Hyperkonjugaatiolla

Hyperkonjugaatio on orgaanisessa kemiassa esiintyvä stabiloiva ilmiö. Se kuvaa vuorovaikutusta tyhjän p-orbitaalin, kationisen keskuksen, radikaalin tai pi-sidoksen ja viereisten hiiliatomien alkyyliryhmien sidosten välillä. Tarkemmin sanottuna hyperkonjugaatio tapahtuu, kun alkyyliryhmän C-H sidoksen elektronit vuorovaikuttavat näiden elektronidefisiittisten keskusten kanssa. Tämä elektronien delokalisaatio luo laajemman, vakaamman molekyyliorbitaalin, mikä vähentää järjestelmän kokonaisenergiaa.

Hyperkonjugaation merkitys ilmenee useissa orgaanisissa reaktioissa ja molekyylien stabiilisuudessa. Esimerkiksi karbokationien stabiilisuus kasvaa alkyylisubstituenttien määrän lisääntyessä. Tämä johtuu siitä, että jokainen alkyyliryhmä voi osallistua hyperkonjugaatioon tyhjän p-orbitaalin kanssa, mikä jakaa positiivisen varauksen entisestään. Samoin radikaalien ja alkeenien stabiilisuuteen vaikuttaa hyperkonjugaatio. Vertaamalla eri alkeenien stabiilisuutta voidaan havaita, että substituoidummat alkeenit ovat yleensä stabiilimpia juuri hyperkonjugaation ansiosta.

Ilmiön selittämiseksi on kehitetty useita teorioita, mutta yleisimmin hyväksytty kuvaa sitä elektronien vuorovaikutuksena sigma-orbitaalien ja tyhjien p-orbitaalien välillä. Hyperkonjugaatiota voidaan pitää eräänlaisena "ei-sidoskonjugaationa", jossa elektronit eivät olekaan enää tiukasti sidoksissa kahden atomin välille, vaan leviävät laajemmalle alueelle. Vaikka hyperkonjugaatio on heikompi ilmiö kuin perinteinen konjugaatio pi-sidosten välillä, sen vaikutus molekyylien ominaisuuksiin on merkittävä.