¿Por qué el ácido 4-clorobenzoico es más fuerte que el ácido 4-fluorobenzoico?

Esto tiene menos que ver con la electronegatividad y más con los orbitales.

El flúor tiene orbitales [matemáticos] 2p [/ matemáticos], y el cloro tiene orbitales [matemáticos] 3p [/ matemáticos], en los que están presentes pares solitarios.

Los electrones deslocalizados en el sistema aromático están en los orbitales moleculares [matemática] 2 \ pi [/ matemática].

El vínculo entre los orbitales es mejor si la diferencia de energía entre ellos es menor.

En este caso, sucede con el sistema aromático y la fluroina. Esto significa que el flúor en realidad está donando más densidad de electones que la extracción, debido a las interacciones orbitales.

En el caso del cloro, las interacciones orbitales no son tan buenas y domina el efecto de retirada.

Entonces, si consideramos los aniones resultantes después de la desprotonación para comparar la acidez, es el cloro el que retira la densidad de electrones y, por lo tanto, el ácido 4-clorobenzoico es más ácido.

Nota: el flúor todavía tiene el efecto inductivo más fuerte. Es solo que las interacciones orbitales, el efecto + M, tienen mucha más magnitud.

El flúor es más electro negativo que el cloro.

Pero en el caso del cloro, tiene un orbital vacante para aceptar la densidad electrónica a través de la resonancia.

La resonancia estabilizada es más estable que el efecto inductivo.

En el caso del ácido 4-clorobenzoico y el ácido 4-flourobenzoico, cuando la parte ácida pierde el protón (h + en este caso), la carga negativa se estabiliza por resonancia a través del anillo de benceno en ambos casos. Pero el ácido 4-clorobenzoico, la resonancia se extiende hasta el cloro, pero en el ácido 4-flouro benzoico, la resonancia solo está disponible en el anillo.

Esta es la razón de la pregunta.

Paz.

El efecto + R de F es mayor que el de Cl. F implica la deslocalización si el electrón de orbital 2p de F a orbital 2p de carbono, que es muy favorable en comparación con la deslocalización 3p -2p en el caso de Cl.

Por eso, el ácido 4-flouro benzoico es un ácido débil que el del ácido 4-clorobenzoico.

Estás en lo correcto solo cuando te estás enfocando en el efecto -I de F. solamente, pero tenemos que considerar otro factor para explicar este caso anómalo.

F y Cl-ambos poseen 3 pares solitarios en su capa de valencia. También tienen eficiencia + R (efecto + R). Ahora, F y Cl-ambos son grupos de detección m y p y su posición p está ocupada por – Grupo COOH.

Debido a la provisión de + R, X (aquí F y Cl) comparten su 1 lp para formar un enlace de retorno con el anillo (enlace de pastel con carbono del anillo) y con la ocurrencia de resonancia, la carga negativa se intensifica en el grupo Carboxilo unido al anillo C.N

Luego, esa carga negativa intensificada repele la carga negativa de O en la base conjugada de ácidos. Poco a poco, la energía del sistema crece ligeramente y el sistema (base conjugada) se vuelve menos estable.

Nuevamente, F forma este enlace circular con el anillo usando su orbital 2p, C también usa el mismo orbital pero Cl usa el orbital 3p para formar un enlace circular. Aquí, el enlace 2p-2p es más eficiente que el enlace 2p-3p debido a la coincidencia orbital adecuada. Por lo tanto, se intensifica más carga en el caso de la base de conjugado F y se produce más repulsión de carga en el caso de la base conjugada de derivado F que el derivado Cl. Es por eso que el ácido F es menos fuerte que el ácido Cl.

Espero, mi respuesta es clara.