当前课程知识点:有机化学 > 第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃 > 3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构 > 3.4.1.5 诱导效应与分子可极化性
我们看一下对于烷烃来说
它中间的是主要是由碳碳键和碳氢键
由于碳和氢的电负性差别不大
所以整个分子中间比如说这根碳氢键
它的电子云分布就比较是均匀
也就是说它没有太多的倾向性
但是一旦我把这个结构中间的一个氢原子换成了
一个氯原子
也就是说我把它换成了一个电负性比氢(大的)
氢的电负性是2.2
电负性比氢还大的一个原子的时候
那么这时候它在它这根键电子云
就不是这么均匀的分布在这
因为氯吸电子能力比较强
所以它电子云分布就不均一了
也就是说它会更倾向于电负性比较大的氯原子
而这种现象它不会只固定在氯和碳的这根键之间
由于这根键的一个倾斜的话
这根键电子云偏移它就导致了这个位置的碳
碳碳键的电子云也会发生倾斜
而也会导致再下面更远的碳碳键
电子云发生一个倾斜
一个或者说电子云的偏转
那么这个事情就是我们所说的诱导效应
也就是说诱导效应由于引入了一个电负性
比较大的原子
或者说结构中间电负性发生改变
那么整个分子中间这些σ键
这些σ键
它的电子云的分布就发生了一定的倾斜
或者说发生了一定的偏转
那么电子云发生的偏转方向
它是受到分子中间的这些原子的
它的电负性差别的影响
比如说像这个例子
氯的电负性比较强
所以它电子云逐渐的就都偏向于氯
那么这时候氯就带部分负电荷
而跟氯直接相连
这个碳上就带部分正电荷
好的
那么我们再看下一根碳碳键
由于和氯直接相连的碳
带部分正电荷
那么它就导致了这根键电子云
也向带部分正电荷这个碳上偏移
那么导致了这一位碳上
带有了更少更少的正电荷
那么以此类推
更远的碳上它也带上了更少
更少的正电荷
大家注意
我这儿写的三个δ
三个δ所带的电荷是比两个δ是更少
的
两个δ是比一个δ是更少的
好的
那么也就是说这种由于电负性的影响
导致整个分子中间σ键的电子云发生一个
偏转这个事情
它会沿着共价键传递
而且逐渐逐渐衰减
那么这个就是我们说这种的电子效应
我们它叫做一种诱导效应
也就是说如果分子中间有一些电负性不同的
原子
它会导致整个分子的电子云分布发生一个偏转
也就是说它偏转的方向是根据
取代基的基团的电负性所决定的
如果取代的基团电负性是比较强
那么整个电子分子中间电子云
就向电负性比较强的原子方向来进行偏转
好
这是我们诱导效应
我们通常用I来表示
但是要注意这个偏转是σ键的偏转
是σ电子的偏转
但是它只是一个偏转
只是σ电子它的只是一个偏转
不是完全的转移过去
只是发生了一个倾斜偏向
好的
我们看一下
对于诱导效应来讲
实际上它是一个静态的过程
也就是说我只要分子中间我引入了这些电负性
不同的这些原子
那么整个分子的电子云就会往这往这偏转
所以它跟外厂外电场是没有关系的
它是一个分子结构中间的永久效应
我们说它是分子的固有性质
所以这种通常有时候我们也叫它叫做
静态诱导效应
有静态就有动态
我们后面会讲一下动态诱导效应
这是后面的事情
再有第二点我们要注意的
共用电子对不是完全转移过去
只是发生了一个偏转
侧重点往那个地方往电负性比较大的原子这边
发生了一定的偏转
它是电子云的分布方式发生了变化
再有一个第三点要注意它沿着碳键碳链传递
而且它沿的是σ键传递
因为我们知道σ键它的流动性并不好
所以它的传递时候衰减是很快
所以一般来讲
很快的衰减
一般来讲经过三根共价键后
它的影响就非常弱了
我们就可以忽略不计
好的
这个就是我们所说的关于诱导效应的一些基本
定义和特点
那么我们在表示诱导效应的时候
通常就是用个箭头来表示它表示出电子云的
偏转方向
也就是电子云
比如说像卤代烷这个结构
电子云从碳原子偏转向
电负性比较大的氯原子
我们就用这个箭头来表示就行了
好的
对于诱导效应来讲
它有两种类别
两种类型
一种类型叫做给电子的诱导效应
也就是我引入的原子
它的电负性比氢还小
所以这时候反而它跟碳原子在争夺电子的时候
反而是不利
反而电子是被碳原子争夺走了
你这是一种给电子诱导效应
那么再有一种是吸电子诱导效应
就是我引入这个基团
x这个基团它的电负性比氢原子强
所以我们以碳氢键为标准的时候
发现它是电子云分布和碳氢键相比的时候
它是倾向于就是我们讲跟碳氢键字为标准的
时候
他的时候电子云是偏向于 x原子的
好的
这就是说我们说他有两种情况
一种是吸电子诱导效应
一种是给电子诱导效应
好的
我们实际上更关心的就是说到底哪一种效应强
或者说我同样的有几个原子
或者几个基团
它同样都在吸电子
我很想知道它到底吸电子能力到底强还是弱
那么如果它吸电子能力比较强
它会对整个分子骨架电子云密度它下降比较多
那么对分子的很多性质
比如说它的酸性
它在核磁中出峰的位置都会有影响
所以我们很想知道吸电子诱导效应
或者给电子诱导效应
它的强度是什么样子的
好的
为了分析它的吸电子或者给电子诱导效应的
强度的时候
我们要先给大家讲一个名词叫做钥原子
什么叫钥原子
就是原子或者是基团
它是通过原子来和其分子的骨架来相连的
那么这个原子我们就叫它钥原子
比如说氨基中间的氮原子
比如说羟基中间氧原子
那么都是基团通过这个原子跟分子骨架来相连
好的
我们后面在讨论诱导效应的强度的时候
我们通常直接比较它钥原子的一些性质
诱导效应的强度
我们前面提到了对于诱导效应来说
它的强度主要是我们要通过钥原子的一些性质
大家就可以来描述整个基团的
诱导效应的强度
好
我们看一下对于吸电子的诱导效应来讲
一般来说如果钥原子的电负性越强
那么它的吸电子能力就越强
它的吸电子诱导效应也越强
所以也就是说拿到一个元素周期表过来
从左往右电负性增强
它的吸电的能力也增强
它的吸电的诱导效应也增强
那么从下往上也是电负性增强
它的吸电子诱导效应也增强
好
这是第一个原则
第二个原则也就是说如果取代基的钥原子相同
比如说像这个例子都是氧
但是一个带正电荷
一个不带电荷
那么带正电荷的它的吸电子诱导效应就越强
它带的正电荷越多
它的吸电子诱导效应也越强
好的
这是我们讲的吸电子诱导效应
那么实际上有时候大家还会提
说跟它的杂化态有关
比如说sp杂化的
它的吸电子诱导效应就强于sp2
就强于sp3
这个实际上很好理解
这就是跟它电负性是相关的
它电负性比较强
所以它吸电的诱导效应也比较强
好
这是吸电子的诱导效应
那么再有一个是给电子诱导效应
给电子诱导效应不是很常见
因为氢的电负性已经比较小了
所以第一种情况通常都是带负电的基团
比如说像氮的负离子
氧的负离子什么
那么这时候它是这样子
如果它钥原子电负性越弱
它给出电子的能力就越强
它电负性比较弱
吸附电子能力比较弱的话
那么这时候它给出的给电子诱导效应就比较强
这是一种
第二种
有时候会讲就说那个烷基又给电子效应
这个不太常见
不是非常常见
就通常见到的是
它跟sp2这个碳相连的时候就是烷基
它自己本身是sp3杂化
它如果跟一个sp2碳相连的话
它也会有一个给电子
因为它电负性比它的
sp3杂化比sp2弱
所以它会有这个方向的给电子的诱导效应
好
这是我们所说的相关的内容
那么后面这个表就给大家了一些常见基团
的吸电子能力
比如说像你要能想到就是看到有些基团马上
心里会有一些
自己会有一个印象
比如说遇到像这样硝基
氰基氟离子氟原子什么
都是说是很有可能被
它的吸电子能力都比较强一点
所以我们都是这是一个比较强的吸电子基
动态诱导效应
就是诱导效应本身是没有的
但是在什么外界电场作用的诱导下
它出现这种诱导效应
比如说我们所说的溴分子
溴分子发生反应的时候跟
跟烯烃发生反应的时候
在碳碳双键的作用下
它就会发生了一个电子云分布的情况的改变
也就是说离的它比较近
这个地方电子被推走了
它是带部分的正电荷
它比较远的电子被推呢去的
带部分负电荷
就这种情况
好的
这是我们讲的关于动态诱导效应
那么诱导效应就给大家介绍完了
那么诱导效应给大家介绍完了以后
还要给大家讲一个很重要的概念
就说一个叫做分子的可极化性
什么叫分子的可极化性
就是一个分子在外电场的影响下
分子中间的它的电荷分布
或者说电子分布发生变化
它发生这种变化的能力
我们称它为可极化性
也就是说如果它很容易发生电荷
很容易发生变化
我们说明它可极化性比较强
如果它不容易发生变化
我们就说它可极化能力比较弱
比如说像这个例子就是说
当我这个溴负离子来进攻卤代烷靠近的时候
那么说他外层电子需要辨析
来跟碳原子来形成键
那么这个时候它就发生变形的能力如果比较强
我们就说它可极化能力比较强
好
这就是我们说一个分子的可极化性
那么一个分子的可极化性
跟它的反应性是密切相关的
一般来讲
如果分子它的可极化性比较强的话
那么它很容易改变外电子的形状
那么很容易改变外电子的形状
它就比较容易发生反应
比如说我们碘负离子情况
碘负离子它很容易发生变形
它很快就能够发生变形
就能够跟
和新的原子之间形成新的这根键
所以它能量就比较低
那么它就很容易发生反应
而对于像氟它的原子核对外层电子束缚比较紧
那么它吸引的比较紧
所以它就不太容易给出这一对电子
这一对电子也不容易变形
所以它就说可极化能力比较差
所以它发生反应(的能力)就比较差一点
好
这就是可极化性跟反应性的一个关系
那么一般来讲
我们看如果是同一族的元素
从上往下
那么原子核对外面电子的束缚就越小
它的可极化能力就越强
所以一般来讲往下的反应活性就越强
所以我们看比如说碘的反应活性就比溴强
溴比氯强
氯就比氟强
所以这是第一个情况
那么另外一个影响因素
也就是说一般来讲孤对电子
它只受一个原子核的束缚
所以它一般来讲它比较松散
所以它可极化能力比较强
它就比较容易发生反应
比如说我们讲像这个醇
醇中间氧上有一对未共用电子对
就是孤对电子的话
它受的束缚比较弱
所以它很容易发生反应
更容易发生反应
好的
那么第三种情况就是弱键
比如说像π键就是比较弱的键
它比强键电子结合比较松散
所以它可极化能力就比较强一点
所以更容易发生反应
像π键它的可极化能力就比较强
也就是说很少我们发现说σ键发生反应的
π键没发生反应
所以这是很奇怪的事情
所以它也更容易发生反应
好的
这就是我们讲的关于可极化性
那么我们在后面讨论反应性的时候
通常也会用到可极化性这个概念
如果一个结构它的可极化性比较强的话
那么它通常是不太容易发生反应
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题