当前课程知识点：有机化学（上） > 第一章 绪论 > 1.4 电子效应 > 电子效应
同学们好
本节我们主要学习电子效应
物质的结构决定了物质的性质
有机分子中官能团决定了有机物主要化学性质
有机分子中官能团不是孤立存在的
而是相互影响相互作用的
研究有机分子中官能团相互影响和作用
是掌握有机物结构与性质的重要内容
电子效应
可分为诱导效应
和共轭效应
超共轭效应
在分子中引进一个原子或原子团后
可使分子中电子云密度分布发生变化
这种变化不但发生在直接相连部分
也可以影响不直接相连部分
这种因某原子
或基团的极性
而引起电子沿着原子链向某一方向移动的效应
称为诱导效应
诱导效应的作用沿分子链依次减弱
超过三个碳原子以上的诱导效应很弱了
诱导效应的特点可用四个字概括
渐远渐弱
这是短程效应
诱导效应有+I和-I之分
规定+I为供电子诱导效应
例如 这个
而-I为吸电子诱导效应
例如 这个式子
诱导效应的强弱
取决于吸 供电基
吸 供电子的能力
吸电基电负性越大
吸电能力也就越强
例如 F＞Cl＞Br＞I
不同杂化碳原子的电负性也有差异
如表所示
所以烷基表现出供电子诱导效应
诱导效应
根据所处的环境
还可以分为静态诱导效应
和动态诱导效应
静态诱导效应
是静态分子中所表现出的
内在固有的诱导效应
在化学反应中
极性试剂进攻分子的反应中心
从而改变成键电子的电子云分布状况
这种诱导效应称为动态诱导效应
共轭效应是由于电子离域体现了
分子中原子间的相互影响
共轭效应的特点
共平面
键长趋于平均化
折射率较高
在共轭体系中
相邻π电子的相互重叠
或π键与p电子的相互影响
使共轭体系中各键上的电子云密度
发生了平均化
因此相邻的单键
及重键间的区别
也部分或全部消失
共轭体系中这种原子间的影响称为共轭效应
共轭效应又分为π-π共轭效应
和p-π共轭效应
由π电子离域
而体现的共轭效应称为
π-π共轭效应
比如1, 3- 丁二烯分子中存在π-π共轭
像 乙烯基乙炔
苯 等都是这种π- π 共轭
我们再看
π键与相邻原子上的p轨道之间
侧面重叠
使π电子和p电子
扩展到整个共轭体系的键的离域效应
称为p-π共轭效应
如烯丙基自由基
存在p-π共轭效应
而烯丙基正碳离子和氯乙烯
同样存在p-π共轭
氯乙烯中的氯原子
与卤烷分子中的卤原子比较
它的化学性质很不活泼
一般不能发生亲核取代反应
烯丙基正碳离子比较稳定
因此烯丙基氯分子中氯原子
要比卤代烷分子中的氯原子还要活泼
烯丙基氯很易发生亲核取代反应
这些内容后面会进一步学习
我们再来看超共轭效应
超共轭效应是一种弱的共轭效应
当重键的α碳上连有氢原子时
由于氢原子体积很小
对C-Hσ键的电子云屏蔽也很小
因此
C-Hσ键犹如未共用电子对
能与相邻的重键或p轨道发生侧面重叠
使σ键和π键之间的电子云离域的现象
我们称为σ-π超共轭
例如丙烯分子中的超共轭效应
碳氢键与双键中π键的离域作用
在丙烯分子中
由于C-C单键的转动
甲基中的三个C-Hσ键轨道
都有可能与π轨道在侧面交盖
参与超共轭
由此可知
在超共轭体系中
参与超共轭的C-Hσ键越多
超共轭效应越强
我们看p电子云和相邻的σ电子云相互重叠
而引起的电子云离域效应
称为σ-p超共轭效应
在讨论碳正离子稳定性中
超共轭效应十分有用
即在各种甲基取代的碳正离子中
甲基的碳氢σ键
可以和碳正离子空p轨道
有一定程度的相互交盖
即σ电子部分离域而扩散到p轨道上
从而导致碳正离子稳定
如图所示
因此与碳正离子相连的σ碳氢键越多
超共轭效应越强
越有利于其电荷分散
能量降低
越有利于其稳定
故碳正离子稳定性有如下次序
叔碳正离子
大于仲碳正离子
大于伯碳正离子大于甲基碳正离子
我们看丙烯与溴化氢加成得到两种碳正离子
根据碳正离子的稳定性
可知2-溴丙烷是主要产物
烷基自由基也倾向于平面结构
未成对的独电子处于P轨道中
与碳正离子相似
许多自由基中也存在着超共轭
由于超共轭效应的存在
自由基得到稳定
参与的C-Hσ键轨道越多
自由基越稳定
所以自由基的稳定顺序
同样也是
叔碳自由基>仲碳自由基>伯碳自由基
超共轭效应和共轭效应比
是比较弱的共轭效应
那么烯丙基正离子的稳定性如何呢
虽然是伯碳正离子
但是存在p-π共轭
排叔碳正离子前面
同样烯丙基自由基的稳定性
也在排叔碳自由基前面
超共轭效应是一种特殊的共轭
H原子体积小
C—H键电子云的形状及大小
与碳原子的p轨道相差不大
且近似平行
易与邻位的π或p电子发生相互作用
形成σ-π
σ-p共轭体系
它的方向是给电子
强度是由邻位C－H键的数目所决定
可解释以下稳定性顺序
碳正离子
碳负离子
自由基
不同取代的烯烃
如何看这两个反应能否发生呢
可不可以用酸碱强弱来判断呢
下节课我们来谈酸碱理论
这次课先到这里 下次课见
-1.1 课程概要
--课程概要
--课程概要
--课程概要
-1.2 结构理论
--结构理论
--结构理论
--结构理论
-1.3 反应历程
--反应历程
--反应历程
--反应历程
-1.4 电子效应
--电子效应
--电子效应
--电子效应
-1.5 酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
-2.1.1 烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
-2.1.2 烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和命构象
--烷烃的结构和构象
-2.1.3 烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
-2.1.4 烷烃的卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
-2.2.1 环烷烃分类和命名
--环烷烃的分类和命名
--环烷烃分类命名
-2.2.2 环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
-2.2.3 环烷烃的结构及构象
--环烷烃的结构和构象
--环烷烃的构象
-饱和烃
-3.1.1 烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
-3.1.2 烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
-3.1.3.1烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
-3.1.3.2烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
-3.1.3.3 烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
-3.1.3.4 烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
-3.1.3.5 烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
-3.1.4 烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
-3.2.1-3.2.2 炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名
-3.2.3 .1 炔烃的化学性质（一）
--炔烃的化学性质（一）
--炔烃的性质（一）
-3.2.3.2 炔烃的化学性质（二）
--炔烃的化学性质（二）
--炔烃的性质（二）
-3.3.1 二烯烃的分类和命名
--二烯烃的命名
-3.3.2 1，3-丁二烯的结构
--1,3-丁二烯的结构
-3.3.3 共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--二烯烃的性质
-3.3.4共振论
--共振论
--共振论
--共振论
-不饱和烃
-4.1芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃分类命名
-4.2 苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
-4.3.1 单环芳烃的化学性质（一）
--单环芳烃的化学性质（一）
-4.3.2 单环芳烃的化学性质（二）
--单环芳烃的化学性质（二）
-4.4.1亲电取代定位规律（一）
--亲电取代定位规律（一）
-4.4.2 亲电取代定位规律（二）
--亲电取代定位规律（二）
--定位规律2
-4.5 稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--萘
-4.6 非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
-芳香烃
-5.1 同分异构现象
--5.1 同分异构现象
-5.2 分子手性和对称因素
--分子手性和对称因素
-5.3 对映体与旋光性
--对映体与旋光性
-5.4 构型的表示和标记方法
--构型的表示和标记方法
-5.5 含手性碳化合物的立体异构
--含手性碳化合物的立体异构
-5.6 不含手性碳化合物的立体异构
--不含手性碳化合物的立体异构
-5.7 反应的立体化学
--反应的立体化学
-立体化学
-6.1 卤代烃的命名和制备方法
--卤代烃的命名和制备方法
-6.2 卤代烃的化学性质
--卤代烃的化学性质
-6.3 单分子亲核取代反应
--单分子亲核取代反应
-6.4 双分子亲核取代反应
--双分子亲核取代反应
-6.5 消除反应
--6.5 消除反应
--消除反应
-6.6 卤代烯烃和芳烃
--卤代烯烃和芳烃
-6.7 习题
--6.7 习题
--习题
-卤代烃
-有机化学（上）
