La stabilité et la réactivité des carbocations

La stabilité des carbocations augmente comme suit : primaire > secondaire > tertiaire. Elle augmente avec le nombre d'atomes de carbone adjacents, ce qui signifie que les carbocations tertiaires (avec le maximum de trois substituants alkyle) sont les plus stables.

Figure 1 : l'ordre de stabilité des carbocations.

Les carbocations peuvent également être stabilisés par les liaisons doubles et triples C-C voisines, car le chevauchement entre l'orbitale p vide du carbocation et les orbitales p adjacentes de la liaison pi C=C permet de répartir la charge sur plusieurs atomes. Cet effet est appelé délocalisation.

Figure 2 : carbocations stabilisés par des liaisons multiples C=C adjacentes.

On peut voir cet effet stabilisateur en dessinant des structures de résonance qui illustrent le déplacement de la charge d'un atome à l'autre.

Figure 3 : des carbocations stabilisés par résonance.

Les carbocations peuvent également être stabilisées par des doublets non liants adjacents qui sont capables de donner une paire d'électrons au carbocation déficient en électrons.

Figure 4 : un carbocation stabilisé par un doublet non liant.

Rappelez-vous que cela entraîne généralement la formation d'une liaison double (liaison pi) et que la charge migrera vers l'atome qui donne le doublet non liant. Ce type de stabilisation est souvent appelé "don pi".

Figure 5 : schémas de résonance pour les carbocations stabilisés par un doublet non liant.