Взаимное влияние атомов в молекуле.

Молекула органического соединения представляет собой совокупность атомов, связанных в определенном порядке, как правило, ковалентными связями. При этом связанные атомы могут различаться по величине электроотрицательности. Величины электроотрицательностей в значительной степени определяют такие важнейшие характеристики связи, как полярность и прочность (энергия образования). В свою очередь, полярность и прочность связей в молекуле в значительной степени определяют возможности молекулы вступать в те или иные химические реакции.

Электроотрицательность атома углерода зависит от состояния его гибридизации. Это связано с долей s-орбитали в гибридной орбитали: она меньше у 3- и больше у 2-и -гибридизованных атомов.

Все составляющие молекулу атомы находятся во взаимосвязи и испытывают взаимное влияние. Это влияние передается в основном через систему ковалентных связей с помощью так называемыхэлектронных эффектов.

Электронными эффектами называют смещение электронной плотности в молекуле под влиянием заместителей.

Атомы, связанные полярной связью, несут частичные заряды, обозначаемые греческой буквой “сигма”(δ).Атом, “оттягивающий” электронную плотность σ-связи в свою сторону, приобретает отрицательный заряд δ−. При рассмотрении пары атомов, связанных ковалентной связью, более электроотрицательный атом называютэлектроноакцептором. Его партнер по σ-связи соответственно будет иметь равный по величине дефицит электронной плотности, т. е. частичный положительный заряд δ+, и будет называтьсяэлектронодонором.

Смещение электронной плотности по цепи σ-связей называется индуктивным эффектом и обозначается I.

Индуктивный эффект передается по цепи с затуханием. Направление смещения электронной плотности всех σ-связей обозначается прямыми стрелками.

В зависимости от того, удаляется ли электронная плотность от рассматриваемого атома углерода или приближается к нему, индуктивный эффект называют отрицательным (-I) или положительным (+I). Знак и величина индуктивного эффекта определяются различиями в электроотрицательности между рассматриваемым атомом углерода и группой, его вызывающей.

Электроноакцепторные заместители, т.е. атом или группа атомов, смещающие электронную плотность σ-связи от атома углерода, проявляют отрицательный индуктивный эффект (−I-эффект).

Электронодонорные заместители, т. е. атом или группа атомов, смещающие электронную плотность к атому углерода, проявляют положительный индуктивный эффект (+I-эффект).

+I-эффект проявляют алифатические углеводородные радикалы, т. е. алкильные радикалы (метил, этил и т. д.).

Большинство функциональных групп проявляют −I-эффект: галогены, аминогруппа, гидроксильная, карбонильная, карбоксильная группы.

Индуктивный эффект проявляется и в случае, когда связанные атомы углерода различны по состоянию гибридизации. Так, в молекуле пропена метильная группа проявляет +I-эффект, поскольку атом углерода в ней находится в sp3-гибридном состоянии, а sp2-гибридизованный атом (при двойной связи) выступает в роли электроноакцептора, так как имеет более высокую электроотрицательность:

CH3 → CH=CH2

При передаче индуктивного эффекта метильной группы на двойную связь в первую очередь ее влияние испытывает подвижная σ-связь.

Влияние заместителя на распределение электронной плотности, передаваемое по σ-связям, называют мезомерным эффектом (М). Мезомерный эффект также может быть отрицательным и положительным. В структурных формулах его изображают изогнутой стрелкой, начинающейся у центра электронной плотности и завершающейся в том месте, куда смещается электронная плотность.

Наличие электронных эффектов ведет к перераспределению электронной плотности в молекуле и появлению частичных зарядов на отдельных атомах. Это определяет реакционную способность молекулы.

 

Список используемых источников:

  1. О.С. Габриелян и др. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учебник для общеобразовательных учреждений; Дрофа, Москва, 2005г.
  2. «Репетитор по химии» под редакцией А. С. Егорова; «Феникс», Ростов-на-Дону, 2006г.
  3. http://www.xenoid.ru/materials/himiya/uch_chem_organ01.php
  4. http://allrefs.net/c26/41qu2/
  5. http://studopedia.ru/4_7536_tema--osnovnie-ponyatiya-organicheskoy-himii-i-teoriya-stroeniya-organicheskih-soedineniy.html
  6. http://www.examen.ru/add/manual/school-subjects/natural-sciences/chemistry/organicheskaya-ximiya/osnovnyie-ponyatiya-i-zakonyi-organicheskoj-ximiii

 






Дата добавления: 2017-10-04; просмотров: 1815; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.018 сек.