Skip to main content
Log in

Polyelectronic perturbation treatment of chemical reactivity

  • Commentationes
  • Published:
Theoretica chimica acta Aims and scope Submit manuscript

Abstract

The usual practice of relating reactivity to a particular MO index does not allow for changes in the relative reactivity of various positions in a conjugated electron donor with the nature of the electrophilic reagent. By regarding the formation of the transition state as a mutual perturbation of the Molecular Orbitals of both reagents, the relative reactivity of various reacting centers is shown to vary with the magnitude of the perturbation. This treatment determines the factors responsible for these changes in reactivity. It outlines the conditions under which the frontier orbitals may determine the course of a reaction and also draws attention to the importance of electrostatic interaction.

Résumé

La pratique habituelle, qui consiste à corréler la réaotivité et un indice particulier de la méthode des orbitales moléculaires, ne tient pas compte des variations relatives de réactivité des différentes positions d'un donneur d'électrons conjugué avec la nature du réactif électrophile. En considérant la formation de l'état de transition comme une perturbation mutuelle des orbitales moléculaires des deux réactifs, la réactivité relative des différents centres réactifs varie avec l'importance de la perturbation. Notre travail détermine les facteurs responsables de ces variations de réactivité. Il définit les conditions ou les orbitales frontiéres peuvent déterminer le cours d'une réaction, et attire l'attention sur l'importance de l'interaction électrostatique.

Zusammenfassung

Im Rahmen der MO-Theorie wird die Reaktivität gewöhnlich nur zu gewissen Indizes in Verbindung gesetzt. Damit ist die Reaktivität an den verschiedenen Zentren eines konjugierten Donators aber unabhängig von der Art des elektrophilen Agens. Wenn man den Übergangszustand als eine wechselseitige Störung der Molekülorbitale beider Agentien auffaßt, ändert sich die relative Reaktivität verschiedener Zentren mit der Größe dieser Störung. Dieses Verfahren bestimmt verschiedene Faktoren, die für den Wechsel in der Reaktivität verantwortlich sind. Es erklärt, unter welchen Bedingungen die „Grenzorbitale“ den Verlauf einer Reaktion bestimmen und verweist auf die Bedeutung von elektrostatischen Wechselwirkungen.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. Brown, R. D.: Quart. Rev. 6, 63 (1952).

    Google Scholar 

  2. - J. Chem. Soc. (London) 1959, 2232.

  3. Coulson, C. A., and H. C. Longuet-Higgins: J. Chem. Soc. (London) 1949, 971.

  4. —: J. Chim. physique 45, 243 (1948); Discussions Faraday Soc. 2, 9 (1947).

    Google Scholar 

  5. —, and H. C. Longuet-Higgins: Proc. Roy. Soc. (London) A 191, 39 (1947); A 195, 188 (1948).

    Google Scholar 

  6. Dewar, M. J. S.: Advances chem. Physics 8, 105 (1965).

    Google Scholar 

  7. —: J. Amer. Chem. Soc. 74, 3341,3345, 3350, 3353, 3355, 3357 (1952).

    Google Scholar 

  8. -, T. Mole, and E. W. T. Warford: J. Chem. Soc. (London) 1956, 3581.

  9. - - J. Chem. Soc. (London) 1957, 342.

  10. —: Advances chem. Physics 8, 110 (1965).

    Google Scholar 

  11. Edwards, J. O.: J. Amer. chem. Soc. 76, 1540 (1954).

    Google Scholar 

  12. Fukui, K., T. Yonezawa, and H. Shingu: J. chem. Physics 20, 722 (1952).

    Google Scholar 

  13. — —, and C. Nagata: J. chem. Physics 27, 1247 (1957); 31, 550 (1959).

    Google Scholar 

  14. — —, and C. Nagata: Bull. chem. Soc. Japan 27, 423 (1954).

    Google Scholar 

  15. Hudson, R. F.: Chimia 16, 173 (1962).

    Google Scholar 

  16. —, and G. Klopman: Tetrah. Letters 12, 1103 (1967).

    Google Scholar 

  17. Klopman, G.: J. Amer. chem. Soc. 86, 4550 (1964); 87, 3300 (1965).

    Google Scholar 

  18. —: J. Amer. chem. Soc. 86, 4550 (1964).

    Google Scholar 

  19. Overlap integrals are those given by: Mulliken, R. S., C. A. Riecke, D. Orloff, and H. Orloff: J. chem. Physics 17, 1248 (1949).

    Google Scholar 

  20. Mulliken, R. S.: J. Amer. chem. Soc. 74, 811 (1952).

    Google Scholar 

  21. —: J. physic. Chem. 56, 801 (1952).

    Google Scholar 

  22. Nagakura, S., and J. Tanaka: Bull. chem. Soc. Japan 32, 734 (1959).

    Google Scholar 

  23. Norman, R. O. C., and G. K. Radda: J. Chem. Soc. (London) 1961, 3610.

  24. Pearson, R. G.: J. Amer. chem. Soc. 85, 3533 (1963).

    Google Scholar 

  25. Pullman, B., and A. Pullman: Les théories électroniques de la chimie organique, p. 615. Masson: Paris 1952.

    Google Scholar 

  26. —: J. chem. Physics 31, 551 (1959).

    Google Scholar 

  27. e.g. Ri, T., and H. Eyring: J. chem. Physics 8, 433 (1940).

    Google Scholar 

  28. Sandorfy, C., and P. Yvan: Bull. Soc. chim. France 17, 131 (1950).

    Google Scholar 

  29. —, C. Vroelant, P. Yvan, O. Chalvet, and R. Daudel: Bull. Soc. chim. France 17, 304 (1950).

    Google Scholar 

  30. Sung, S. S., O. Chalvet, and R. Daudel: J. chem. Physics 31, 553 (1959).

    Google Scholar 

  31. Wheland, G. W., and L. Pauling: J. Amer. chem. Soc. 57, 2086 (1935).

    Google Scholar 

  32. —: J. Amer. chem. Soc. 64, 900 (1942).

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Klopman, G., Hudson, R.F. Polyelectronic perturbation treatment of chemical reactivity. Theoret. Chim. Acta 8, 165–174 (1967). https://doi.org/10.1007/BF00526373

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF00526373

Keywords

Navigation