الحالة الانتقالية للهلجنة Transition state for halogenation

هل من المنطقي، أن يكون الجذر الأكثر استقراراً هو الأسهل تشكلاً؟

لقد رأينا فيما سبق أن الفروقات في التفاعلية تجاه ذرات الهالوجين، تعزى، بشكل رئيس، الى فروقات في طاقة التنشيط (Eact): يوافق الجذر الأكثر استقراراً، طاقة التنشيط الأخفض اللازمة لتشكله ويعني هذا بدوره أنه بقدر ما يكون الجذر أكثر استقراراً بقدر مات كون الحالة الانتقالية المؤدية الى تشكله أكثر استقراراً. لقد قيس استقرارهما فوجد أنهما كما يجب أن يكونا تجاه المعيار نفسه أي المتفاعلات. (تذكر أن: Eact هي فرق الطاقة بين المتفاعلات والحالة الانتقالية).

أظهرت اختبارات الحالة الانتقالية أن هذا تماماً هو الذي يمكننا توقعه. وكما رأينا قبلاً ، تتشكل الرابطة هيدروجين – هالوجين جزئياً وتتحطم الرابطة كربون – هيدروجين جزئياً. وبالقدر الذي تتحطم فيه الرابطة فإن زمرة الألكيل تكتسب صفة الجذر الحر الذي ستكونه. (إن العوامل التي تميل الى تثبيت الجذر الحر، تميل الى تثبيت الجذر الحر الأولي في الحالة الانتقالية).

رأينا أن استقرارات الجذور الحرة تتبع الترتيب التالي؛ CH₄ <1˚ <2˚ <3˚. تحمل بعض العوامل  فرق الطاقة الموجود بين إزو البوتان وجذر ثالثي البوتيل، مثلاً، أصغر من الفرق بين البروبان وجذور إيزو البروبيل. من غير المعقول أن يجعل العامل نفسه سبباً لفرق الطاقة بين إيزو البوتان وطليعة جذر ثالثي البوتيل في الحالة الانتقالية. أصغر من فرق الطاقة بين البروبان وطليعة جذر إيزو البروبيل في الحالة الانتقالية (الشكل 1.1).

الشكل 1.1: التفاعلية والبنية الجزيئية: استبدال جذري حر. يوازي استقرار الجذر الحر استقرار الحالة الانتقالية: يتشكل الجذر الأكثر استقراراً بسرعة أكبر (سطرت السويات مع بعضها البعض لتسهيل المقارنة).