Добавил:
mazegod
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:
Дисциплина «Дополнительные главы
органической химии»
Электронные эффекты в
молекулах органических соединений
Преподаватель – Сарычева Тамара
Александровна, к.х.н., доцент научно-
образовательного центра Н.М.
Кижнера ТПУ
Вам знакомо выражение: «Выше
головы не прыгнешь»? Это
заблуждение. Человек может все.
Никола Тесла
Электронные эффекты
Молекула органического соединения представляет собой совокупность
атомов, связанных в определенном порядке, как правило, ковалентными
связями. А.М. Бутлеров считал, что изучение взаимного влияния атомов в
молекулах одно из важнейших направлений развития органической химии.
Вклад в решение этой проблемы внесли английские ученые К. Ингольд и
Р. Робинсон, развивавшие в своих работах теорию электронных смещений.
Александр Михайлович
Бутлеров — русский химик,
создатель теории химического
строения органических веществ
Кристофер Ингольд–
английский химик-органик.
Занимался физической
органической химией.
Сэр Роберт Робинсон —
английский химик-органик,
лауреат Нобелевской премии
по химии (1947 г.)
2
Электронные эффекты
Теория электронных смещений предполагает, что вследствие
различия в электроотрицательности атомов и благодаря
динамичности электронного облака, происходит перестройка электронной
плотности в молекуле, которая обеспечивает максимальную
термодинамическую стабильность.
Электроотрицательность – способность атомов притягивать к
себе электроны собственной электронной оболочки или электроны,
участвующие в образовании связей.
Электронными эффектами называют смещение электронной
плотности в молекуле под влиянием заместителей.
Электронные смещения передаются по σ-связям и сопряженным π-
связям и разделяются на два эффекта: индуктивный и мезомерный
(или эффект сопряжения).
3
Электронные эффекты заместителей
Индуктивный эффект
Индуктивный эффект (I-эффект) – это смещение электронной
плотности в молекулах вдоль σ-связей в сторону более
электроотрицательного атома или группы атомов.
Индуктивный от латинского inductio – наведение, побуждение.
Принятое графическое обозначение
или
Индуктивный эффект атома водорода принято считать равным «0»
4
Электронные эффекты заместителей
Индуктивный эффект
Индуктивный эффект обозначается «I», бывает положительным (+I) -
электронодонорный и отрицательным (-I) - электроноакцепторный.
Знак индуктивного эффекта определяется зарядом, полученным
реакционным центром
(+ILi) IН = 0
Атомы, связанные полярной связью, несут частичные заряды,
обозначаемые греческой буквой .
Атом, «оттягивающий» электронную плотность σ-связи в свою сторону,
приобретает астичный отрицательный заряд -. Это электроноакцептор.
Атом, «отдающий» электронную плотность σ-связи, приобретает
частичный положительный заряд
+.
Это электронодонор.
(-ICl)
5
Электронные эффекты заместителей
Индуктивный эффект
ключевой
1 2 3
Источник возмущения в этой системе – атом хлора (ключевой атом).
Индуктивный эффект затухает с расстоянием. Дальше третьего
атома углерода I-эффект не распространяется.
Электронодноры:
атом
• Атомы металлов: Na, Li, Mg, Ca и др.
• Алкильные группы:
• Анионные заместители:
6
Электронные эффекты заместителей
Индуктивный эффект
Электроноакцепторы:
• Электроотрицательные атомы или группы:
• Ненасыщенные и ароматические заместители:
• Катионные заместители:
7
Мезомерный эффект
Мезомерным эффектом (эффектом сопряжения) называется
смещение, распределение или перераспределение электронной плотности в
соединениях ненасыщенного характера.
Типы сопряженных систем
1) π–π – Сопряженные системы (= – =). Характеризуются
чередованием двойных (тройных) и простых связей, например:
2) р–π (n–π) – Сопряженные системы (Ä – = ). Данный вид сопряжения
имеет место в молекулах, в которых атом с неподеленной электронной парой
отделен простой связью от кратной (двойной, тройной) связи, например:
8
Решение задач
Задача 1. Укажите, в каком соединении атом хлора проявляет одновременно
и донорные и акцепторные свойства: хлорциклогексан; 1,2-дихлорэтан;
хлоруксусная кислота; хлорбензол.
Задача 2. Какой из атомов галогена проявляет наиболее сильный
отрицательный индуктивный эффект по отношению к атому углерода:
хлор, бром, фтор или иод?
F
Cl
Электроотрицательность
растёт
Br
I
9
Задача 3. Укажите, в каких из приведённых соединений отсутствует
сопряжение
Задача 4. В каком соединении метоксигруппа проявляет электронодонорные
свойства?
10
Соседние файлы в папке PDF