如何理解电子效应.docx
如何理解电子效应如何理解电子效应1 .什么是吸电子基团原子,供电子基团原子.以H为比拟标准,电负性比 H大的,就称为吸电子基团原 子,如一CN,NO2 , -CHO, -COOH, F , -Cl , Br,一 I , RO , C6H5 , CH2=CH -o电负性比 H小的,就称 为供电子基团原子, 如CH33C , CH32CH一,CH 3CH 2 一 , CH 3 o2 .电子效应定义：当有机分子中的H被吸电子基团原子或供电子基团原 子取代时,就会使有机分子中某些局部的电子云密度分布发生 改变,这种作用就称为电子效应.3 .电子效应分类电子效应分为诱导效应和共轲效应.4 .诱导效应当有机分子中的H被吸电子基团原子或供电子基团原 子取代时,电负性的差异导致 单键或双键的电子云密度发生偏 移移向电负性较大的原子,这种影响单键或双键的电子云密 度分布的作用,叫做诱导效应.诱导效应的结果导致电负性较大 的原子电子云密度大,电负性较小的原子电子云密度小.如甲烷中的H被氯取代.H-q - ci H 氯的电负性大,导致碳氯键成键电子向氯偏移,结果使碳上的电子云密度变小与甲烷比拟,氯原子上的电子云密度变大.诱导效应可以传递,但随碳链的增长会减弱：如上述的1-氯甲烷,碳氯之间的诱导效应可以传递到三个 碳氢键之间,使三个碳氢键的成键电子云都偏向碳,结果使三个碳氢键的极性变大与甲烷中碳氢键的极性比拟.HICIHH 2 2 h -q 再如：氯乙烷 H氯的电负性大,导致碳氯键成键电子向氯偏移,结果使 1位碳上的电子云密度变小,1位碳吸引和它相连的其他成键电子,导致2位碳上的电子云密度也变小,但变小的程度要弱于1位碳.2位碳又吸引和它相连的其他成键电子,结果导致B-H上的电子云密度降低,和乙烷中的C-H键相比,上述氯乙烷中 BC-H键的极性增大,伊H活性增加.也就是说 C-Cl键之间的诱 导效应沿碳链传递到1位碳和2位碳之间,1位C-H之间,又传 递到2位C-H之间,使B C-H键极性增大,易异裂,氯代煌可 以发生消除反响.21h -q-q-o h又如：乙醇 H H羟基的电负性大,导致碳氧键成键电子云向氧偏移, 结果使 i位碳上的电子云密度变小,i位碳吸引和它相连的其他成键电 子,导致2位碳上的电子云密度也变小,2位碳又吸引和它相连 的其他成键电子,结果导致 B C-H键的极性增大与乙烷中的 C-H键相比,使B C-H键易异裂,醇也可以发生消除反响.再如：乙醛H h % H 吸电子的醛基导致 C1和C2键成键电子向C1偏移,结果 使2位碳上的电子云密度变小,2位碳又吸引和它相连的其他成 键电子,结果导致 a C-H键的极性增大与乙烷中的 C-H键相 比,使 民C-H键易异裂,乙醛可以发生由活泼民-H引起的反应,如氯仿反响和羟醛缩合反响.诱导效应可以叠加： 如：H - 2HICH一 I 1HIC+C一CH2 -HCCH H1 - hitchH+qH - cb?c cl铲当乙烷上的氢被1个氯取代时,诱导效应导致 C1-C2键的 成键电子向1位碳偏移,C1-C2键成为极性键.当乙烷上的氢被 2个氯取代时,C1-C2键所受到的诱导效应为 2个氯的诱导效应 的总和,即C1-C2键极性增大.当乙烷上的氢被 3个氯取代时, C1-C2键所受到的诱导效应为 3个氯的诱导效应的总和,即 C1-C2键极性最大.同理,最后一个化合物的2位C-H键的极性最大.第二个化合物的1位C-H键的极性大于第一个化合物.H 飞一CH又如： HQ 02H 飞一CH我们来看一下这三种物质中 1位C-H键的极性大小,第一种物质由于醛基的吸电子诱导效应,导致1位C-H键的极性与烷煌中C-H键的极性相比增加,当1位H被1个氯取代时,氯 的诱导效应和醛基的诱导效应叠加使1位C-H键的极性增大.当1位H被2个氯取代时,2个氯的诱导效应和醛基的诱导效应叠加使1位C-H键的极性更大.C-H键的极性越大,越容易 异裂,H的活性越大,越容易被摘去,换句话,就是 H的酸性 大.上面讲的是诱导效应对单键的影响,下面将讲一下,诱导效应对双键或三键的影响.当乙烯分子中的氢被甲基取代后,就是丙烯.H?hH -C C HH甲基为供电子基,导致双键电子云密度向1位碳偏移,结果 使1位碳电子云密度变大,2位碳电子云密度变小.亲电试剂如 H+容易进攻1位碳.当乙烯分子中的氢被氟基取代后,就是丙烯睛.CH2=CH-CNH QjiTi2H不CHH鼠基为吸电子基,导致双键电子云密度向2位碳偏移,结果 使2位碳电子云密度变大,1位碳电子云密度变小.亲电试剂如 H+容易进攻2位碳.4 .诱导效应的分类：吸电子的诱导效应和供电子的诱导效应.由吸电子的基团引起的诱导效应称为吸电子的诱导效应.由供 电子的基团引起的诱导效应称为供电子的诱导效应.如：由烷基引起的诱导效应为供电子的诱导效应.由鼠基引起的诱导效应为吸电子的诱导效应.5 .共轲效应分子的内部因素或外部因素导致 大口键三个或三个以上的 P 轨道形成的键的电子云密度发生偏移, 这种影响大口键的电子 云密度分布的作用,叫做共轲效应.共轲效应的结果导致 大口键 上的电子云密度不再均匀化,而是出现疏密交替的现象. 共轲效 应随碳链的增长不会减弱.HO CJ CH 2如：丙烯醛H8+5+在丙烯醛的口-口共轲体系中,三个C和一个O各提供一个电 子参与形成大口键,但O的电负性比C大,故使整个大口键的电 子云密度向O偏移,结果导致O和3位的电子云密度比2位和4 位大注：O和3位的电子云密度相同,2位和4位的电子云密 度相同.ClCCH2再如：氯乙烯321CH2云密度相同H再如：苯酚在氯乙烯的p-口共轲体系中,氯提供两个电子,2个C提供一个电子参与形成大 口键,氯因提供两个电子对于整个大 口键是供电的,故使整个大口键的电子云密度向3位C偏移,结果导致Cl和3位C的电子云密度比2位C大注：Cl和3位C的电子H在苯酚的p-口共轲体系中,氧提供两个电子,苯环 6个C提供一个电子参与形成大 n键,氧因提供两个电子对于整个大 n 键是供电的,故使整个大口键的电子云密度向苯环偏移, 结果导 致苯环的电子云密度比苯上的电子云密度增大, 且使酚羟基邻对 位电子云密度比间位大.上面讲的是内部因素对 大口键的影响,下面将讲一下,外部因素对大口键的影响, 如：1, 3- 丁二烯CH2=CH-CH=CH28+58+在1, 3- 丁二烯的口-口共轲体系中,4个C各提供一个电 子参与形成大口键,大口键上的电子云密度很均匀,也就是 4 个碳上的电子云密度是一样的,但当质子氢接近1,3-丁二烯时, 由于质子H的亲电性,使整个大 口键的电子云密度向 可偏移, 大n键上的电子云密度不再平均, 结果导致1和3位C的电子云 密度比2位C和4位C大注：1和3位C的电子云密度相同, 2位C和4位C的电子云密度相同.6 .共轲效应的分类：吸电子的共轲效应和供电子的共轲效应.由吸电子的基团引起的 共轲效应称为吸电子的 共轲效应.由供电子的基团引起的 共轲效应称为供电子的 共轲效应.如：由丙烯醛中的氧引起的 共轲效应为吸电子的 共轲效应.由氯丙烯中的氯引起的 共轲效应为供电子的 共轲效应.注：在很多情况下,诱导效应和共轲效应同时存在. 一般情况下,共轲效应大于诱导效应.
