Wieso wird am O- Atom nicht protoniert?
Bei einer Übungsaufgabe sollten wir die Basizität von Anilin und 4- Nitroanilin vergleichen.
Die Lösung lautete, dass Anilin basischer ist, da Nitroanilin eine Nitro- Gruppe mit -M- Effekt besitzt.
Ich habe mir aber überlegt, dass sie ungefähr gleich basisch sind.
Meine Begründung:
Obwohl das freie Elektronenpaar am N- Atom abgezogen wird, haben beide O- Atome der Nitrogruppe eine negative Formalladung, die eine Protonierung ermöglicht.
Mein Lehrer meinte daraufhin, dass "am O nicht protoniert wird"
Meine Frage ist also, wieso das so ist?
Vielen Dank für eure Antworten!
5 Antworten
Allgemein ist die Aussage deiner Lehererin natürlich falsch. Man kann sehr wohl Sauerstoffatome protonieren, besonders, wenn man dabei Wasser als Abgangsgruppe oder aus einem Alkoholat einen Alkohol erzeugt.
Im Falle der Nitrogruppe ist es nun so, dass man sich überlegen muss wieviele Bindungen der Sauerstoff eingehen kann. Im Idealfall nämlich nur zwei und wenn man ihn dazu zwingt eine dritte einzugehen, dann spaltet er einen der Bindungspartner bei der nächstbesten Gelegenheit wieder ab. In der Nitro-Gruppe lässt sich formal einem der Sauerstoffatome eine Doppelbindung und dem anderen eine Einfachbindung zum Stickstoff zuordnen. Das ist natürlich falsch, denn die Nitrogruppe ist Mesomeriestabilisiert und man hat bei beiden Sauerstoffatomen dieselbe Bindungslänge zum Stickstoff. Man hat eine Bindungssituation zwischen einer Einfach und einer Doppelbindung und eine solche Resonanz wirkt stabilisierend. Wenn wir nun versuchen der Nitrogruppe ein H+ aufzudrücken, dann zwingen wir das System dazu eine Doppelbindung zu einem und eine Einfachbindung zum anderen Sauerstoff einzugehen, denn es lässt sich entsprechend der Bindigkeit nur ein solcher Sauerstoff protonieren, der einfach gebunden ist - zumindest wenn man keine passable Abgangsgruppe dabei erzeugt oder das System durch andere Effekte stabilisieren kann. Eine Protonierung der Nitrogruppe würde die Resonanz zerstören und deshalb findet sie nicht statt.
Natürlich sei gesagt dass man grundsätzlich alles protonieren kann, wenn man nur Bedingungen wählt die dementsprechend drastisch sind. Ob es allerdings zielführend oder realisierbar ist, das ist wieder eine andere Frage.
Ich habe mir aber überlegt
Genau da liegt der Fehler. Ich habe auch schon meine Erfahrungen als Schüler, und zum Glück für alle, wenn ich meinen Kindern glaube, nicht als Lehrer. Lehrer mögen wie Eltern zwar blöd sein, aber nicht so blöd, wie Schüler oder Kinder denken.
Eine Nitrogrupe R-NO₂ ist nicht viel anders als Salpetersaäure, HO-NO₂. Letztere kann auch als Base wirken, in der Nitriersäure, also konzentrierte Salpetersäure gemischt mit konzentrierter Schwefelsäure. Oder war es Salzsäure? Glaube nicht, aber ich irre zuweilen. Jedenfalls bildet sich aus dem H₂NO₃⁺ das NO₂⁺. Wenn du verstehst, dass die starke Salpetersäure auch als Base wirken kann, dann verstehen wir uns. Warum sind wohl die Stärken logarithmisch eingeteilt? Weil sie im Zweifel jenseits von Gut und Böse liegen.
Die Nitrogruppe ist halt nicht basisch, egal was du dir da ausdenkst. Sie zieht vielmehr Elektronen, egal ob als M- oder I-Effekt.
Versteh mich nicht falsch, ich finde nicht, dass mein Chemielehrer keine Ahnung hätte, im Gegenteil, ich respektiere ihn sehr und finde er ist wirklich gut.
Meine Frage war nur reine Neugier, weil ich Chemie sehr mag und deshalb alles genau wissen will :)
Ich habe mir aber überlegt
Genau da
liegt der Fehler. Ich habe auch schon meine Erfahrungen als Schüler, und
zum Glück für alle, wenn ich meinen Kindern glaube, nicht als Lehrer.
Lehrer mögen wie Eltern zwar blöd sein, aber nicht so blöd, wie Schüler
oder Kinder denken.
Eine Nitrogrupe R-NO₂ ist nicht viel anders
als Salpetersaäure, HO-NO₂. Letztere kann auch als Base wirken, in der
Nitriersäure, also konzentrierte Salpetersäure gemischt mit
konzentrierter Schwefelsäure. Oder war es Salzsäure? Glaube nicht, aber
ich irre zuweilen. Jedenfalls bildet sich aus dem H₂NO₃⁺ das NO₂⁺. Wenn
du verstehst, dass die starke Salpetersäure auch als Base wirken kann,
dann verstehen wir uns. Warum sind wohl die Stärken logarithmisch
eingeteilt? Weil sie im Zweifel jenseits von Gut und Böse liegen.
Die
Nitrogruppe ist halt nicht basisch, egal was du dir da ausdenkst. Sie
zieht vielmehr Elektronen, egal ob als M- oder I-Effekt.
Und die Formatierung habe nicht ich zu verantworten.
Ich verstehe nicht mal, was da abläuft.
Der Protagonost im O-Atom ist für seine Auffälligkeiten abgemahnt worden.
Muss man das verstehen?
Witz hin oder her, er sollte
- gut
- verstandlich
sein.
Ich sehe einfach nur nichts. Also kennst du deine Baustelle.
NH₃ kann man leichter protonieren als H₂O — deshalb reagiert NH₃ in H₂O basisch. Viele Stickstofverbindungen reagieren in Wasser basisch, aber wem fällt eine merklich basische Sauerstoffverbindung ein (und daß mir jetzt niemand OH⁻ vorschlägt)?
Stickstoff ist also ein viel besseres Ziel für Protonierung als Sauerstoff.
Ether kann man auch protonieren und IIRC sogar als Salze kristallisieren. Aber eine neutrale Verbindung, deren O man z.B. in wäßriger protonieren kann und die dann in vernünftigen Konzentrationen stabil vorliegt, fällt mir nicht ein.
Hab mir doch gleich gedacht, daß jemand mit O²⁻ kommen wird. ☹
Mit viel negativer Ladung kriegt man das schon hin, weil das H⁺ dann schon allein aus elektrostatischen Gründen kleben bleibt. Aber der Sticki kann das auch ohne solche Tricks.
(und daß mir jetzt niemand OH⁻ vorschlägt)
Das ist nicht wörtlich, sondern sinngemäß zu verstehen.
Für Oxide gilt das nicht nicht, sondern erst recht nicht.
Und seit drei Minuten grübel ich, und mir fällt auch keine basisches O-Atom ein, das nicht eine Menge negativer Ladung (in der Nähe) hat. Vielleicht gibt es irgendeine exotosche Substanz.
Alkoholate, Ester :-)