电子效应
电子效应:共轭效应、诱导效应、超共轭效应。
一、共轭效应
共轭体系:
π-π共轭:π键 + π键(双键/三键 + 单键 + 双键/三键)。
例:
CH2=CH-CH=CH2(1,3-丁二烯):C=C(碳碳双键) + C=C(碳碳双键)π-π共轭。
CH2=CH-CHO(丙烯醛):C=C(碳碳双键) + C=O(碳氧双键)π-π共轭。
CH2=CH-CN(丙烯腈):C=C(碳碳双键) + C≡N(碳氮三键)π-π共轭。
p-π共轭:p轨道 + π键。
多电子p-π共轭:
例:CH2=CH-Cl(氯乙烯):3原子4电子。
等电子p-π共轭:
例:CH2=CH-CH2·(烯丙基自由基):3原子3电子。
缺电子p-π共轭:
例:CH2=CH-CH2+(烯丙基碳正离子):3原子2电子。
p-p共轭:p轨道 + p轨道。
例:C=O(羰基)。
共轭效应:
正效应(推电子效应/+C效应):
例:C=C(碳碳双键)、-CH3(甲基)。
负效应(吸电子效应/-C效应):
例:C=O(碳氧双键)、-CN(氰基)、-NO2(硝基)。
性质:
①共平面(sp2)。
②体系能量降低(共轭能/离域能)。
③键长趋于平均化(单键变短,双键变长)。
④正负电荷交替出现。
⑤沿共轭链传递,大小不变。
二、诱导效应
共价键:极性共价键(同种元素)、非极性共价键(不同种元素)。
元素电负性差越大,极性越大。
电负性:s > sp > sp2 > sp3。
偶极矩:键偶极矩(键矩)、分子偶极矩。
物理意义:描述共价键/分子极性大小的物理量。
定义:电荷中心的电荷量与电荷中心之间的距离之积。
标矢性:矢量。
大小:μ = qd。
μ:偶极矩。
q:电荷中心的电荷量。
d:电荷中心之间的距离。
分子偶极矩 = 键偶极矩(键矩)的矢量和。
单位:
国际单位:库·米(C·m)。
常用单位:德拜(德,D)。
方向:从正电中心指向负电中心。
诱导效应:
正效应(推电子效应/+I效应):C←Y(电负性:Y < C)。
负效应(吸电子效应/-I效应):C→Y(电负性:Y > C)。
性质:沿σ键分子链传递,越远越小(第3个C诱导效应可忽略,第5个C诱导效应完全消失)。
三、超共轭效应
超共轭体系:
σ-π超共轭:Csp3-H1sσ键 + π键。
例:CH2=CH-CH3(丙烯)。
σ-p超共轭:Csp3-H1sσ键 + p轨道。
例:CH3-CH2+(乙基碳正离子)。
超共轭效应:
性质:超共轭效应越多越稳定。
P.S.氢化热:1mol不饱和化合物加氢时放出的热量。
碳正离子稳定性:C(CH3)+ > CH(CH3)2+ > CH2(CH3)+ > CH3+。
电子离域程度:π-π共轭 > p-π共轭 > p-p共轭 > σ-π超共轭 > σ-p超共轭。
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——蘸以清墨,书我弦歌。