Was bedeutet ein Sternchen, das in einem Reaktionsmechanismus vorkommt?

Teil eines reaktionsmechanismus - (Chemie, Naturwissenschaft, Reaktion)

4 Antworten

Ich vermute, dass es sich um eine angeregte Elektronenkonfiguration des O₂ handelt.

Leider nicht allgemein bekannt ist die Tatsache, dass das "normale" Sauerstoffmolekül ein Radikal ist, ein Diradikal genauer, also 2 ungepaarte Elektronen hat.
Die beiden Elektronen haben den gleichen Spin, daher ist das Molekül paramegnetisch.
Die Darstellung als <O=O> ist also nicht ganz korrekt.
M.W. wegen irgendwelcher Spektrallinien heißt diese stabile Sauerstoff Triplett-Sauerstoff.

Es gibt aber auch instabile O₂-Varianten, die beide als Singulett-Sauerstoff bezeichnet werden.
Bei denen sind entweder die 2 Elektronen gepaart (und damit natürlich mit entgegengesetztem Spin).
Oder sie sind in verschiedenen Orbitalen, es liegt also ebenfalls ein Diradikal vor, aber die Elektronen haben unterschiedlichen Spin. Das ist ein recht merkwürdiges Verhalten.

Jedenfalls sind die beiden Singulett-Formen reaktiver, spielen m.W. auch beim Bleichen eine Rolle. Und natürlich auch bei Folgereaktionen im Chemielabor, die eben nur mit Singulett-Sauerstoff möglich sind.

Und die Art der Bildung des O₂-Moleküls spricht dafür.
Im ClO₂⁻ liegt ja eine O-O-Einfachbindung vor, mit 3 freien E.Paaren am äußeren O.
Wenn dann ein Cl⁻ abgeht, sind erst mal alle Elektronen gepaart, und formen sich zu einer vertrauen aber instabilen O=O-Doppelbindung.

Und solange sich das Singulett-O₂ nicht umformt, zum stabilen Triplett-O₂, ist es eben sehr reaktiv.

Und ich habe so ein schwammiges Hintergrundwissen, dass einfache Spinumkehrungen nach den Regel der Quantenphysik "verboten" sind.
Die Haltbarkeit ist also relativ groß.

Ein Sternchen bedeutet meistens, dass das Atom/Molekül sich in einem angeregten (energetisch höheren) Zustand befindet. In diesem Fall wird es sich bei dem Sauerstoff um Singulett-Sauerstoff handeln. Zumindest spricht die Reaktionsgleichung auch dafür.

Radioaktivität

Nee, hier in diesem Zusammenhang sicher nicht - sonst wäre der Sauerstoff im Edukt ja auch radioaktiv.

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