有机化学共振论.ppt

5 共振论的应用
①解释结构与性质间的关系
例1：1,3-丁二烯分子中的键长平均化的趋势是由于存在下列共振:
CH2=CH-CH=CH2
C+ H2-CH=CH--CH2
C- H2-CH=CH-C+ H2
例2： 1,3-丁二烯既可以进行1,2-加成，又可以进行1,4-加成,是由 于反应的活性中间体存在下列共振：
------共振极限结构式能量标准
① 参加共振的经典结构式越多，分子越稳定； 共价键的数目越多，能量越低。
例： CH2=CH CH=CH2 比 C+H2-CH CH-C-H2 稳定。
②正负电荷没有分离的比分离的共振结构式稳定, 正负电荷分离越远越不稳定,因为分离电荷需能量。
CH2 CH CH CH2 (1)
+
RN O
O
RN O
N原子的价电子数超过8个！
②各共振极限结构式中所有共振式的原子排列相同。
CH3 CH O
CH2 CH O H
同一化合物的不同共振结构只是电子排布的 变化，原子核位置不变。
③ 同一化合物的所有的极限结构式中，配对的或 不配对的电子数目应保持一致。
④ 参与共振的原子应有p轨道。
3 极限结构的稳定性的判断
+
C1 H3C2 H-3CH=4CH2
C1 H3C2 H=C3 H-+4CH2
②判断反应机理
由于下列共振存在，使得丙烯的α-H易进 行自由基卤代反应：
CH2=CH-CH2
p102
CH2-CH=CH2
共振论小结
➢ 共振式的写法，共振式的稳定性比较，共振式对杂化体的贡 献。 ➢ 共振论是一种理论，共振式是理论上存在的，无法测得。 ➢ 共振论引入了一些人为规定，对某些化学现象尚不能给出满
说明
➢ I) 共振杂化体是一个单一的物质
真正的共振杂化体是一个单一的物质，决不是几个 极限式的混合物。共振论一再强调在任何时候，共振 杂化体都是一个单独的物质，只能有一个结构。
➢ II) 共振杂化体比任何一个单一的共 振结构式所代表的分子都要稳定！
共振论的基本思想
当一个分子、离子或自由基的结构可用一个以上不同电子排 列的经典结构式（共振式）表达时，就存在着共振。
例如：CO32-中的三个碳氧键是等同的，键长 均为0.128nm。 但是价键式却只能表示为：
而共振论将CO32-的真实结构表示为：
上式的意思是：CO32-的真实结构是上述三个 共振结构式(经典结构式)的共振杂化体。 共振论认为：不能用经典结构式圆满表示的分子，其真实 结构是由多种可能的经典极限式叠加(共振杂化)而成的。
CH2 CH CH CH2 (2)
CH2 CH CH CH2 (3)
③ 相邻原子带相同电荷的共振极限结构式不稳定。
O N+ OE
+H
O N+ OE
+H
正电荷相邻， 特别不稳定
共振杂化体能量高，不稳定，不易生成！
④ 负电荷在电负性较大的原子上的结构较稳定。
例： CH3 C+ O- 比 CH3 C- O+ 稳定。
4 共振杂化体的各结构式贡献的大小
------不同极限结构对共振杂化体的贡献大小不同
各个极限结构式对真实分子结构 贡献的大小与其的稳定性成正比
(a) 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) 电荷分离的极限结构稳定性低，对杂化体贡献小
意的解释。
共振、共轭与离域的涵义是相同的! 它们是对一个问 题的不同表述方法，在有机化学中它们都很重要。
CH3
CH3
⑤ 满足八隅体电子构型的要求者，能量低， 稳定。反之则能量高，不稳定。
例： CH2=CH CH=CH2 比 C+H2-CH CH-C-H2 稳定。
C+H2-CH CH-C-H2 中C+外层电子只有6个。
总之：合理的结构是稳定的； 共价键多的结构是稳定的； 共振结构式越多，真实分子越稳定。
C+H2-CH=CH2
CH2=CH-C+H2
从一种共振结构式转变到另一种共振结构式时，只有成 键电子或孤（对）电子的位置能改变，但电性不变。
2 书写共振式遵循的基本规则
①必须符合经典结构式的书写规则，符合价 键理论和Lewis结构理论。
H HCOH
H
H
-
HCOH
H
碳原子成了5价！
O
+
R N O-
O-
共振论
-------即离域体系可以用几个经典结构的叠加来描述
1 共振论的基本概念 2 书写极限结构式遵循的基本原则 3 共振极限结构式能量标准 4 共振杂化体的各结构式贡献的大小 5 共振论的应用
1 共振论的基本概念
共振论是鲍林于20世纪30年代提出的。用以弥补经 典价键理论一个价键结构式对应一个分子结构的不足。
C+H2-CH CH-C-H2 贡献小
CH2=CH 比
CH=CH2
(c) 违反电负性的结构式对杂化体的贡献极小，忽略。
CH2 CH CH O+
贡献极小,忽略
CH2 CH CH O
(d) 键长、键角变化大的极限结构对杂化体的贡献小。
Dewar 苯
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
苯的共振式
（1）、（2）的贡献大，（3）、（4）、（5）贡献小wk.baidu.com
这些共振式均不是这一分子、离子或自由基的真实结构，其
真实结构为所有共振式的杂化体。
H2C CH CH2
14
H2C CH CH2
14
提示：
➢共振式之间只是电 子排列不同
➢共振杂化体不是共 振式混合物
➢共振杂化体也不是 互变平衡体系
共振式的写法
---使原子核的相对位置和电子对的数目保持不 变而改变电子对（一般指P电子）的排列，就能 写出不同的价键结构共振式: