¿Cómo sabemos que los electrones se mueven alrededor de otros enlaces en la química orgánica?

Answer 1

Los electrones son atraídos a los protones que se encuentran en el núcleo de los átomos. Es esta combinación de electrones y protones los que forman el átomo.

Los electrones que están unidos no se “moverán a otros enlaces” a menos que haya una reacción química y se rompa el enlace. Se quedan dentro de los orbitales. En un átomo de hidrógeno, el electrón se encuentra dentro del orbital 1s que tiene forma esférica. A medida que aumenta el número atómico, los electrones comienzan a llenar otros orbitales en este orden: 1 s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s, etc. (la mayoría de los elementos que observa no pasan por los orbitales d)

Debido a que no está preguntando sobre la energía de los electrones, no explicaré los niveles de energía en términos de blindaje y penetración en los diferentes orbitales, pero sepa que el electrón siempre intentará estar en el estado de energía más bajo posible y, por lo tanto, como Los electrones comienzan a llenar los orbitales superiores, tendrán más energía ya que no hay espacio para ellos en un orbital de menor energía.

Cuando los electrones se unen covelentamente (por ejemplo, el grupo carbonilo), los electrones formarán un orbital híbrido a menos que la molécula contenga solo un tipo de átomo (por ejemplo, O2 o F2). Para el grupo carbonilo hay hibridación sp2 y los electrones se mantendrán dentro de los orbitales 3 sp2.

No es posible (con la tecnología o la ciencia de hoy) ver un solo electrón a través de un microscopio. Incluso si pudiéramos ampliar ese tamaño, no se vería. La razón de esto es que no se garantiza que los electrones estén en cualquier lugar a la vez, sino que decimos que existe una cierta probabilidad de que un electrón esté dentro de un área determinada. Aunque vemos electrones con mucha frecuencia, por ejemplo, la iluminación, y esto es porque la electricidad es simplemente el flujo de electrones

No estoy seguro si esto respondió a tu pregunta. Estaba un poco confundido por lo que me pedías.

Answer 2

No podemos ver electrones por SEM o AFM. Son demasiado pequeños. Es solo recientemente que se volvieron lo suficientemente poderosos como para imaginar átomos individuales.

La teoría electrónica de la química orgánica (e inorgánica, en realidad) ha funcionado bien para explicar muchos fenómenos, pero no podemos etiquetar un electrón y mostrar que se mueve de la manera que indican las flechas curvas de los mecanismos de reacción orgánica.

Y un electrón (o al menos lo que observamos como un electrón, uno puede ir fácilmente a una tangente sobre la filosofía de la mecánica cuántica aquí) no está realmente en un lugar en particular en un momento dado. También tiene una naturaleza de onda, que distribuye el electrón sobre una región del espacio. Esto también es cierto respecto a las posiciones de los núcleos también, pero en menor medida porque el núcleo tiene una masa mucho mayor.

Sin embargo, una cantidad llamada densidad de electrones (que varía con el espacio y cambia con el tiempo y da una idea de cuán concentrada está el electrón en una región dada) es observable por cristalografía de rayos X. En el futuro, se podría combinar la cristalografía de rayos X con la espectroscopia de femtosegundos (que utiliza láseres para seguir una reacción) para observar un flujo de densidad de electrones en la dirección de la flecha curva.

Answer 3

Cristalografía de rayos X

Analizamos la dispersión de rayos X por electrones en la molécula. Esto proporciona un mapa de densidad electrónica del cristal unitario que incluye el de sus moléculas.

No observamos el movimiento de electrones. Nos imaginamos cómo los electrones fluyen de una estructura a otra. Las reacciones ocurren en una escala de tiempo pico-segundo y, por lo general, no se pueden realizar para un trabajo microscópico.

También los experimentos de disociación de enlace con espectroscopia de absorción de luz nos informan sobre la fuerza / energía del enlace. Esta es una forma indirecta de conocer la densidad de los electrones porque los enlaces de orden superior utilizan más electrones.