¿Por qué los grupos metilo unidos al carbono central debilitan los enlaces carbono-halógeno en el halogenoalcano?

Pace Chris Daniels, pero lo hacen.

Empíricamente, encontramos que la fuerza de enlace CH cae en el orden metilo> primario> secundario> terciario. Lo mismo es casi cierto para los enlaces CX, porque la razón de la caída en la fuerza de los enlaces es la misma.

Está relacionado con la estabilización de los radicales libres o carbocationes correspondientes, ya que funciona por el mismo medio: hiperconjugación.

En el caso de carbocationes, la hiperconjugación es la donación de electrones de unión de CH a un orbital p vacío en el centro catiónico; Esto reduce la energía de los electrones CH y estabiliza el carbocatión en su conjunto. Lo mismo funciona para los radicales libres, aunque en menor medida porque el electrón no apareado se eleva en energía.

En el caso de los enlaces CH o CX en un carbono terciario, también existe un efecto hiperconjugativo, pero uno que opera por donación de electrones al orbital [matemático] \ sigma [/ matemático] * (antienvejecimiento) desocupado del CH o CX terciario enlace. Debido a que está ocupando un orbital antienvejecimiento (por muy poco que lo haga), está debilitando el vínculo asociado con ese orbital antienvejecimiento.

Esta respuesta se basa en los principios de la teoría cualitativa de los orbitales moleculares.

Como Chris ya dio una excelente respuesta, solo explicaré el efecto inductivo positivo.

El efecto inductivo positivo básicamente “extiende” la carga positiva sobre el carbono que lo transporta. El carbono “comparte” la carga positiva a medida que la densidad de electrones se desplaza hacia el átomo de carbono positivo, dispersando la carga y haciendo que el carbocatión resultante sea más estable.

¡Espero que esto ayude!

Ellos no. Los grupos alquilo ’empujan’ los electrones hacia el carbono central y todo lo que está unido a él, por lo que fortalecen el enlace. Sin embargo, promueven la reactividad de los haluros terciarios por el mecanismo Sn1. Esto se debe a que el carbocatión resultante se estabiliza por el efecto inductivo positivo de los grupos alquilo, por lo tanto, es más probable que ocurra la ionización.