诱导效应和共轭效应

第一章 化学键与分子结构(1) 化学键与分子结构(主要内容 化学键的属性 取代基效应(诱导效应、共轭效应和场效应) 取代基效应(诱导效应、共轭效应和场效应) 前线轨道理论 芳香性和休克尔规则

一.化学键的属性 键长是形成共价键的两个原子之间吸引力排 键长是形成共价键的两个原子之间吸引力排 斥力达到平衡时的距离的距离，一般为0.1斥力达到平衡时的距离的距离，一般为0.10.1 0.2nm 键能是化学键形成时放出的能量或化学键断 键能是化学键形成时放出的能量或化学键断 裂时吸收的能量， 裂时吸收的能量，可用来标志化学键的强度

键的极性键的偶极矩用正负电荷中心的电荷与正负电荷 键的偶极矩用正负电荷中心的电荷与正负电荷 偶极矩 中心的距离乘积μ=q d来表示；可衡量键的极性。 中心的距离乘积μ=q·d来表示；可衡量键的极性。 μ=q 方向：从正电荷指向负电荷； 方向：从正电荷指向负电荷；H Cl

多原子分子的偶极矩是分子中各键的偶极矩的矢 量和。 量和。CH3 H C C H CH3CH3 H C Cµ≠ 0

CH3 H

µ= 0

例题： 比较二氯甲烷和三氯甲烷的偶极矩的大小？ 例题： 比较二氯甲烷和三氯甲烷的偶极矩的大小？

二.取代基效应 取代基效应：取代基不同而对分子性质产生不同的影响。 取代基效应可以分为两大类。 一类是电子效应，包括场效应和诱导效应、共轭效应。 另一类是空间效应，是由于取代基的大小和形状引起分 子中特殊的张力或阻力的一种效应，空间效应也对化合 物分子的反应性产生一定影响。

1.诱导效应 诱导效应δY+ δ

δ δ

+

A

δδ δ

+

B

C

由于原子或基团电负性的影响沿着分子中 的键传导， 的键传导，引起分子中电子云按一定方向转 移或键的极性通过键链依次诱导传递的效应 称为诱导效应( effects) 称为诱导效应(inductive effects)或I效 应。 这种效应如果存在于未发生反应的分子中 就称为静态诱导效应 静态诱导效应， Is表示 表示。 就称为静态诱导效应，用Is表示。

诱导效应的传导是以静电诱导的方式沿着单键或重 键传导的，只涉及到电子云密度分布的改变 电子云密度分布的改变， 键传导的，只涉及到电子云密度分布的改变，引起 键的极性改变，一般不引起整个分子的电荷转移、 键的极性改变，一般不引起整个分子的电荷转移、 价态的变化。 价态的变化。 这种影响沿分子链迅速减弱，实际上， 这种影响沿分子链迅速减弱，实际上，经过三个原 子之后，诱导效应已很微弱，超过五个原子便没有 子之后，诱导效应已很微弱， 了。如：α-氯代丁酸 氯代丁酸 β-氯代丁酸 氯代丁酸 γ-氯代

丁酸 氯代丁酸 丁酸 K×104 × 14.0 0.89 0.26 0.155

诱导效应的强度主要取决于有关原子或基团的电负性， 主要取决于有关原子或基团的电负性， 关原子或基团的电负性 与氢原子相比，电负性越大- 效应越强， 与氢原子相比，电负性越大-I效应越强， 电负性越小则+I越强。 +I越强 电负性越小则+I越强。-I效应：—F > —OH > —NH2 > —CH3 效应： 效应 —F > —C l > —Br > —I —OR > —SR > —SeR ; +I效应：—O- > —S- > —Se- > —Te效应： 效应

OR2 > NR3

+

+

中心原子带有正电荷的比不带正电荷的同类基团 的吸电诱导效应强， 的吸电诱导效应强， 而中心原子带有负电荷的比同类不带负电荷的基 团供电诱导效应要强。 团供电诱导效应要强。-I效应： 效应： 效应+ NR3 > NR2

+I 效应： —O- > —OR 效应：

不饱和程度增大，吸电的诱导效应增强。 不饱和程度增大，吸电的诱导效应增强。=O > —OR ≡N > =NR > —NR2

当某个外来的极性核心接近分子时，能够改变 当某个外来的极性核心接近分子时， 共价键电子云的分布。 共价键电子云的分布。 由于外来因素的影响引起分子中电子云分布状 态的暂时改变，称为动态诱导效应 动态诱导效应， Id表示 表示。 态的暂时改变，称为动态诱导效应，用Id表示。

A

:

[X]+的的的 B 去[X]+ 的的的

A

:

B[X]

+

正常状态(静态 正常状态 静态) 静态

试剂作用下的状态

动态诱导效应与静态诱导效应的区别 引起的原因不同。 (1)引起的原因不同。静态诱导效应是由于键的永久 极性引起的，是一种永久的不随时间变化的效应， 极性引起的，是一种永久的不随时间变化的效应，而 动态诱导效应是由于键的可极化性而引起的， 键的可极化性而引起的 动态诱导效应是由于键的可极化性而引起的，是一种 暂时的随时间变化的效应。 暂时的随时间变化的效应。 (2)对化学反应的影响不同 动态诱导效应是由于外界极化电场引起的 是由于外界极化电场引起的， 动态诱导效应是由于外界极化电场引起的，电子转移 的方向符合反应的要求， 的方向符合反应的要求，即电子向有利于反应进行的 方向转移，所以动态诱导效应总是对反应起促进或致 方向转移，所以动态诱导效应总是对反应起促进或致 活作用，而不会起阻碍作用。 静态诱导效应是分子 活作用，而不会起阻碍作用。而静态诱导效应是分子 的内在性质，并不一定向有利于反应的方向转移， 的内在性质，并不一定向有利于反应的方向转移，其 …… 此处隐藏：1545字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……