تفاوت اصلی بین کاربن و کربنیون در این است که کاربن دارای اتم کربن دو ظرفیتی است، در حالی که کربنیون دارای اتم کربن سه ظرفیتی است.
کاربن و کربنیون مولکول های آلی حاوی کربن و هیدروژن یا اتم های دیگر هستند. این دو نوع ترکیب آلی از نظر شکل، هندسه، ظرفیت، حالت اکسیداسیون، بار و غیره با یکدیگر متفاوت هستند. بنابراین، این مقاله به تفاوت بین کاربن و کربنیون در این جنبه‌ها می‌پردازد.
Carbene چیست؟
کاربن یک مولکول آلی با اتم کربن خنثی با ظرفیت دو است. به عبارت دیگر، اتم کربن موجود در ترکیب کربن حاوی دو الکترون ظرفیت مشترک است.فرمول شیمیایی عمومی برای این نوع ترکیب R-(C:)-R’ یا R=C است: که در آن R و R’ نشان دهنده جانشین ها یا اتم های هیدروژن هستند. ساختار کلی این ترکیب به شرح زیر است:
شکل 01: ساختار شیمیایی کاربن
علاوه بر این، دو دسته از کاربن ها به عنوان کاربن منفرد و کاربن سه گانه وجود دارد. ترکیبات کاربن منفرد ترکیبات جفت چرخشی هستند. این مولکول ها ساختار هیبریدی sp2 را اتخاذ می کنند. ترکیبات کاربن سه گانه دارای الکترون های جفت نشده هستند. اکثر ترکیبات کاربن در حالت پایه خود دارای ساختار سه گانه هستند، به جز ترکیبات کربنی حاوی اتم های نیتروژن، اکسیژن یا گوگرد.
می‌توانیم یک ترکیب کاربن را یک ساختار منفرد یا سه‌گانه بنامیم، بسته به اسپین‌های الکترونیکی این مولکول‌ها. به عنوان مثال، ترکیبات کاربن سه گانه پارامغناطیس هستند، و اگر بتوانیم این مولکول ها را به اندازه کافی برای تجزیه و تحلیل باقی بمانند، می توانیم این ساختار را با طیف سنجی رزونانس اسپین الکترون مشاهده کنیم.علاوه بر این، اسپین مولکولهای کاربن منفرد صفر است در حالی که اسپین مولکولهای کاربن سه‌گانه یک است. علاوه بر اینها، مولکولهای کاربن منفرد در یک محیط آبی پایدار هستند، در حالی که مولکولهای کاربن سه گانه در حالت گازی پایدار هستند.
کاربانیون چیست؟
کاربانیون آنیونی است که دارای اتم کربن سه ظرفیتی و بار منفی خالص روی یون است. اتم کربن سه ظرفیتی یونی است که حاوی اتم کربنی است که سه پیوند کووالانسی تشکیل داده است. برای نامگذاری یک ترکیب به عنوان کربنیون، باید دارای بار منفی رسمی در حداقل یک ساختار تشدید باشد.
شکل 02: ساختارهای تشدید کربنیونها
علاوه بر این، یک کاربانیون فاقد مکان‌یابی الکترون پی است و این مولکول‌ها زمانی که کاربانیون به ترتیب دارای سه، دو یا یک جانشین باشد، هندسه هرمی مثلثی، خمیده یا خطی را در نظر می‌گیرند. مهمتر از آن، کاربانیون باز مزدوج یک اسید کربن است.
به طور معمول، کربانیون ها هسته دوست و بازی هستند. هسته دوستی و بازی بودن این ترکیبات را می توان بر اساس نوع جانشین های روی اتم کربن تعیین کرد. علاوه بر این، کربانیون‌های کایرال نیز وجود دارند.
علاوه بر این، چگالی الکترون روی اتم کربن با بار منفی در یک کربنیون باعث می شود که یون بتواند با الکتروفیل هایی با قدرت های متفاوت از جمله گروه های کربونیل، معرف های هالوژنه و غیره واکنش نشان دهد.
تفاوت بین کاربن و کربانیون چیست؟
کاربن و کربنیون مولکول های آلی حاوی کربن و هیدروژن یا اتم های دیگر هستند. تفاوت اصلی بین کاربن و کربنیون در این است که کاربن دارای اتم کربن دو ظرفیتی است، در حالی که کربنیون دارای اتم کربن سه ظرفیتی است. بنابراین، ترکیبات کربن دارای اتم های کربن با دو پیوند شیمیایی کووالانسی هستند در حالی که ترکیبات کربنیون دارای سه پیوند کووالانسی بر روی اتم کربن و یک بار منفی رسمی نیز هستند.
اینفوگرافیک زیر تفاوت‌های بین کاربن و کربنیون را خلاصه می‌کند.
خلاصه - Carbene vs Carbanion
کاربن و کربنیون مولکول های آلی حاوی کربن و هیدروژن یا اتم های دیگر هستند. تفاوت اصلی بین کاربن و کربنیون در این است که کاربن دارای یک اتم کربن دو ظرفیتی است، در حالی که کربنیون دارای یک اتم کربن سه ظرفیتی است.
