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In mwcqchimica organica, si definisce mwcgcarbocatione (talvolta chiamato impropriamente "ione carbonio"cite-ref-1[1]) un mwdwcatione derivato da una mweamolecola mweqorganica la cui mwegcarica positiva risiede su un mwewatomo di mwfacarbonio. La carica positiva rende il carbocatione estremamente reattivo, in grado di legarsi ad mwfqanioni o di sottrarre elettroni da altre molecole vicine (in altre parole, si comportano da mwfgelettrofilicite-ref-2[2]).

I carbocationi alchilici derivano dagli mwhaalcani per mwhqscissione eteroliticacite-ref-3[3] e hanno una geometria simile a quella dei mwigradicali alchilici: l'atomo di carbonio che reca la carica positiva ha mwiwibridazione mwjasp3, e ha quindi struttura tetraedrica; l'orbitale mwjqp perpendicolare al piano del carbocatione, non coinvolto nell'ibridazione, è vuoto.

Sebbene i carbocationi alchilici siano piuttosto instabili, nel mwjw1962 mwkaGeorge A. Olah mise a punto la loro preparazione in mwkqpentafluoruro di antimonio (SbFmwkg5), dove risultano abbastanza stabili per essere rilevati con indagini mwkwspettroscopiche.cite-ref-4[4]

• Stabilità

• Riarrangiamento

• Note

• Bibliografia

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Similmente ai radicali, sono detti primari i carbocationi alchilici aventi struttura R-CHmwmw2mwna+, secondari quelli aventi struttura Rmwnq2CHmwng+ e terziari quelli aventi struttura Rmwnw3Cmwoa+.

Il carattere primario, secondario o terziario influisce sulla stabilità e sulla mwswreattività dei carbocationi in misura ancora maggiore a quanto avviene per i corrispondenti radicali.

Oltre all'mwtqeffetto induttivo stabilizzante esercitato dai gruppi R vicini, fondamentale è anche l'mwtgiperconiugazione. L'ordine di stabilità dei carbocationi alchilici è terziario > secondario > primario.cite-ref-5[5] cite-ref-6[6]

I carbocationi possono essere anche stabilizzati per mwwarisonanza, quando sono coniugati a sistemi π quali mwwqdoppi legami o mwwganelli aromatici.

Particolarmente stabile è il trifenilmetil catione (o catione tritile), ovvero un carbonio portante tre mwaafenili come sostituenti; questo perché la carica positiva viene delocalizzata per risonanza su tutti gli anelli. Il catione fenile invece è molto instabile perché essendo l'orbitale p vuoto perpendicolare al sistema π del benzene, la carica non può essere delocalizzata.

I carbocationi subiscono trasposizione (o mwawriarrangiamento), ovvero la migrazione di un atomo di mwbaidrogeno o di un gruppo alchilico da un atomo adiacente all'atomo di carbonio carico positivamente (migrazione 1-2). La trasposizione avviene sempre in direzione tale da stabilizzare il carbocatione, quindi i carbocationi primari si trasformano in secondari e terziari e i secondari in terziari.

La trasposizione spiega, ad esempio, perché la disidratazione di un mwhaalcol lineare porta a una miscela di prodotti, alcuni anche a mwhqcatena ramificata, anziché al solo mwhgalchene lineare corrispondente. Il passaggio intermedio della reazione è un carbocatione che, prima di perdere uno ione Hmwhw+ e formare l'alchene, subisce trasposizioni.

cite-note-11. ↑ mwjgmwjwSolomons,mwka p. 122.

cite-note-22. ↑ mwlamwlqSolomons,mwlg p. 123.

cite-note-33. ↑ mwmgmwmwSolomons,mwna pp. 122 e 161.

cite-note-44. ↑ mwoamwoqSolomons,mwog p. 161.

cite-note-55. ↑ mwpgmwpwSolomons,mwqa p. 162.

cite-note-66. ↑ mwramwrqmwrgIperconiugazione: definizione, esempi, su mwrwchimicamo.org, 13 Giugno 2021.

• citerefsolomonsT. W. Graham Solomons, Chimica organica, a cura di G. Ortaggi, D. Misiti, 2ª ed., Bologna, Zanichelli, 1988, ISBN 88-08-09414-6. URL consultato il 22 ottobre 2009 (archiviato dall'url originale il 18 gennaio 2012).

• mwtgAlcheni

• mwuaAlchile

• mwugCarbanione

• mwvaScala dei pKR+

• mwvgSistematica organica

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su carbocatione

• mwww(EN) IUPAC Gold Book, "carbocation", su goldbook.iupac.org.

• mwxqMnemochimica, "Carbocationi:Cosa sono? Stabilità e Trasposizione", su mnemochimica.it.

• mwxwStabilità dei carbocationi (PDF), su chimica.unipd.it. URL consultato il 16 luglio 2009 (archiviato dall'url originale il 7 marzo 2010).