Ο διαχωρισμός φορτίων ειναι προφανώς μια μη ευνοϊκή διεργασία αφού πρέπει να δαπανηθεί ενεργεία για να υπερνικηθεί η ηλεκτροστατική έλξη Coulomb μεταξύ των φορτίων. Εν τούτοις αυτό ακριβώς ισχυριζόμαστε ότι συμβαίνει κατά την λειτουργία ενός τυπικού μηχανισμού Sn1 όπως αυτός της υδρόλυσης του tert-BuCl που εικονίζεται στο διαδραστικό παράθυρο Jmol στα δεξιά.
Ο λόγος που αυτός ο ιοντισμός δεν είναι καθόλου παράλογος όπως θα φαινόταν σε πρώτη προσέγγιση είναι η παρουσία του πολικού διαλύτη (νερό). Τα δίπολα του νερού αλληλεπιδρούν με τα αναπτυσσόμενα φορτία και τα διαχέουν καθιστώντας έτσι τον σχηματισμό τους λιγότερο ενεργοβόρο.Η ποιοτική περιγραφή της όλης διεργασίας μπορεί να γίνει συνοπτικά ως εξής:
Ένα μόριο νερού με αρκετή κινητική ενέργεια προσεγγίζει κατά τον άξονα του δεσμού C-Cl από την πλευρά του άνθρακα και αρχίζει να σχηματίζει το δεσμό C-O ενω αποκτά θετικό φορτίο. Ταυτόχρονα ο δεσμός C-Cl αδυνατίζει και το χλώριο αρχίζει να αποκτά αρνητικό φορτίο.Τόσο το χλώριο όσο και το αρχικό νερό ,εξ αιτίας του μερικού φορτίου που ήδη φέρουν, σχηματίζουν ισχυρούς δεσμούς υδρογόνου με γειτονικά μόρια του διαλύτη |
τα οποία με τη σειρά τους πολώνουν άλλα γειτονικά μόρια διαλύτη κοκ και σχηματίζονται έτσι αλυσίδες με αρκετά μέλη οι οποίες γεφυρώνουν τα δύο ετερώνυμα φορτία στο αρχικό νερό και το χλώριο. Τα φορτία με αυτό τον τρόπο διασπείρονται και σταθεροποιούνται
Η οργάνωση αυτή του διαλύτη γύρω από το ιοντικό ζεύγος γίνεται στις τρείς διαστάσεις και υπολογίζεται ότι σχηματίζονται τουλάχιστον τρείς τέτοιες γέφυρες που ουσιαστικά εγκλωβίζουν τα ιόντα ( κλωβός διαλύτη ,solvent cage) ενόσω αυτά δεν έχουν ακόμα πλήρως διαχωριστεί (εγγύς ιοντικό ζεύγος, intimate ion pair). Η μετασταθής αυτή κατάσταση αποτελεί ένα ενεργειακό μέγιστο και αντιπροσωπεύει την μεταβατική κατάσταση ΜΚ ( transition state TS) .
Στο παράθυρο της διαδραστικής εφαρμογής Jmol (πιο πάνω) παρουσιάζεται ακριβώς η δομή της ΜΚ σε κινούμενη απεικόνιση. Ο χειρισμός της εφαρμογής γίνεται με το ποντίκι: Αρχικά ενεργοποιείται πατώντας τον σύνδεσμο στο κείμενο που εμφανίζεται στο άνω μέρος του παραθύρου. Δεξί κλικ ανοίγει το μενού των επιλογών ενώ με αριστερό ποντίκι πατημένο και κίνηση , μπορεί ο αναγνώστης να παρατηρήσει τη δομή απ όλες τις γωνίες, να κάνει zoom κλπ.
Περισσότερα για την εφαρμογή Jmol και τις χρήσεις της εδώ.