¿Las especies más estables son menos reactivas? ¿Es un carbocatión terciario más estable a pesar de su alta reactividad hacia un HX?

Hm. Una buena pregunta, que entra en un territorio peligroso.

La estabilidad y la reactividad a menudo están correlacionadas, hasta el punto de que se usan indistintamente incluso por personas que deberían saberlo mejor.

Pero, son conceptos diferentes que, en principio, no necesitan estar relacionados, ya que no tienen el mismo significado.

La estabilidad es un concepto termodinámico , se refiere a la probabilidad de que una especie sobreviva o se convierta en otra cosa.

La reactividad es cinética , se refiere a la velocidad que una especie reacciona con otra cosa (o consigo misma, de hecho).

¿Cómo reconciliamos estos hechos separados, refiriéndonos a fenómenos totalmente diferentes, con la observación experimental de que los compuestos más estables son a menudo menos reactivos?

Ingrese el principio de Evans-Polanyi: las energías de activación y las entalpías de reacción para especies con estructuras similares están más o menos correlacionadas.

Es un poco largo de explicar aquí, pero encontrarás mucho en línea.

Estás mezclando las especies que reaccionan con el intermedio reactivo. Cuanto más estable es el intermedio, más reactivo es la especie madre. Obtén pistas de los ejemplos: (si no lo entiendes, comenta)

  • El oro es muy estable. El oro es casi no reactivo.
  • El ácido fórmico es más ácido que el ácido acético. El ion de formato es más estable que el acetato.

Ahora aplique la pista a su pregunta.

  • El carbono terciario es muy reactivo hacia HX. La carbonatación terciaria es más estable.

Primero, es cierto que los carbocationes terciarios son generalmente más estables que los carbocationes primarios (y los carbocationes secundarios) debido a que tienen grupos alquilo que donan más inductivamente. El efecto hiperconjugativo también puede invocarse para explicar las estabilidades relativas de carbohidratos primarios, secundarios y terciarios.

En segundo lugar, los estados de transición que involucran carbocationes terciarios en comparación con los carbocationes primarios son más favorables precisamente porque los carbocaciones terciarios son más estables que los carbocationes primarios.

Las especies más estables son las menos reactivas.
Pero decidir sobre la estabilidad depende del contexto, un hidrocarburo terciario como usted dice es reactivo frente a HX ya que su carbocatión es más estable. Por mucho que sea estable, sigue siendo un carbocatión, por lo que se combina con el nucleófilo X para formar un compuesto.

Si. Cuanto mayor es la estabilidad, menor es la reactividad.
Los carbocationes contienen solo seis electrones de valencia. Como los carbocationes son especies deficientes en electrones, son altamente reactivos para completar su octeto.
Cuando hablamos de las estabilidades de los carbocationes, nos referimos a las estabilidades relativas. Aunque los carbocationes terciarios son relativamente más estables que los carbocationes primarios o secundarios, no son lo suficientemente estables como para aislarlos y son altamente reactivos.
¡Espero que esto ayude!