共轭效应化学教学课件(2)

时间:2021-08-31

  多电子共轭效应

  又称 p- 共轭。在简单的多电子共轭体系中,Z 为一个带有 p 电子对 (或称 n电子)的原子或基团。这样的共轭体系中,除 Z 能形成 d- 共轭情况外,都有向基准双键 A B—方向给电子的共轭效应: (例如 等)。Z 原子的一对 p 电子的作用,类似正常共轭体系中的—X Y基团。

  超共轭效应

  又称 - 共轭,它是由一个烷基的 C—H 键的 键电子与相邻的 键电子互相重叠而产生的一种共轭现象。依照多电子共轭的理论,一个C—H键或整个CH基团可作为一个假原子来看待,有如结构式 中的 Z 原子: (例如 CH2 CH—CH3、O CH—CH3等) 。超共轭效应存在于烷基连接在不饱和键上的化合物中,超共轭效应的大小由烷基中 -H 原子的数目多少而定,甲基最强,第三丁基最弱。超共轭效应比一般正常共轭效应和多电子共轭效应弱得多。

  同共轭效应

  又称 p 轨道与 p 轨道的 型重叠。甲基以上的烷基,除有超共轭效应外,还可能产生同共轭效应。

  所有同共轭效应,原是指 碳原子上的 C—H 键与邻近的 键间的相互作用。大量的化学活性和电子光谱的数据表明,在丙烯基离子和类似的烯羰基中,存在一种特殊的 p- 或 - 共轭现象,即所谓同共轭效应: 在丙烯基离子中是烯碳原子上的 p 轨道,与正碳离子( )上的空p轨道,作型的部分重叠;而在类似的烯羰基中,则是羰基碳原子的 p轨道与烯碳原子( )的p轨道作 型的部分重叠:

  基本内容

  超共轭效应

  超共轭效应在有机化学中是指一个σ键里的电子(通常是C-H或C-C)和一个临近的半满或全空的非键p轨道或反键的π轨道或全满的π轨道之间的,该相互作用能够使整个体系变得更稳定。这是由于该作用能够生成一个较大的分子轨道。对于一个碳正离子来说,只有位于正电荷β位的键上的电子能够通过超共轭来稳定整个碳正离子。 1939年,罗伯特·S·马利肯在他关于紫外光谱和共轭分子的研究中首次提出这个概念。他观察到随着烯上的烷烃增多,吸收光谱移向长波长端。这种红移在一般的共轭化合物中很常见,例如丁二烯中。他也首次提出这些取代烯烃的氢化热较低的原因也是由于超共轭。在超共轭这个概念提出之前,人们已经在1935年发现了Baker-Nathan效应。

  超共轭也可以解释很多其他的化学现象,例如端基异构效应、偏转效应、β-硅效应、环外羰基的振动频率以及取代碳正离子的稳定性等。根据量子力学模型的推导,交叉式构象的优先性也可以由超共轭效应来解释,而不是老的教科书提到的位阻效应。