有机化学第二章 有机化学的电子理论
有机化学 电子效应和空间效应
+ C H3C O O + H3O
C lC H 2 C O O H + H 2 O
+ H3O + C lC H 2 C O O
-
例2 乙醛的水合反应是可逆的，形成的水 化物很不稳定，只能存在于稀水溶液中。而三 氯乙醛的水合反应则比较容易，能生成稳定的 水合物并能离析和长期存在。主要是由于三氯 甲基强烈的-I效应使羰基碳原子带部分正电荷， 亲核反应容易进行，同时水合三氯乙醛因形成 氢键也增加了稳定性。
2.1.7.4 对化学平衡的影响
例1 酸碱的强弱是由其解离平衡常数的大小来衡 量的，在酸碱的分子中引入适当的取代基后，由 于取代基诱导效应的影响，使酸碱离解平衡常数 增大或减小。如乙酸中的一个α-氢原子被氯原子 取代后，由于氯的-I效应，使羧基离解程度加大， 而且使生成的氯乙酸负离子比乙酸负离子稳定， 所以K2>K1 ：
2.1.7.2 对反应机理的影响
在一些反应中，由于诱导效应等因素可以改变 其反应机理。如溴代烷的水解反应，伯溴代烷如 CH3—Br主要按 SN2历程进行，而叔溴代烷如
(CH3)3C—Br则主要遵从SN1历程进行。
2.1.7. 3 对反应速率的影响
例1 羰基的亲核加成反应，羰基碳原子的电子 云密度越低，就越容易和亲核试剂发生加成反应， 在这种情况下，分子所需要的活化能就比较小， 容易进入活化状态，因而反应速率较大。故取代 基的-I效应愈强，愈有利于亲核加成；取代基的 +I效应愈强，对亲核加成愈不利。 如下列化合物发生亲核加成的活性顺序为： Cl3C—CHO > Cl2CHCHO > ClCH2CHO > CH3CHO
第二章有机化合物的化学键
::
路易斯结构式 凯库勒结构式 (电子式) (一短线代表一对共用电子) 3 配位共价键:形成共价键的一对电子由一个原子 提供的特殊的共价健
:
:
(二)共价键的形成
1 价键法(现代价键理论)
简称VB法,又称电子配对法.把价键的形成看作 是原子轨道重叠或电子配对的结果——定域的观点 (1)原子轨道重叠或自旋反平行电子配对形成共价键 (2)原子轨道重叠越多,键越牢固 ____称最大重叠原理 (3)元素原子的共价键数等于所含单电子数 (4)共价键具有方向性和饱和性 (5)成键两个电子局限在成键的两个原子间运动(定域) (6)能量相近的原子轨道可以进行杂化,组合成 能量相同的杂化轨道
ψ 2=φ A-φ φ
A
ψ 2=φ A-φ
B
B
φ
φ
B
φ
B
A
ψ 1=φ A+φ
B
ψ 1=φ A+φ
B
成键轨道中含能量较低的原子轨道φA 成分较多,能量与φA较接近,能量 降低较少,不易形成稳定分子
二,共价键的属性(键参数) (一)键长
以共价键相结合的两个原子核间距离 (1)1 左右 (2)不同的共价键有不同的键长 (3)相同的共价键在不同的化合物中也有可能稍不同 键长越长,越易受外界电场的影响而极化 ——从键长估计化学键的牢固性(越短越牢固) 一个两价或两价以上原子形成共价键时, 键与键之间的夹角称为键角
δ δ δ+
H3C
" 直弯弯弯弯
δ Cl
δδ+
CH2
CH2
δ+
2 特点:诱导效应沿碳键移动时减弱很快,到第三
个原子后可忽略不计
第二章Lewis结构与共振论
分子的静电荷=+1
(c) SO42
1 S：6－[0+ 2 ×8]=2 1 O：6－[6+ 2 ×2]=－1
O O S O O
O
所以
2
O S O O
2+
二、Lewis结构式的书写程序及优势结构 以NO2的Lewis结构为例 1、计算价电子总数 NO2=5+2×6=17 2、写出原子实符号，填入电子数
i. sp3--- CH4 (methane)
C(6e) 2p 化合价 valence shell(4e) 2s promotion sp3 hybridization excited state energy: Es < Esp3 < Ep hybrid orbital
ground state
1、真实分子的能量低于所写出的任何一个共 振式的能量，最稳定的极限结构与共子振杂 化体的能量差称为共振能 2、等价共振式对杂化体的贡献也等价 3、稳定的共振式对杂化体的贡献也大 4、共价键数目越多的共振式越稳定
5、除特例外，拥有形式电荷数量最小的结构 最稳定 6、负电荷在电负性大的原子上，正电荷在电 负性小的原子上则较稳定 7、所有的原子都有完整的价电子层，则较稳定 8、同类化合物中，共振式较多的较为稳定
H2C
C H
CH2
•
H3C
•
C H
CH2
书写规则：
1、电子动，原子核位置不动
H 2 C C CH 2 H
H 2C C H
CH 2
2、所有共振式，必须符合Lewis结构式
H3C OH
3、共振式中必须具有相等的未成对电子数
H2C C CH2 H
有机化学中的键合理论与电子结构
有机化学中的键合理论与电子结构（文章中没有出现"有机化学中的键合理论与电子结构"这几个字，因此回答中没有重复标题，只回答内容）有机化学中的键合理论与电子结构有机化学是研究有机物质的性质、结构和合成方法的科学分支。
在有机化学中，了解和理解分子的键合理论以及电子结构是非常重要的。
本文将针对这两个方面进行探讨。
一、键合理论1. 共价键共价键是最常见的键类型，它由两个原子共享一个或多个电子而形成。
共价键的形成与原子的轨道重叠有关，包括sigma 键和 pi 键。
2. 极性键极性键是一种带有电荷分布不均匀的键。
当两个原子的电负性差异较大时，会形成极性键。
极性键会导致分子的极性和化学性质的差异。
3. 非共价键非共价键不涉及电子的共享，而是由静电作用力或者磁性作用力引起。
非共价键包括离子键、氢键和范德华力。
二、电子结构1. 价层电子对互斥原理根据Pauli不相容原理，每个轨道最多容纳两个电子，且必须自旋相反。
这导致了在同一个原子中的电子不能全部占据相同的轨道。
2. 电离能和电子亲和能电离能指的是从一个原子或分子中移除一个电子所需要的能量。
而电子亲和能是指一个原子或分子吸收一个电子所释放的能量。
这两个概念对于理解有机物质的反应很关键。
3. 分子轨道理论分子轨道理论解释了分子中电子的排布和行为。
它将分子中的电子视为在整个分子中运动的电子云，而不是局限于原子之间的轨道。
分子轨道的形成能够解释分子的稳定性和反应性。
4. 共振结构共振结构是指一些分子可以通过共享电子形成不同电子排布的结构。
共振结构的存在会影响分子的稳定性和性质。
总结：通过对有机化学中的键合理论和电子结构的了解，我们可以更好地理解有机物质的性质和反应。
键合理论帮助我们解释键的本质和化学键的性质，而电子结构理论则揭示了电子在分子中的排布和行为。
这些理论不仅对于有机化学的研究有重要意义，也为合理设计合成有机化合物提供了理论基础。
（整洁美观的排版，清晰的逻辑结构，使读者能够更好地理解有机化学中的键合理论与电子结构。
理论有机化学第二章电子效应与空间效应
2. 能量下降 ΔH值：
乙烯（32）
戊二烯1，4（61）
戊二烯1,3（54） 苯(50)
CH3CH2CH2CH3---→ CH2=CH-CH=CH2 只生成1，3-丁二烯， 没有1,2-丁二烯
34
共轭体系和共轭效应
3. 共轭加成 丁二烯的1，4加成
C=C-C=C + H2 → CH-C-C=C → CH-C=C-C+ → CH-CH=C-CH
α,β不饱和醛酮的1,4加成
C=C-C=O + H2 → CH-C=C-OH → CH-CH-C=O
35
共轭体系和共轭效应
共轭插烯作用
R
C
N
O
HN
O
H
双环胺酮无酮或胺的性质，类似酰胺。
36
共轭体系和共轭效应 2.2 静态共轭效应Cs
1．起源与含义：由于共轭双键的存在而 使π电子云发生转移变形，---
CH3
δ-
δ-
δ-
28
§2共轭体系和共轭效应
29
H
§2共轭体系和共轭效应
H
2.Ｐ-π共轭：
H H H
由P轨道上的电子与π键组合而成，分四种情况 。
CH2=CH -- P
P轨道有孤对电子
.. CH2=CH-Cl
P轨道有一对电子 P轨道有一个电子
CH2=CH-CH2CH2=CH-CH2.
P轨道上没有电子
推电子 Y→δ-CR3 +Is
H--CR3
吸电子
X←δ+CR3 -Is
2
§1 诱导效应I
eg1 取代酸的酸性变化
CH3COOH CH3CH2COOH ClCH2COOH Cl2CHCOOH Cl3CCOOH
有机化学的电子理论
有机化学的电子理论2.1 诱导效应2.1.1 静态诱导效应I s 1.共价键的极性由不同原子形成的共价键，由于成键原子电负性不同，使成键电子云偏向电负性较大的原子，该原子带上部分负电荷，而电负性较小的原子带部分正电荷。
这种共价键具有极性。
H Cl共价键的极性主要决定于： （1）成键原子的相对电负性大小。
电负性差别越大，键的极性越大。
（2）还受相邻键和不相邻原子成基团的影响。
CH 3CH 3中的C-C 为非极性键。
但CH 3CH 2Cl中的C —C 键却是极性的。
CH CH Cl δ+δδ+δ+H 2CH32. 诱导效应这种由于成键原子电负性不同，引起电子云沿键链（σ键和π键）按一定方向移动的效应或键的极性通过键链依次诱导传递的效应叫诱导效应。
通常以H 的电负性作为衡量标准。
凡是比H 电负性大的原子成基团叫吸电子基，其诱导效应叫吸电子诱导效应（-I ），反之叫供电子基和供电子诱导效应（+I ）。
R 3C HR 3CR 3C (+I)(-I)Y:供电基Z:吸电基I=0标准特点：（1）诱导效应以静电诱导方式沿键链进行传递，只涉及电子云分布状况的改变和键极性的改变。
一般不引起整个电荷的转移和价态的变化；2H 3C酸性增加酸性减低（2）诱导效应沿键链迅速减小，其影响一般在三个原子内起作用； （3）传递方向具有单一性。
2.1.2 静态诱导效应的相对强度电负性越大的基团或原子，其-I 越大。
电负性越小，基团成原子的+I 效应越大。
（1）同主族元素，从上到下，电负性降低，-I 作用减小（+I 增加）； （2）同周期，从左到右，电负性增加，-I 增加（+I 减低）。
诱导效应本质上是一种静电作用。
如果静电作用通过空间传递的效应称为场效应。
场效应和诱导效应通常难以区分的。
因为它们往往同时存在，而且作用方向一致。
所以也把诱导效应和场效应总称为极性效应。
C C HHC OOOH HC HH C O O-OH pK a1 1.92pK a2 6.59(-I, 场效应, 有利于第一质子的离去)(+I, 场效应, 不有利于第二质子的离去)C CHCOOHHOOCpK a1 3.03pK a2 4.54C CHCOOHH -OOC如果仅从诱导效应考虑，顺式和反式是没有区别的。
理论有机化学第二章电子效应与空间效应
要意义。
3
化学反应预测
通过理解电子效应，我们可以预测和解 释有机化学反应的发生性质和机理。
新化合物设计
理解电子效应有助于合成和设计新的有 机化合物，尤其是具有特殊性质和功能 的化合物。
空间效应的应用
手性效应
手性效应对药物、农药和生物活 性分子的性质和活性具有重要影 响。
构象效应
构象效应影响分子内部的立体关 系和分子之间的相互作用。
π电子效应
π电子效应是指由 π键的形成和断裂引起的电子应是指分子中原子的空间排列对化学 性质和反应产生的影响。
2 空间效应的种类
常见的空间效应包括手性效应、立体效应和 构象效应。
电子效应的重要性
1
分子结构
2
电子效应影响分子的几何构型和分子性
质，对分子结构进行合理的设计具有重
理论有机化学第二章电子效应 与空间效应
本章将介绍电子效应和空间效应在有机化学中的重要性，帮助您理解和预测 化学反应和分子结构。
电子效应
电子效应的定义
电子效应是指当有机分子中的电子发生重新分 布时，产生的影响。
σ电子效应
σ电子效应是指由σ键的形成和断裂引起的电子 重新分布。
电子效应的种类
共有两种主要的电子效应：σ电子效应和π电子 效应。
立体效应
立体效应控制了分子的几何构型 和立体化学反应的发生性质。
第二章-有机化合物的化学键课件
一些常见原子或基团的诱导效应次序为： F > Cl > Br > I > OCH3 > OH > C6H5 > H(吸电子基) (CH3)3C > (CH3)2CH > CH3CH2 > CH3 > H(斥电子基）
（1） 共轭效应只存在于共轭体系内，通过电子
的离域所体现。诱导效应是由于原子电负性
通过静电诱导传递所体现的。
（2） 共轭效应在共轭链上产生电荷正负交替现 象。
（3） 共轭效应的传递不因共轭链的增长而明显 减弱。
（4）表示方法不同，分别用“ 来表示。
”和“ ”
(三)场效应
场效应：分子中相互作用的两部分，通
如：甲醚与HF，
乙醇液
CH3 O CH3 HF
CH2 CH CH2+
O
R C O-
H2C+ CH CH2
O-
RC O
共价键多的极限结构稳定，对杂化体贡献大。
CH2 CH CH CH2
+CH2 CH CH2 CH2-
-CH2 CH CH2 CH2+
(b)违反电负性原则的极限结构式对杂化体的贡献 极小，忽略。
CH2 CH CH O+ CH2 CH CH O+
过空间传递而产生的一种诱导效应；
例：比较酸性大小：
Cl O
> HO C C C
δ-
场效应
Cl
δ+ C C COH
O
氯代苯基丙炔酸
第三节 共振论
(一） 共振论：共振论是美国化学家
《有机化学》理论知识要点归纳
《有机化学》理论知识要点归纳一．有关“吸电子基和给（推）电子基”问题从极性、诱导效应、共轭效应等方面考虑，一般情况下，电子云密度大的为给电子基，极性大的为吸电子基。
例如碳碳双键、苯基等为给电子基，卤素原子、－CN 、硝基等为吸电子基。
取代基如果是像－NO 2（－SO 3H 、－COOH 、－CHO ）这样的，就是与碳相连的元素的原子比氧的电负性弱（就是该元素原子得电子的能力没有氧强的时候，该元素原子的电负性比氧弱）而且还连有氧的时候，就是吸电子基，因为氧把那些元素原子的电子云向氧的一方吸引，使得那些元素把苯环上的电子向它们吸引，导致苯环的电子密度降低，因为苯上的取代反应都是自由基反应，自由基有单电子，苯环的电子密度降低自然使苯不容易放出氢自由基（就是氢原子），使得苯环钝化。
卤素具有吸电子的诱导效应，从而降低碳正离子的稳定性。
这一效应在苯环上各个住置受到进攻时都有体现，但在卤素的邻、对位受到进攻时更为显著。
二．有机反应试剂的分类1．自由基试剂：自由基：由共价键均裂所产生的带有独电子的中性基团。
自由基试剂：能产生自由基的试剂是自由基试剂。
例如：CH 4CH 3 Cl+ HClh νCl 2(氯自由基)2Cl 光或热R O O R2 RO常见的自由基试剂：X 2、过氧化物（R －O －O －R ）、偶氮化物（R －N ＝N －R ）等，高温、光照等条件也可引发自由基反应。
因自由基带有未共用电子，所以性质活泼，可引发自由基型反应。
2．亲电试剂在反应过程中，如果试剂从有机化合物中与它反应的那个原子获得电子对，并与之共有形成化学键，这种试剂称做亲电试剂。
亲电试剂是缺电子的试剂。
例如：RCH 2Cl + AlCl 3R +CH 2AlCl 4-亲电试剂常见的亲电试剂有：①正离子，如H +，C +，Cl +、Br +、I +，NO 2+等；②可接收孤对电子的分子，如如AlCl 3、FeCl 3、ZnCl 2、SnCl 4、SbCl 3、BF 3等Lewis 酸；③羰基碳原子等。
有机化学第二章 化学键
原子核外电子运动的波函数ψ——原子轨道（轨道函数） 电子在核外空间出现的几率——电子云密度 ∝ ∣ψ 2∣
常见原子轨道的类型与形状：
z
2s
x
2py
2px
y
2pz
S-AO
3 个p-AO
x
y z
主量子数为2的 p-AO有三个能量相等的简并轨道，对称
分布在原子核外空间的x、y、z轴上
在数学上把分子轨道处理为原子轨道的线性组合，
因此，波函数ψ是用各个原子轨道乘上权重因子后的
总和来表示：
ψ=C1φ1+ C2φ2+…+Cnφn
这种方法称为原子轨道线性组合——分子轨道 （LCAO-MO）近似法。所选的原子轨道的这种组合叫做 基组集合。
分子轨道的数目（成键的+非键的+反键的）等于
产生分子轨道的基组集合中原子轨道的总数：
C≡C < C＝C < C—C 2. 对于spn杂环的p区元素原子，其共价键键长与其杂化态有关，n 值愈大，键长愈长：
键型 C—C
C—H
杂化
sp3—sp3 sp3—sp2 sp3—sp sp2—sp2 sp2—sp sp—sp sp3—H sp2—H sp—H
键长（nm）
0.154 0.151 0.146 0.134 0.143 0.120 0.110 0.108 0.106
视频
碳原子各种原子轨道形状及相对伸展半径
原子轨道
s
p
sp
sp2
sp3
轨道形状
成键能力 轨道夹角
球形
1.000
0°
哑铃形
1.732
90 °
有机化学第二章烷烃和环烯烃
氯代反应和溴化反应都有选择性，但溴代反应的选择性 比氯代反应高得多。
[X H R]=
过渡态 1
过渡态2 [R X X]=
Ea
R
RH X
RX X
烷烃卤代反 应时，并不是直 接生成中间体自 由基，而是先经 过一个过渡态。
过渡态与起 始态的能量差称 为活化能Ea。
卤代反应是否容易进行，取决于活化能的大小。不
甲烷氯代反应的适用范围
CH4
Cl2 300-400o
CH3Cl +
Cl2 hv
or hv HCl
CH2Cl2
Cl2 hv
+
HCl
CHCl3 +
Cl2 hv
HCl
CCl4 +
HCl
1、 该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。 2 、该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳，不适 宜制备二氯甲烷和三氯甲烷。
CH2 CH2 CH3 CH2 CH3
CH2 CH2 CH3 CH2 CH3
分子间接触面积大 作用力强
bp：36℃
分子间接触面积小 作用力弱
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
bp：9.5℃
（三） 密度
烷烃的密度均小于1（0.424-0.780）。
（四） 饱和烃的偶极矩
偶极矩均为0。
同的卤代反应以及在同一烷烃的不同部位的反应的活化 能都是不同的。
２、自由基反应
自由基的定义
带有孤电子的原子或原子团称为自由基。 含有孤电子碳的体系称为碳自由基。
CH3CH2 一级碳自由基
CH3CHCH3 二级碳自由基
CH3CCH3
第二章 有机化合物的化学键
第一节 共价键
一、共价键的形成 （一）价键法
1916年 Lewis 提出了经典共价键理论：稀有 气体除氦仅有两个价电子外，其他的价电子层中均 为八个电子，路易斯共价键理论又称为八隅律。
共价键的形成看作是电子配对或原子轨道相互 重叠的结果。
1
共价键理论基本要点
1、共价键的成键条件：自旋方向相反的单电子相互 配对, 使电子云密集于两核之间, 降低了两核间正电 荷的排斥力, 增加了两核对电子云密集区域的吸引力， 因此，使体系能量降低，形成稳定的共价键。
13
（四）共价键的极性和极化
1、键的极性与分子的极性
对于同种原子形成的共价键，公用电子 由两个原子核均等“享用”：
H﹕H H3C ——— CH3
两个成键原子既不带正电荷 ,也不带负电 荷，这种键没有极性，叫非极性共价键。
H C
HH
H
C H
H
H C
HH
H
C H
H
当两个不同原子成键时，由于两个键合原子拉电 子能力不同，使共用电子对发生偏移，一端带部分负 电荷(δ-)，另一端带部分正电荷(δ+)：
三、有机化合物的反应类型
有机反应涉及旧键的断裂和新键的形成。 键的断裂有均裂和异裂两种方式：
(一) 均裂 ——> 自由基反应
均裂
H3C H
H3C + H
带有单电子的原子或基团称为自由基 。经过 均裂生成自由基的反应叫作自由基反应。一般在 光、热或过氧化物存在下进行。
21
(二) 异裂 ——> 离子型反应
价键断裂过程中吸收的能量。键能愈大则键愈稳定。
常见共价键的键能 （kJ/mol）
大学有机化学各章重点
大学有机化学各章重点第一章绪论教学目的：了解有机化合物的定义、特性和研究程序，有机化学发展简史，有机化学的任务和作用。
在无机化学的基础上进一步熟悉价键理论、杂化轨道理论、分子轨道理论、共价键的键参数和分子间作用力。
掌握分子间作用力与有机化合物熔点、沸点、相对密度、溶解度等物理性质之间的关系。
熟悉有机化合物的分类，有机反应试剂的种类、有机反应及反应历程的类型。
掌握有机化合物的结构与性质之间的内在联系。
教学重点、难点：本章重点是有机化学的研究对象与任务；共价键理论；共价键断裂方式和有机反应类型。
难点是共价键理论。
教学内容：一、有机化学的发生和发展及研究对象二、有机化合物中的化学键与分子结构1、共价键理论：价键理论、分子轨道理论、杂化轨道理论、σ键和π键的电子结构及其反应性能。
2、共价键的参数：键长、键角、键能、元素的电负性和键的极性。
3、分子间力及有机化合物的一般特点4、共价键断裂方式和有机反应类型三、研究有机化合物的一般方法：分离提纯、分子式的确定、构造式的确定。
四、有机化合物的分类：按碳胳分类；按官能团分类。
第二章饱和烃（烷烃）教学目的：掌握烷烃的命名、结构及其表示方法、构象、化学性质。
了解烷烃的同系列和同分异构，物理性质等。
教学重点、难点：本章重点是烷烃的结构、构象及化学性质。
难点是烷烃的构象及构象分析。
教学内容：一、有机化合物的几种命名方法。
二、烷烃的命名：系统命名法、普通命名法。
三、烷烃的结构和性质：1、烷烃的结构特点及同分异构：碳原子的正四面体概念、烷烃结构的表示方法。
2、烷烃的构象：乙烷、正丁烷的构象；透视式、楔线式及投影式的变换。
3、物理性质4、化学性质：氧化、卤代，自由基反应机理（链反应，游离基及其稳定性）。
四、自然界的烷烃第三章不饱和烃教学目的：掌握烯烃、炔烃的结构、异构及命名，化学性质，马氏规则，共轭二烯烃的分子结构、化学性质。
了解烯烃、炔烃的物理性质、亲电加成反应历程（溴钅翁离子、碳正离子及其稳定性）、异戊二烯和橡胶。
有机化学的电子理论
有机化学的电子理论有机化学是化学科学的一个重要分支，它涉及到碳氢化合物及其衍生物的合成、结构和性质的研究。
在有机化学的研究中，电子理论是一个非常重要的概念，它可以帮助我们理解有机化合物的化学反应和性质。
电子理论认为，有机化合物的化学反应和性质主要取决于其电子分布和结构。
在有机化合物中，碳原子是最重要的元素之一，它具有四个价电子，可以形成四个共价键。
碳原子的价电子可以与其他原子形成共价键，从而构成有机化合物的骨架。
电子理论的一个重要方面是电子云的概念。
电子云是用来描述原子或分子中电子的概率分布的。
在有机化合物中，碳原子的电子云可以与氢原子和其他原子的电子云相互作用，从而影响化合物的性质和反应。
电子理论还涉及到诱导效应和共轭效应。
诱导效应是指一个分子中的电子云由于另一个分子的存在而发生偏移的现象。
共轭效应则是指由于分子中π键的存在而引起的电子云分布不均匀的现象。
这些效应对于理解有机化合物的化学反应和性质非常重要。
在有机化学中，电子理论的应用非常广泛。
例如，在烷烃中，碳原子的电子云分布是均匀的，因此它们之间的相互作用较弱，化学性质稳定。
而在烯烃中，由于存在π键，碳原子的电子云分布不均匀，因此它们之间的相互作用较强，化学性质较为活泼。
电子理论是有机化学中非常重要的概念之一。
它可以帮助我们理解有机化合物的化学反应和性质，从而为新材料的合成和药物的开发提供指导。
在未来，随着科学技术的发展，我们期待电子理论在有机化学领域发挥更大的作用。
电子效应在有机化学中的应用有机化学是研究有机化合物的结构、性质和反应的科学。
有机化合物具有碳原子和其他元素的化合物，是有机生命的基础。
电子效应是在有机化学中用来解释和预测分子性质的重要概念之一。
本文将介绍电子效应在有机化学中的应用。
电子效应是指分子中原子周围的电子分布对分子性质产生的影响。
电子效应分为三种类型：诱导效应、共轭效应和场效应。
诱导效应是由于电负性差异导致的电子转移，共轭效应是由于π电子的离域导致的电子云重叠，场效应是由于分子中电荷分布不均产生的静电相互作用。
有机化学基础知识电子结构和键的形成
有机化学基础知识电子结构和键的形成有机化学基础知识-电子结构和键的形成一、引言有机化学是研究有机化合物的组成、结构、性质、合成和反应规律的学科。
要理解有机化合物的性质和反应，首先需要了解其基础知识，其中包括电子结构和键的形成。
本文将介绍有机化学基础知识中与电子结构和键相关的内容。
二、电子结构1. 原子结构原子是有机化合物的基础，其结构由质子、中子和电子组成。
质子位于原子核中心，电子以轨道形式围绕原子核运动。
中子与质子一同组成原子核，质子和中子的质量几乎相等，但电子的质量远小于质子和中子。
2. 电子分布根据泡利不相容原理、奥卡规则和洪特规则，电子填充原子轨道时具有以下规律：- 泡利不相容原理：同一原子轨道的电子自旋方向相反。
- 奥卡规则：电子填充顺序是按能量由低到高依次填充。
- 洪特规则：当有多个具有相同能量的原子轨道可填充时，电子首先填充未满的轨道，再进行成对填充。
3. 轨道和能级电子围绕原子核运动的路径被称为轨道，常见的轨道有s、p、d和f轨道。
不同轨道的能量不同，s轨道能量最低，依次为p、d和f轨道。
每个轨道包含一定数量的能级，能级数量与轨道类型相关。
三、化学键的形成1. 化学键的概念化学键是原子之间通过共用、转移或共享电子而形成的。
常见的化学键包括共价键、离子键和金属键。
在有机化合物中，主要是共价键。
2. 共价键的形成共价键是通过原子间电子的共享形成的，其中包括单、双和三共价键。
当两个原子共用一个电子对时，形成单共价键；共用两对电子时，形成双共价键；共用三对电子时，形成三共价键。
3. 共价键的极性共价键的极性取决于两个相互结合原子的电负性差异。
当两个原子电负性相等时，共价键是非极性的；当两个原子电负性不等时，共价键是极性的。
4. 杂化轨道理论为了解释共价键的形成和分子几何形状，引入了杂化轨道理论。
根据该理论，原子轨道可以混合形成具有新轨道特征的杂化轨道，共价键形成时电子填充这些杂化轨道。
5. 共振共振是指分子中原子的电子在不同原子间不停地共享，形成多个等价共价键的现象。
有机化学基本理论共价键极性与电荷分布
有机化学基本理论共价键极性与电荷分布共价键极性和电荷分布是有机化学中基本理论的重要组成部分。
共价键极性描述了在共价键中两个原子间电子的偏移程度，而电荷分布则描述了在有机分子中电子的分布情况。
本文将从共价键极性和电荷分布两个方面来探讨有机化学基本理论的相关内容。
一、共价键极性共价键极性是指共价键中电子云的偏移程度。
共价键极性可以通过电负性差值来衡量，电负性为元素得电子能力大小的量化指标。
常见的电负性差值表也被普遍应用于共价键的极性分类。
在共价键极性中，分为三种情况：非极性键、极性键和离子键。
非极性键是指两个原子中电负性相差很小，例如碳氢键。
在碳氢键中，碳元素电负性为2.55，氢元素电负性为2.20，两者的电负性差值很小，因此碳氢键被归类为非极性键。
非极性键中电子云的偏移不明显，电子云均匀地在共享。
极性键是指两个原子中电负性差值较大，电子云有一定的偏移。
例如氯化氢分子HCl中，氯元素电负性为3.16，氢元素电负性为2.20，两者的电负性差值较大，因此HCl的键被归类为极性键。
在极性键中，电子云偏离电负性较小的原子向电负性较大的原子偏移。
离子键是指两个原子中的电负性差值非常大，且电子云完全转移到电负性较大原子周围，例如氯化钠晶体NaCl中的钠离子和氯离子。
在离子键中，电子云的偏移非常明显，几乎全部存在于一个原子周围。
二、电荷分布电荷分布是指有机分子中电子的分布情况。
在有机分子中，电子的分布往往不均匀，会形成正、负电荷区域。
有机分子中的电荷分布决定了分子的化学性质，包括反应性、溶解性等。
根据电荷分布，有机分子可分为两类：极性分子和非极性分子。
极性分子是指分子中具有正、负电荷的区域，例如水分子H2O。
在水分子中，氧元素比氢元素电负性更强，因此氧元素周围会形成负电荷区域，氢元素周围则形成正电荷区域。
而非极性分子则没有明显的正、负电荷分布。
除了极性分子和非极性分子外，还有一类特殊情况，即分子内的部分键具有极性，而整个分子却没有明显的电荷分布，这种分子被称为极性分子的非极性同分异构体。
有机化学理论要点(共振论)
一、电子理论
1、化学键是由电子的配对形成的； 2、参与反应的原子可以失去获得电子；
3、化学键的断裂方式有两种：
A、异裂：X Y B、均裂：X Y
X
+ Y+
X + Y
二、价键（VB）理论 1、化学键是由原子轨道交盖形成的：
C H C C
2、共价键具有方向性和饱和性
3、轨道的交盖趋于最大化：
H2SO4
O18 CH3COH
+
O
18
CH3COH
O18 CH3CO-Na+
O
CH3CO
18 -
共振式的意义
用若干个经典结构式的共振来表达共轭分子的结构。
分子 结构式 共振式
甲烷 （非共轭分子）
H H-C-H H
+
CH2=CH-CH=CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH=CH-CH2 CH2-CH-CH=CH2 CH2=CH-CH-CH2
C6H5O
C
CH3
O
-
OH C6H5O
CH OH
CH
C
CH3
O -C6H5OCH OH CH C CH3
O O CHCH2CCH3
[ CH2 [ CH2
CH CH
CH2 CH2
CH2 CH2
CH CH
CH2] CH2]
两个经典结构式是等同的，这两个活性中间体 都比较稳定，因此，丙烯容易在甲基上起自由 基取代反应，烯丙基氯容易起SN1反应。
共振式对芳烃取代的解释：
CH3 HNO3/H2SO4 CH3 NO2 + CH3
NO2
NO2 HNO3/H2SO4
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第二章 有机化学的电子理论 /?kfeiluotianxing
2.1 诱导效应 2.1.1 静态诱导效应I s 1.共价键的极性
由不同原子形成的共价键，由于成键原子电负性不同，使成键电子云偏向电负性较大的原子，该原子带上部分负电荷，而电负性较小的原子带部分正电荷。
这种共价键具有极性。
H Cl
共价键的极性主要决定于： （1）成键原子的相对电负性大小。
电负性差别越大，键的极性越大。
（2）还受相邻键和不相邻原子成基团的影响。
CH 3
CH 3
中的C-C 为非极性键。
但
CH 3CH 2Cl
中的C —C 键却是极性的。
CH CH Cl δ+
δδ+
δ+
H 2CH
3
2. 诱导效应
这种由于成键原子电负性不同，引起电子云沿键链（σ键和π键）按一定方向移动的效应或键的极性通过键链依次诱导传递的效应叫诱导效应。
通常以H 的电负性作为衡量标准。
凡是比H 电负性大的原子成基团叫吸电子基，其诱导效应叫吸电子诱导效应（-I ），反之叫供电子基和供电子诱导效应（+I ）。
R 3C H R 3C Z
R 3C δ-
(+I)(-I)Y:供电基
Z:吸电基I=0
标准
特点：（1）诱导效应以静电诱导方式沿键链进行传递，只涉及电子云分布状况的改变和键极性的改
变。
一般不引起整个电荷的转移和价态的变化；
2
H 3C
O
H
酸性增加
酸性减低
（2）诱导效应沿键链迅速减小，其影响一般在三个原子内起作用； （3）传递方向具有单一性。
2.1.2 静态诱导效应的相对强度
电负性越大的基团或原子，其-I 越大。
电负性越小，基团成原子的+I 效应越大。
（1）同主族元素，从上到下，电负性降低，-I 作用减小（+I 增加）； （2）同周期，从左到右，电负性增加，-I 增加（+I 减低）。
诱导效应本质上是一种静电作用。
如果静电作用通过空间传递的效应称为场效应。
场效应和诱导效应通常难以区分的。
因为它们往往同时存在，而且作用方向一致。
所以也把诱导效应和场效应总称为极性效应。
C C H
C
H
C O
O
O
H H
C C
H
H
C O O
O -O
H pK a1 1.92
pK a2 6.59
(-I, 场效应, 有利于第一质子的离去)
(+I, 场效应, 不有利于第二质子的离去)
C C
H
COOH
HOOC
pK a1 3.03pK a2 4.54
C C
H
COOH
-OOC
如果仅从诱导效应考虑，顺式和反式是没有区别的。
2.1.3 动态诱导效应I d
静态诱导效应是分子本身的固有的性质，与键的极性（永久极性）有关。
在化学反应时当进攻的试剂接近反应物分子时，因外界电场的影响使共价键的电子云分布发生改变的效应叫动态诱导效应I d 。
又称可极化性，它是一种暂时性极化效应。
但对反应方向影响极大。
I d 对反应起致活作用。
CH 3NO 2中，NO 2的-I s 使C-H 极化具有一定的酸性，但却不能电离出质子。
当OH -
接近时，产生I
d 效应才使其离解。
N +CH 2
-O
H (-I s , +C')
O
N +CH 2
-O
H
OH -O
N +
CH 2--O +H 2O
I d
2.1.4 诱导效应对物质性质的影响
1.对反应活性中间体稳定性的影响
中心碳原子上连的烷基越多的碳正离子和碳自由基的稳定性越大，而碳负离子的稳定性正相反。
（烷基为供电基）
2.对羧酸酸性的影响
羧酸的酸性主要取决于O —H 键离解的倾向以及共轭碱的稳定性，而诱导效应对两者均有影响。
凡是烃基上带吸电基时将增加羧酸的酸性，带供电基时减小其酸性。
2.2 共轭效应
2.2.1 共轭体系
包含三个或三个原子以上的π键叫共轭π键，此体系叫共轭体系。
π-π共轭：
CH 2
CH
C
N
N -O -O
p-π共轭：π键与具有p 轨道的原子直接相连的体系 CH 2
CH
CH 2+
CH 2
CH
2
2.2.2共轭效应（C 效应）
共轭体系中的电子云是离域的而不是定域的，使得所涉及到化学键平均化，这种在共轭体系中原子之间的相互影响的的电子效应叫共轭效应。
特点：共轭效应只存在共轭体系中，而且只沿共轭体系传递，无论共轭体系有多大，C 效应都能传递到共轭体系末端，而且不因传递距离增加而减弱，在共轭体系中的原子依次出现电荷呈正负交替分布。
共轭效应的起因是电子的离域，而且诱导效应起因于键的极性或极化。
分类：（1）静态共轭效应（Cs ，分子固有的）与动态共轭效应（Cd ，反应的瞬间）；（2）π-π
共轭与p-π共轭；(3)吸电子共轭效应（-C ）与供电子共轭效应（+C ）。
2
δ+(+C)
CH 2
CH CH
δ+δ+(-C)
1,3－丁二烯：基态时静态共轭效应C s 表现为体系能量降低，电子云分布趋于平均化，键长趋于平均
化。
C d 反应时有外界电场的影响，电子云沿共轭体系发生转移，而出现电荷正负交替分布的状况。
CH 2
CH
CH
2δ+δ++H CH 2
CH
CH +
CH 3
2.2.3共轭效应的相对强度
1．同一主族元素，随着原子序数增大，原子半径增大，与碳的p 轨道重叠程度诼渐减小,+C 降低
+C -F > -Cl > -Br > -I
-OR > -SR > -SeR
2．同周期元素
（1）π－π共轭体系中，随原子序数增大，电负性增大，－C 增大。
C
O >
C
N
>
C
C
-C
（2）p －π共轭中，原子序数增大，电负性增大，给电子能力下降，＋C 下降。
+C
-N R 2>-O R >>-F
3．取代基上带有正电荷时，-C 增加；带负电荷时，＋C 增加。
C
N R 2>
C N R
-C
+C
O -
>
OR
>OR 2
2.2.4共轭效应对化学性质的影响
1. 酸碱性
影响羧酸的酸性大小。
R
O C
O
-0.5
R
O
-0.5
+
H
+
而醇羟基中无共轭效应，其酸性极弱。
通常降低胺的碱性
2
O
R
H 2
比脂肪胺碱性弱 2.加成方向
+H +X -
C H 3C H 2C H 3
+
-
C H 3C H C H 3
X C H
H 2C H 3
δ+
δ
-
烯键末端具有亲核性，反应为亲电加成反应。
C H 2C H 2C H O SO 3
-
N a +
+
N aH SO 3
-
-
δ+
C H 2H
C H
δ+
-
-C 效应使烯酮具有亲电性，反应为亲核加成反应。
2．3 超共轭效应（C ’）
凡是αC-H σ键与π键的共轭叫超共轭，其产生的电子效应叫超共轭效应。
但这种电子效应不如共轭效应，这是一种弱的电子效应。
H
H 2
结果使C-C 变短，αC －H 键的数目越多，超共轭效应越强，相应的烯烃就越稳定。
C H
＋I 和＋C ’使碳正离子和碳自由基稳定
R
+
H N O 3
H SO R
N O 2
+I 小大+C '大小给电子
大
小
这是σ－π起主导作用
H +
C H 3C H C H 2C H 2C H 3
(主要, 稳定）-
C H 3C H 2C H C H 2C H 34个α－C-H
C H 3H C H 2C H 2C H 3
B r
主要
C H 3C H 2C H C H 2C H 3
r 3α－H
2个α—H
δ
-
C H 3
C H H C H 2C H 3
5个α－C-H 次要
(次要, 不太稳定）。