电子效应+立体效应
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一、电子效应和立体效应
(1)定义:因成健两原子间的电负性(极性)而引起成健电子云(键的极性)沿着σ键而偏移的现象。
(2)特点 ①电子只能沿着σ键传递;
②场效应可通过空间或溶剂传递。
(1)定义:分子静态时(无外电场影响)自身内部电子沿着分子键的某一较强极性
静态诱导效应(I S )方向偏移的效应。
(2)特点:每隔一个碳原子降低(1/3)2,大于第三隔碳原子可忽略其影响。
(3)规律:①具有-I的基团顺序:-CN,-NO2>-F>-Cl>-Br>-I>-C=CR
(3)分类 >-NHCOR>-OH>RO->-NH2>C 6H 6->CH 2=CH-
a.同族元素: -F>-Cl>-Br>-I -OR>-SR
b.同周期元素:-F>-OR>-NR 2 -O +R 2>-N +R 3
c.不同杂化状态的碳原子:-C=CR>-CR=CR 2>-CR 2-CR 3(s成分大,吸电子能力强)
d.同一原子带不同电荷:负电荷具有吸电子效应,正电荷具有给电子效应
e.与碳原子相连的原子具有配位键,具有强的吸电子效应
②具有+I 效应的基团顺序:-O->(CH 3)3C->(CH 3)2CH->CH 3CH 2->-CH 3>-D
(烷基具有给电子诱导效应和给电子的超共轭效应)
(1)定义:在外电场的影响下,瞬间产生的分子内部电子云密度改变的特性。
动态诱导效应(Id)(2)特点:①电子偏转方向符合反应要求,对反应总是起促进作用;
②效应的强度与外电场强度和键的极化度有关。
(3)规律:①随着原子半径增大,极化度增加:-I>-Br>-Cl>-F
诱导效应 (I) ②同一元素不同电荷状态:F ->F -O ->-OR>-O +R 2
③共轭体系极化度:-C 6H 6>-C=C->-C=C>-C-C-
④成健两元素电负性差异越大,极化度越小,反之亦成立
例:-CR 3>-NR 2>-OR>-F
(1)定义:通过空间或溶剂传导的一种静电效应(即 取代基在空间产生一个电场,对另一头的反应中心
场效应(F)有影响)
(2)强度的影响因素:空间距离、介质、分子基团的性质、分子的几何形状
(3)示例:①顺、反-丁烯二酸场效应对照
K 1=15*10-3K 2=2.6*10-7
两羧基的空间距离远近,场一级电离后-COO -对未电离的另一-COOH
效应强,促进另一羧基氢的解离起抑制作用,距离近,场效应强
K1=1*10-3K 2=300*10-7
两羧基空间距离相对比顺式远,空间距离远,-COO-对未电离的另一羧基
场效应弱的抑制作用相对顺式弱,故酸性大
② 丙二酸的羧基负离子对另一头的羧基除有诱导效应外,还有场效应,两个效应
均使质子不易离去,酸性减弱
③ 场效应和诱导效应一般不易区别,往往同时存在,且在同一方向,但是取代基在
合适位置时,两效应的方向也可能是相反的,如:
电子效应
(4)诱导效应与元素周期律的关系
同周期:静态吸电子诱导(-Is)递增(-F>-OR>-NR 2>-CH 3),
动态诱导效应(Id)递降(-CR 3>-NR 2>-OR>-F , -O ->-OR>-O +R 2)
同族:静态吸电子诱导(-Is)递降(-OR>-SR>-SeR>-TeR)
动态诱导效应(Id)递增(-F>-Cl>-Br>-I)
(1)定义:p轨道重叠而产生的一种电子离域作用。
(2)类型:分类① π-π共轭、p-π共轭、p-p共轭、超共轭(σ-π共轭、σ-p共轭、σ-σ共轭)
分类②静态共轭效应
(1)特点:对反应有时起促进作用,有时起阻碍作用(2)常见+C效应的基团: (多出现p-π共轭体系) -O ->-NR 2 >-NHR>-NH 2 >-OR>=-OH>-NHCOR>-OCOR >-CH 3 >-CH 2CH 3>-CH(CH 3)2>-C(CH 3)3>-C 6H 6>H>-F>-Cl>-Br 共轭效应(C)
常见-C效应的基团: (多出现在π-π共轭体系) -N +H 3>-NO 2 >-CN>-SO 3H>-CHO>-COR>-COOH>-COOR>-CONH 2
动态共轭效应(1)示例:
动态效应是π-络合物之前的瞬间诱导(2)特点:动态共轭的方向与反应要求是一致的,对反应总是起促进作用,但动态分子中原子间的
共轭效应与静态共轭效应相矛盾时,动态共轭效应起决定作用。相互影响(3)特点:电子传导方式--沿着共轭体系离域运动,共轭链上出现极性交替的电荷分布时,可传导至很远而无显著削弱;
作用效果--键长趋于平均化,分子内能降低,稳定性增大。
(4)共轭效应与元素周期律的关系
同周期:给电子能力递降,+C效应递降(-NR 2>-OR>-F),-C效应递增(-NO 2>-CN>-COOC 2H 5>-COOCH 3)
同族:轨道半径增大,重叠程度降低,+C效应降低(-F>-Cl>-Br>-I , -OR>-SR>-SeR)
(1)概念:由于分子的空间结构因素引起的化合物性质违反电子规律的效应,如对分子的极性、酸碱性、键长、键角、内旋转、氢键
立体效应的形成、络合物的稳定性、分子光谱、反应极性等方面的影响。
(2)示例:
以H 为判断标准
心