电子效应
电子效应
电子效应电子效应：取代基不同而对分子性质产生的影响。
取代基效应可以分为两大类。
一类是电子效应，包括场效应和诱导效应、共轭效应。
电子效应是通过键的极性传递所表现的分子中原子或基团间的相互影响，取代基通过影响分子中电子云的分布而起作用。
另一类是空间效应，是由于取代基的大小和形状引起分子中特殊的张力或阻力的一种效应，空间效应也对化合物分子的反应性产生一定影响。
由于取代基的作用而导致的共有电子对沿共价键转移的结果。
诱导效应：当电负性不同的两个原子结合时，共价键就有一定的极性，再多原子分子中，这种极性会通过静电诱导作用而影响到它的相邻部分，使成键电子云偏移到电负性较大部分。
双原子分子：多原子分子：这种由于原子或基团电负性的影响沿着分子中的键传导，引起分子中电子云按一定方向转移或键的极性通过键链依次诱导传递的效应称为诱导效应（inductive effects ）或I 效应。
这种效应如果存在于未发生反应的分子中就称为静态诱导效应。
诱导效应的传导是以静电诱导的方式沿着单键或重键传导的，只涉及到电子云密度分布的改变，引起键的极性改变，一般不引起整个分子的电荷转移、价态的变化。
这种影响沿分子链迅速减弱，实际上，经过三个原子之后，诱导效应已很微弱，超过五个原子便没有了。
诱导效应的方向：诱导效应的方向以氢原子作为标准。
-氯代乙酸的酸性。
氯原（位阻效应） 空间效应 取代基效应 空间传递场效应 (σ， π)( π-π, (σ- π,σ- p) 诱导效应 共轭效应 超共轭效应 电子效应 -+++¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦ÄC X B AA B C ¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä¦Ä+++-Y CX C H C Y _I ЧӦЧӦI +±È½Ï±ê×¼子取代越多，酸性越强。
电子效应
CH2 CH CH CH2 4个 C 原子都是 sp2 杂化，
C－Cσ键： sp2–sp2 交盖， C－Hσ键： sp2–1s 交盖，
所有的原子共平面。 键角：120°。
1,3–丁二烯的
结构示意图
定域键
离域键
第5页
p 轨道
1,3–丁二烯的分子轨道
第6页
（1）共轭体系的分类
① π,π-共轭
第11页
（3） 推电子和吸电子共轭效应
推电子共轭效应(+C) ：
若有p电子朝着双键方向移动，则为推电子+C.
X CCCC
吸电子共轭效应(-C)：
推电子共轭效应用+C表示
电负性强的元素吸引电子，使共轭体系的电子云 向该元素偏移，呈吸电子共轭效应.
CCCO
吸电子共轭效应用-C表示
第12页
小结
A.共轭效应产生的条件：
第26页
（4）共振式的应用
比较物质的稳定性 预测反应的进行（产物有几种可能）
第27页
（1）共振论的基本概念
共振论是鲍林(L.Pauling)于20世纪30年代提出。
共振论认为：不能用经典结构式圆满表示其结构 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。
必须明确指出：真正的杂化体是一个单一的物质，决
不是几个极限式的混合物。
真实分子的能量比每一个共振极限式的能量都要低。 如共振杂化体由几个等同的经典结构式组成，则真实分 子的能量往往特别低，分子也就越稳定。
δ+
δ-
CH2 CH2 CH2
Cl
3
2
1
δ+δ-
Y--- C
C---H
电子效应
电子效应
分子中原子间是相互影响的，实质 可用电子效应和立体效应描述。
电子效应： 电子云分布对性质产生的影响。 包括诱导效应和共轭效应。 立体效应：空间结构对性质的影响。
1.诱导效应（I）
多原子分子中，
H
H C H
H C H
一个键的极性会影响
H
3
C
H
2
1
Cl
分子中的其它部分， 诱导其它共价键极化，使分子的电子云密 度发生一定程度的改变，电子发生偏移。
共轭体系的能量降低，趋于稳定
烯烃的稳定性可用氢化热数值说明，分子中每 个碳碳双键的平均氢化热越小，分子就越稳定。
CH3 CH CH2 CH2 CH CH2 CH3
CH2 CH CH CH2
125.2kJ· mol-1
126.8kJ· mol-1x2=253.6
238.9kJ· mol-1 离 域 能
动态共轭效应的特征
共轭体系特点：
共平面性 在参与共轭体系的所有原子 均在同一个平面内，这样才能使P轨道相互 平行而发生重叠。 键长趋于平均化 由于电子云分布的改 变，使键长趋于平均化。体系较稳定 由于 内能低，分子更稳定。 由于电子的离域，常伴有电荷疏相间现 象，在有外电场作用下，发生交替极化。
判断下列结构式哪些能具有共轭体系？
① ②
CH3 CH2 CH CH CH CH2
CH2 CH CH2 CH CH CH3 ③ H3C CH CH CH CH CH CH CH3 ④ CH2 CH CH2 Cl
⑤ ⑥
CH2
CH
+
CH2
⑦
CH2 CH Cl CH2 CH CH2.
化学反应中的电子效应
化学反应中的电子效应化学反应是化学学科中最为基本、最为重要的研究对象之一，化学反应涉及的范围非常广泛，其中电子效应是化学反应中至关重要的一环。
电子效应是指化学反应中电子对反应的影响，不同的电子在不同的位置、状态、种类等情况下，其对反应过程的影响也不同。
一、电子对反应的影响电子在化学反应中的作用主要表现为它们所具有的电荷和动能。
电荷在反应中是用来催化或减缓反应的，而动能则是用来提供化学反应所需的活化能（也称为反应能垒）。
对于一个原子而言，如果外层电子较少，其对周围原子的影响就会比较小，因而在反应中的作用也比较弱。
相反，如果一个原子外层电子数量较多，其对周围原子的影响就会很大，因而在反应中的作用也会相对较强。
二、电子云重叠作用在化学反应中，电子云重叠作用对反应进程具有重要影响。
电子云重叠作用是指化学反应中两个不同的原子或分子互相靠近而固定在一起的现象。
在这种情况下，两个原子或分子的电子云会重叠部分区域，形成新的化学键。
这种新的化学键的形成过程常常会涉及到活性中间体，这些中间体常常是反应过程中的瓶颈，影响反应进程。
三、共价键的形成在化学反应中，原子核之间的共价键的形成也必须经过电子云的重叠。
当两个原子或分子之间有成对的电子重叠时，它们会共享一个原子核。
这时，这个相对稳定的化学键就会形成。
共价键的大小和方向取决于原子之间的距离和角度。
四、反应机理的揭示反应机理是指化学反应中各个阶段发生的具体步骤以及其所处的能量状态。
反应机理对于理解反应的本质和寻找新的反应途径、提高反应效率等，具有重要的意义。
电子效应是反应机理揭示的重要方面之一。
正是因为电子效应的存在，才有了各种新的化学反应机理的发现，这些反应机理大大扩展了化学反应的应用范围。
总之，电子效应是化学反应中不可或缺的一环。
对于化学家来说，只有深入了解电子效应的本质、作用和机理，才能更好地掌握化学反应的规律，发现新的化学反应途径和提高反应效率。
电子效应
二、键诱导效应
当形成键的两端原子存在电负性差异时， 键电子云偏向于电负性强的一端。
R CO
R
R CO
R
Rδ C
Oδ
R
R CO
R
δδ C=O
:易亲核加成, 亲核试剂先进攻
Cδ+,
Cδ+活性 大于 Oδ - (O形成 八 e 稳定) 区别： C=C : 富电子体系, 烯烃易亲电加成
诱导效应的理论解释： 电负性差 ： C=C : SP2 杂化 （1/3 S + 2/3 P），离
核近，C 电负性：2.62 C : SP3杂化 (1/4S +3/4P), 离核远,
C 电负性 :2.50
静态诱导效应可以通过元素的电负性强弱给予判 断。而动态诱导效应（即在外电场作用下的瞬间极 化），不但与电负性有关，还与原子的极化率有关， 即在外电场下核外电子云的变形能力。
H
CH2
C
CC
H
H H
+
CH
CH2
2 ： 共轭效应----共轭体系中存在的特殊电子效应 ——共轭体系中分子内原子间的相互影响，引起
电子云密度分布“ 平均化” ，键长趋于“ 平均化” ，体 系能量降低的效应。
共轭效应的特点： ①：三个或三个以上共平面原子， P 轨道对称轴互相平行。 ②： 电子云密度 “ 平均化” ，导致键长 “ 平均化” ③：共轭体系受外界电场影响时， π 电子云发生转移，共
三. 共轭体系与共轭效应
例: 共轭二烯烃 (重要) : CH2=CH-CH=CH2
高考专题复习 高中化学电子效应应用
专题电子效应在共价键中，因成键原子的电负性不同，吸引电子的能力不同;或因分子的结构和成键方式的影响，电子云往往不是均匀地分布在成键原子周围，会出现电子云偏向某个原子，或发生电子云“离域”(绕多个原子核运动)。
这种电子的偏向或离域，称电子效应。
电子效应主要有诱导效应和共轭效应。
一、诱导电子效应:分子因成键原子的电负性不同，电子云偏向电负性大的元素，出现正负电荷中心不重合的现象，称诱导电子效应（I）。
电子云偏向电负性大的元素，为“吸电子”诱导效应(-I);电子云偏离的元素，为“给(推)电子”诱导效应(+I)。
如:效应基团推电子-R（烷基）吸电子-X、-OH、-OR、-NH2、-NO2、-SH、-SR、-CX3等原子的电负性越高，对应的基团吸电子诱导效应也会越强。
-C≡CH> -CH=CH> -CH2CH3对于不同杂化状态的碳原子来说，s成分越多，其吸电子能力越强诱导效应的特点:诱导效应可沿碳链的σ键依次传递，强度迅速减弱。
σ+表示部分正电荷，σσ+表示微弱的正电荷，一般超过3个σ键以后影响几乎消失。
因此通常只考虑与官能团直接相连的第一个碳原子所受的影响(即α-C的影响)。
形象地说，导效应是短程的，也是永恒的。
二、共轭电子效应:1、共轭体系及分类:分子中，多个相互连接的原子，各提供一条P轨道，两两间彼此平行重叠形成的π键称共轭π键(大π键)。
具有共轭π键的分子，其共轭部分又称共轭体系。
有共轭体系的分子，π电子云分布在参加共轭的原子上，称π电子的离域。
形成条件单双键交替或双键与苯环双键（苯环）相连的原子上的p轨道与π键的p轨道共轭效分类π-πp -πp -p例CH2=CH2稳定性顺序为π-π> p -π> p -p（1）π -π共轭：如:1,3-丁二烯。
实测分子在同一个平面上,4个碳原子都采取SP2杂化，每个C上未杂化的P轨道与该平面垂直，彼此间平行重叠成π键。
如图所示:共轭的结果：分子中4个碳原子提供4条P轨道，4个电子，形成共体系，表示为π44电子云围绕分子中的4个碳核运动(离域)，有平均化趋势:在分子中的C2和C3间有π键性质，碳碳键键长也趋于平均化。
第3章电子效应[1]
![第3章电子效应[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/7f14d8c65fbfc77da269b1fe.png)
当C－H键与双键碳相连时， C－H键的强度减弱，H原子的 活性增加。 羰基化合物的α－C 原子 的H原子在取代反应中是活泼 的
p p
H1s
sp 3
H H C CH O H
H H
C
π
H C Cσ H Hσ C C C
-超共轭体系
σ
H
C－H键上的σ电子发生离域，形成σ-π共轭。σ电子已经 不再定域在原来的C、H两原子之间，而是离域在C3－C2之 间，使H原子容易作为质子离去, 这种共轭强度远远弱 于π-π, p-π 共轭。 σ-π共轭使分子的偶极矩增加：
电子效应(Electronic effect)：
分子中的某个原子或原子团对整个分子或分子中其它部分产生的影响.
第二章. 电子效应和空间效应 (σ， π) 诱导效应
电子效应 共轭效应 超共轭效应
( π-π, p-π)
(σ- π,σ- p)
取代基效 应
场效 应 空间效 应
空间传递 （立体效应）
(一). 诱导效应 (Inductive effect)
•
烷基的诱导效应是供电的还是吸电的？要依具 体情况而定。 • 1、要看它与什么原子或基团相连，当它与电负性 较强的原子或基团相连时，烷基表现为供电性。 • 2、与测定的方法和反应的条件也密切相关。在溶 液中测定乙酸的酸性比丙酸强，但在气相中测定， 结论正好相反，丙酸的酸性比乙酸强，在溶液中 测定时CH3CH2COO—负离子与体积较小的 CH3COO—负离子比较，溶剂化作用受到空间因 素的抑制，溶液中测定时丙酸的酸性较弱。
与诱导效应类似，动态因素在反应过程中，往往是起主导作 用的，例如氯苯在静态下，-I效应是大于+C效应的，从偶极 矩的方向可测得。
第六部分 电子效应
第六部分 电子效应有机化合物分子中，成键电子密度的分布是决定化学反应类型，反应部位，反应活性及产物稳定性的主要因素之一。
共价键中电子密度的分布状况，不但决定于键合原子的电负性，而且还受分子内部邻近共价键的极性和外界环境的影响。
这种由于内外因素影响而使共价键中的电子密度分布状况发生改变（或者说成键电子云发生偏移）的作用，称作电子效应。
电子效应主要有诱导效应和共轭效应两种。
一、 诱导效应的产生1. 诱导效应由于电负性不同的原子或基团的影响，而使邻近共价键的极性发生改变的效应，称作诱导效应，记作I 。
电负性比氢原子大的原子或基团，具有吸电子能力，叫吸电子基团；电负性比氢原子小的原子或基团，具有给电子（或斥电子）能力，叫给电子（或斥电子）基团。
由吸电子基团引起的诱导效应称作负诱导效应，记作－I ；由给电子（或斥电子）基团引起的诱导效应称作正诱导效应，记作＋I 。
由分子结构本身具有的诱导效应称作静态诱导效应（永久的）；受外界环境影响而产生的诱导效应称作动态诱导效应（暂时的）。
2. 诱导效应的特点（1） I 的强弱以氢为标准，基团的电负性与氢原子的电负性相差越大，I 越强。
基团的吸电子能力的强弱次序（略，见第二类定位基） 基团的给电子能力的强弱次序（略，见第一类定位基）（2） I 的传递I 可沿σ共价键依次传递，并随距离的增大迅速减弱。
通常经过三个原子后，即可忽略不计。
（3） I 具有叠加性如果有几个基团同时对某一共价键产生诱导效应，这个键所受的诱导效应是这几个基团产生的诱导效应的向量和。
二、 共轭效应1. 共轭体系共轭效应存在于共轭体系中，凡能发生电子离域，形成大π键的结构体系叫共轭体系。
共轭体系有以下几种：（1）π-π共轭RCH =CH -CH =CHR 'RCH =CH -CH =OCH =CHRN =OO（2） p-π共轭可分为多电子、缺电子、等电子三种情况。
例：（3）σ-π超共轭 例：（4） σ-p 超共轭 例：形成共轭体系的必要条件是：形成大π键的三个或三个以上原子共平面，且每个原子都有一条垂直于该平面的P 轨道，或与P 轨道邻近的饱和碳上具有碳氢σ键。
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电子效应
学院：化学与化学工程学院
班级：
姓名：
指导老师：
分子中原子间电子云分布既受成键原子性质影响 也受不直接相连原子的相互影响 这种影响称为电子效应 分为诱导效应和共轭效应两种。
一、诱导效应
因分子中原子或基团的极性（电负性）不同而引起成键电
子云沿着原子链向某一方向移动的效应称为诱导效应。
诱导效
应的电子云是沿着原子链传递的，其作用随着距离的增长迅速
下降，一般只考虑三根键的影响。
诱导效应一般以氢为比较标
准，如果取代基的吸电子能力比氢强，则称其具有吸电子诱导
作用，用-I表示。
如果取代基的给电子能力比氢强，则称其具
有给电子诱导效应，用+I表示。
诱导效应分类：吸电子（-I）：电负性>H ：给电子（+I）:电
负性<H
电负性大小次序 F>OH>>NH2>Cl>Br>I>OCH3>≡
CH>C6H5>CH=CH2>H>CH3>C2H5>CH(CH3)2>C(CH3)3 产生吸电子诱导效应的主要有含O/N的基团（强效应）、卤素（强）、不饱和烃基（较弱），产生给电子诱导效应的主要是饱和烃基（弱效应）。
二、共轭效应
单双键交替出现的体系称为共轭体系。
在共轭体系中，由于原子间的相互影响而使体系内的π电子（或P电子）分布发生变化的一种电子效应称为共轭效应。
凡共轭体系上的取代基
能降低体系的π电子密度，则这些基团有吸电子的共轭效应，用－C表示。
凡共轭体系上的取代基能增高共轭体系的π电子云密度，则这些基团有给电子的共轭效应，用+C表示。
共轭效应只能在共轭体系中传递，但无论共轭体系有多大，共轭效应能贯穿于整个共轭体系中。
共轭效应分类 吸电子（-C）：给电子（+C）
共轭体系 π—π共轭，p—π共轭：共轭效应强
σ—π超共轭，σ—p 超共轭：共轭效应弱
共轭体系特点：单双键交替：
原子共平面‘平行相邻的P轨道数≥3,且有一定量P电子供成键Π或P有直邻的CH-σ键
体系电荷分散，稳定性↑：
交替极化（交替极化使共轭双烯具特性反应——1，4-加成）。
电子效应应用：
1、预测化合物的酸碱性强弱：通过分析电子效应可以方便地判
断有机化合物的酸碱性。
2、比较活性大小：用电子效应可以解释很多化合物反应活性上
的差异。
3、预测反应产物：有机化学有很多反应规律和规则,这些规律
和规则可以用电子效应来解释。
4、确定反应条件：可以根据电子效应稳定作用来确定反应条件,
如缩合反应中,常为碱催化的负碳离子历程,对不同的反应物要
确定不同类型的缩合剂。
总结：电子效应能说明有机化合物的很多性质和规律,用电子效应贯穿整个课程,可使有机化学理论简明和直观,但有些性质需用空间效应来解释。
因此电子效应是影响有机化合物性质的一个方面,而不是全部。
另外有机化学结构理论不只是电子效应,还有共振论和分子轨道理论,有时用共振论来解释一些性质比用电子效应来得直观,而分子轨道理论则更深入地揭示化学结构的本质。
但就大专层次的有机化学用电子效应则较合理,不必过深地讲共振论和分子轨道理论。
因此电子效应不失为一种简单而实用的理论。