電子效應:共軛效應、誘導效應、超共軛效應。
一、共軛效應
共軛體系:
π-π共軛:π鍵 + π鍵(雙鍵/三鍵 + 單鍵 + 雙鍵/三鍵)。
例:
CH2=CH-CH=CH2(1,3-丁二烯):C=C(碳碳雙鍵) + C=C(碳碳雙鍵)π-π共軛。
CH2=CH-CHO(丙烯醛):C=C(碳碳雙鍵) + C=O(碳氧雙鍵)π-π共軛。
CH2=CH-CN(丙烯腈):C=C(碳碳雙鍵) + C≡N(碳氮三鍵)π-π共軛。
p-π共軛:p軌道 + π鍵。
多電子p-π共軛:
例:CH2=CH-Cl(氯乙烯):3原子4電子。
等電子p-π共軛:
例:CH2=CH-CH2·(烯丙基自由基):3原子3電子。
缺電子p-π共軛:
例:CH2=CH-CH2+(烯丙基碳正離子):3原子2電子。
p-p共軛:p軌道 + p軌道。
例:C=O(羰基)。
共軛效應:
正效應(推電子效應/+C效應):
例:C=C(碳碳雙鍵)、-CH3(甲基)。
負效應(吸電子效應/-C效應):
例:C=O(碳氧雙鍵)、-CN(氰基)、-NO2(硝基)。
性質:
①共平面(sp2)。
②體系能量降低(共軛能/離域能)。
③鍵長趨於平均化(單鍵變短,雙鍵變長)。
④正負電荷交替出現。
⑤沿共軛鏈傳遞,大小不變。
二、誘導效應
共價鍵:極性共價鍵(同種元素)、非極性共價鍵(不同種元素)。
元素電負性差越大,極性越大。
電負性:s > sp > sp2 > sp3。
偶極矩:鍵偶極矩(鍵矩)、分子偶極矩。
物理意義:描述共價鍵/分子極性大小的物理量。
定義:電荷中心的電荷量與電荷中心之間的距離之積。
標矢性:矢量。
大小:μ = qd。
μ:偶極矩。
q:電荷中心的電荷量。
d:電荷中心之間的距離。
分子偶極矩 = 鍵偶極矩(鍵矩)的矢量和。
單位:
國際單位:庫·米(C·m)。
常用單位:德拜(德,D)。
方向:從正電中心指向負電中心。
誘導效應:
正效應(推電子效應/+I效應):C←Y(電負性:Y < C)。
負效應(吸電子效應/-I效應):C→Y(電負性:Y > C)。
性質:沿σ鍵分子鏈傳遞,越遠越小(第3個C誘導效應可忽略,第5個C誘導效應完全消失)。
三、超共軛效應
超共軛體系:
σ-π超共軛:Csp3-H1sσ鍵 + π鍵。
例:CH2=CH-CH3(丙烯)。
σ-p超共軛:Csp3-H1sσ鍵 + p軌道。
例:CH3-CH2+(乙基碳正離子)。
超共軛效應:
性質:超共軛效應越多越穩定。
P.S.氫化熱:1mol不飽和化合物加氫時放出的熱量。
碳正離子穩定性:C(CH3)+ > CH(CH3)2+ > CH2(CH3)+ > CH3+。
電子離域程度:π-π共軛 > p-π共軛 > p-p共軛 > σ-π超共軛 > σ-p超共軛。