯的孤對電子,使含氮的碳烯更穩定,甚至可以被單獨分離出來。