电子效应在有机化学解题中的作用
电子效应在有机化学中的应用
荷 。键 的极性可沿分 子链 传递 ， 随着 传递距 离的增 加会 迅 但
速减弱 。一般情况下 ， 这种作用经 ３ 共价键 的传递 后 ， 个 其影 响 已经很小 ， 可忽 略不计 。诱 导效 应 只改 变键 的 电子云 密度 分布 ， 改变键的本质 。诱导效应 （） 不 Ｉ 的大 小和方 向与原 子或
共轭 和
共 Leabharlann ７共轭 效应 的特 征是 单 双键交 替 出现 ， 如 １ ３丁二 ｃ 例 ，－
烯 、 分子 。 苯
收 稿 日期 ：０ １０—１ ２ １—８０
作者简介 ： 王晓艳（１７ 一 ， ， ９ ８）女 山东海 阳人 ， 硕士 ， 讲师 ， 主要从事有机化学教 学与研究 。
・
７ ９ ・ ２
直 。不仅在 Ｃ Ｃ ， 和 Ｃ 之 间发生 了 ｐ轨道 的相 互重叠 ， １ ２ ４ 而且在 Ｃ 和 Ｃ 之 间的 ｐ轨道也发生 了部分重叠 。也就是说 ， ２ ３ 分 子中的 ７电子云并不是象结构式所示定域在 Ｃ ｃ １一Ｃ 和 Ｃ ２ ３
一
１氯丙烷分子 中 由于氯 的 电负性 大 于碳 ， 一 电子 云 向氯 方 向偏 移， 氯带部分 负电荷 ， 带 部分 正 电荷 ， 其影 响 Ｃ 一Ｃ ｃ 受 ２和
静态诱 导效应 。 以 Ｃ Ｃ ＣＨ２ ｌ Ｈ３ Ｈ２ Ｃ 为例 ：
８ 十 ８ 十 艿 艿 十 十 十 十 一 ＣＨ３ ＣＨ２ ＣＨ２ Ｃｌ 一 一 一
每个碳原 子均 以 ｓ ｐ杂化 ， 每个碳原子与相邻碳原 子和氢原 子 形成三个 ｄ ， 键 每个碳原子 上还有一 个未 杂化 的 Ｐ轨道 ， Ｐ轨 道上有 一个 单电子 。Ｐ轨道 间相互 平行与 分子所 在 的平 面垂
论电子效应对有机化学反应的影响
论电子效应对有机化学反应的影响电子效应是有机化学中非常重要的概念之一，它指的是在有机分子中，电子对基团中的电子密度发生变化时所引起的分子结构和性质的变化。
电子效应对有机化学反应的影响非常重要，不仅在解释反应机理时起着关键作用，而且也能够为我们预测反应的发生性质提供指导。
电子效应在有机化学反应中发挥着决定性的作用。
在化学反应中，电子转移是反应的一种常见的方式，因此，电子效应的性质将直接影响反应热力学和动力学属性。
具体而言，电子效应将对反应物和产物的电子结构、电荷分布和反应中心的化学性质产生影响。
当有官能团或化学键中的电子密度发生变化时，其他基团或原子的电荷，化学性质和反应性质都会受到影响。
对于很多反应，特别是酸碱性反应和求电子性反应，它们发生的速率和稳定性也与电子效应密切相关。
2. 电子效应的分类电子效应可以分为两种类型：归属于相邻基团间相互作用的内在电子效应（内部反应和性质）和归属于自由基、离子或分子间相互作用的外在电子效应。
内在电子效应是指在分子中电子密度分布变化的效应。
在化学反应中，内在电子效应可以促进或阻碍反应，或者改变反应产物的性质。
例如，若反应涉及脱去原子得到自由基，若基团中电子密度高，可能会增加得到自由基的效率，同时也有可能加强自由基的稳定性。
外在电子效应是指在分子之间电子影响的效应，而不是在分子内部。
在这种情况下，电子密度的变化会导致涉及电子转移或原子重排的化学反应的发生。
例如，分子中的强酸会通过将质子转移给碱而促进其反应，因为酸会从酸中捐献质子，从而促进了质子转移过程。
电子效应是有机化学反应机理和反应性质的重要因素之一。
从电子效应的角度来看，有机化学反应可以大致分为两类：求电子反应和电子贡献反应。
求电子反应是指一种反应中基团需要电子转移才能发生的反应。
这些反应的常见例子包括亲电加成、求自由基取代、核机制取代、反应催化等。
通过对反应物和反应中心的电子结构的分析，可以我们清楚地预测求电子反应的可能性和反应性质。
论电子效应对有机化学反应的影响
论电子效应对有机化学反应的影响有机化学反应中，电子效应指的是化学反应中发生的由有机物质的电子密度变化引起的变化。
电子效应被广泛应用于有机化学反应的机理研究和催化剂的设计，因为它对反应速率和化学选择性产生了重要影响。
本文将探讨电子效应对有机化学反应的影响。
电子效应是指有机分子中的化学键或原子所承载的电子密度的变化，其中包括原子的电子云、π电子云、碳离子或自由基等。
电子效应会影响有机分子的化学反应速率、热力学稳定性和化学选择性。
酸碱效应酸碱效应是指化学反应中，酸性或碱性参与物质的电子云的变化所引起的影响。
例如，将酸性试剂与负电性基团强的配体反应可以生成更稳定的盐酸盐。
另一方面，选择碱性试剂与弱碱性配体反应时，生成的盐酸盐将非常不稳定，因此反应不太可能进行。
因此，通过调节试剂和配体之间的电子云差异可以控制反应速率和反应选择性。
亲核取代反应亲核取代反应是指一个亲核试剂进攻一个无机卤素的取代反应。
亲核试剂的电子云可以弱化或加强反应物的化学键，从而影响反应速率和选择性。
例如，反式取代基团可以抑制亲核试剂的反应性。
与此相反，顺式取代基团可以增加亲核试剂的反应性。
因此，通过控制反应物的立体化学结构，可以调节反应速率和选择性。
共轭效应共轭效应是指由p电子云构成的宏观共轭体系对有机分子反应性的影响。
共轭体系的π电子云可以作为电子吸引基或电子施加基，从而影响有机分子的电子云密度。
例如，如果一个有机分子带有一个烯烃基团，那么这个烯烃基团的π电子云会与有机分子中邻近的原子之间的化学键相互作用，从而产生一种所谓的共轭体系。
在这种共轭体系中，π电子云扮演着电子吸引基的角色，从而使反应物的电荷分布发生变化，进而影响反应速率和选择性。
共价键的极性影响有机分子中的化学键可以具有不同的极性。
当一个极性键被弱化时，这将减少该键的偏移能。
同样，当一个极性键被增强时，这将增加该键的偏移能。
因此，通过调节化学键的极性，可以调节反应物的电子云密度和反应速率。
论电子效应对有机化学反应的影响
论电子效应对有机化学反应的影响有机化学反应中，电子效应是非常重要的因素之一，它对于反应的速率、反应路线和产物的稳定性等方面都有着很大的影响。
在这篇文章中，我们将详细探讨电子效应对于有机化学反应的影响。
一、电子效应简介电子效应是指在有机分子中，由于共轭作用、空间效应等因素所引起的电子密度变化而产生的特殊效应。
电子效应一般可以分为两种类型：电子给体效应和电子吸引效应。
电子给体效应是指当一个原子或基团将电子提供给相邻原子或基团时，产生的对电子云密度的增加所引起的效应。
这种效应常常表现为原子或基团上的正电荷变小，其常见的例子包括碳基上的烷基和烯基。
电子效应对于有机反应速率的影响主要体现在两个方面：反应中间体的稳定性和反应活化能的变化。
1、反应中间体的稳定性在有机反应中，反应中间体是反应的必经之路，因此其稳定性对于反应速率具有重要影响。
一般来说，电子给体效应会导致反应中间体的稳定性增加，而电子吸引效应则会使反应中间体的稳定性降低。
以加成反应为例，当一个亲电性试剂加到一个烯烃上时，中间体一般是由亲电试剂和烯烃形成的共轭碳阳离子。
若烯烃上有一个电子给体基团，则共轭碳阳离子上的正电荷会分担给它，使得反应中间体稳定性增强，反应速率也会加快。
同样地，若烯烃上有一个电子吸引基团，则共轭碳阳离子上的正电荷会增多，使得反应中间体稳定性降低，反应速率也会变慢。
2、反应活化能的变化反应活化能是指反应前进的能量障碍，它对于反应速率也有着至关重要的影响。
电子效应通过影响反应活化能的大小和结构形式来影响反应速率。
通常情况下，电子给体效应会导致反应活化能的减小，使得反应速率加快，而电子吸引效应则会使反应活化能增加，反应速率变慢。
例如在亲核取代反应中，若取代基离原子核的电子密度较高，则取代反应的活化能会减小，反应速率也会加快。
而如果取代基离原子核的电子密度较低，则反应活化能增加，反应速率也会变慢。
电子效应也可以通过影响反应路径和中间体的性质来影响反应产物的形成和稳定性。
论电子效应对有机化学反应的影响
论电子效应对有机化学反应的影响1. 引言1.1 电子效应的定义电子效应是有机化学中非常重要的概念，它指的是共有化学键中电子的移动对分子性质和反应活性的影响。
在分子中，电子可以通过共价键的形式参与化学反应，并且对反应的速率和选择性起着至关重要的作用。
电子效应可以影响分子的电子密度分布，从而改变分子的极性和反应性。
电子效应涉及到电子的移动、共振、电子推移和拉屏效应等多种现象，可以细分为诸如电子给体效应、电子吸引体效应、电子偶极效应等不同类型。
在有机化学反应中，电子效应起着至关重要的作用。
它可以影响反应物的亲核性或亲电性，并且决定了反应的速率和选择性。
电子效应还可以影响反应的过渡态结构，并直接影响反应的反应机理。
理解和控制电子效应对于设计和优化有机化学反应至关重要。
在接下来的将详细探讨不同类型的电子效应在不同有机化学反应中的具体作用。
1.2 电子效应在有机化学反应中的重要性电子效应在有机化学反应中的重要性可以说是至关重要的。
在有机化学中，分子的行为往往受到电子的影响，而电子效应则正是描述了分子中电子在不同化学环境下的行为。
通过电子效应的研究，我们能够更深入地理解有机分子之间的相互作用和反应机制。
在有机化学反应中，电子效应可以影响反应的速率、选择性和产物稳定性。
在亲核取代反应中，电子效应决定了亲核试剂与受体分子之间的亲核攻击位置；在亦氨基反应中，电子效应则影响了亦氨基试剂与电子不饱和键之间的加成位置；而在亲电取代反应和求核取代反应中，电子效应则决定了反应底物分子中的亲电性和求核性基团在反应中的活性。
电子效应对有机化学反应的影响是多方面的，并且在不同类型的反应中发挥着不同的作用。
进一步研究电子效应有助于我们更深入地理解和预测有机化学反应的发生机理，从而为有机合成和药物设计等领域提供更多的理论基础和实践指导。
2. 正文2.1 电子效应的分类电子效应是有机化学中非常重要的概念，它指的是电子对分子性质和反应影响的现象。
论电子效应对有机化学反应的影响
论电子效应对有机化学反应的影响电子效应是有机化学中重要的概念之一，它对有机化学反应有着重要的影响。
电子效应是指在有机分子中由于电子的分布而产生的分子的性质和化学反应的影响。
电子效应可以分为共轭效应、归属效应、诱导效应和杂化效应等。
本文将探讨电子效应对有机化学反应的影响。
1. 共轭效应共轭效应是指由于分子中含有π电子轨道而产生的电子效应。
共轭效应一般存在于含有双键、环状结构或杂环结构的有机分子中。
共轭效应对有机化学反应有着重要的影响，其中最重要的影响是对分子的稳定性和反应性的影响。
共轭结构的分子通常比不共轭的分子更稳定，这是因为π电子的共轭结构使得分子的电子更加分散，减小了分子的能量。
共轭结构的分子在进行加成反应时，往往比不共轭的分子更容易发生，因为π电子的存在使得反应中间体的稳定性更好。
共轭效应对分子的稳定性和反应性有着重要的影响。
2. 归属效应归属效应是电子效应中的一种重要效应，它是指当一个原子或功能团上带有正或负电荷时，附近的其他原子或功能团对其产生的电子效应。
归属效应对有机化学反应有着重要的影响，其中最重要的影响是对反应机理和反应速率的影响。
在归属效应中，受到正电荷的原子或功能团周围的原子或功能团通常会受到吸引，从而影响反应的进行和速率。
当一个受到正电荷的原子或功能团邻近一个受到负电荷的原子或功能团时，它们之间会发生静电作用，从而影响反应的进行和速率。
归属效应对反应的进行和速率有着重要的影响。
3. 诱导效应4. 杂化效应5. 总结电子效应对有机化学反应有着重要的影响，它可以影响分子的稳定性和反应性、反应的进行和速率、反应的活性和选择性、反应的立体选择性等。
对电子效应的理解和应用对有机化学研究和应用具有重要的意义。
在有机合成、催化反应、药物设计等领域中，都需要对电子效应进行深入的研究和应用，以便更好地理解和控制有机化学反应。
希望通过对电子效应的研究和应用，可以为有机化学领域的发展和应用做出更多的贡献。
论电子效应对有机化学反应的影响
论电子效应对有机化学反应的影响1. 引言1.1 电子效应概述电子效应是有机化学中非常重要的概念，它指的是不同原子或基团对分子结构和性质的影响。
在化学反应中，电子效应可以显著地影响反应的速率和方向性。
具体来说，电子效应可以分为亲电性效应、亲核性效应、共轭效应和孤对电子效应。
亲电性效应主要是指原子或基团中的电子云向较强亲电子试剂转移的能力。
这种效应会影响到电荷密度的分布，进而影响到化学反应的进行。
亲电性效应在许多取代反应中起着关键作用，例如亲电取代反应中的亲核试剂攻击受体分子中的部分。
电子效应对有机化学反应有着重要的影响，理解和利用这种效应能够帮助我们更好地设计和控制化学反应。
在未来的研究中，我们可以进一步探索不同电子效应在化学反应中的作用机制，以提高有机化学反应的效率和选择性。
1.2 有机化学反应概述有机化学反应是有机化合物之间发生化学变化的过程，通常包括键的形成、断裂或者取代。
在有机化学中，反应的速率、选择性和产物的结构都可以受到电子效应的影响。
有机化学反应的种类繁多，包括加成反应、消除反应、取代反应等。
不同类型的反应都受到电子效应的调控。
通过电子效应，有机分子中的电子密度分布可以被调整，从而影响其在反应中的行为。
亲电性和亲核性影响着反应物的活性；共轭效应可以影响分子的稳定性和反应速率；孤对电子效应则可以影响分子的亲核性和亲电性。
了解电子效应对有机化学反应的影响是非常重要的。
只有深入理解电子效应在反应中的作用，才能更好地设计和控制有机反应，加速反应速率，提高产物收率，并进一步拓展有机合成的应用范围。
在未来的研究中，还可以探索更多电子效应的应用，寻找新的反应机制和策略，促进有机化学领域的发展。
2. 正文2.1 亲电性和亲核性的影响亲电性和亲核性是影响有机化学反应的重要因素之一。
亲电性较强的化合物在反应中更容易失去或获得电子，从而参与亲电子反应，如亲电取代反应。
氯代烷在亲电取代反应中可以很容易地失去氯离子，与亲电性较强的亲电子试剂发生反应。
电子效应在有机化学中的应用
电子效应 在有机化学 中的应 用
周 敏
（ 成 都大学医护学 院 ６ １ Ｏ ｌ １ ０ ） 摘 要： 有机化学 中的电子效应主要有诱 导效应和共轭效应 ， 它是影响有 机化合物性质、 反应规律的重要因素。 比如有机化合物 的酸碱性 强弱 、 活性 中间体的稳定性和有机反应的产物等都与 电子效应有着密切 的关系 。 关 键词 ： 电子 效 应 诱 导 效 应 共 轭 效 应
基 是一 个 斥 电子 基 团 ， 它 的斥 电子 作 用 使 双键 的 ． ７ Ｉ 电 子 云 发 生 偏 移 ，丙 烯
３ ７ ７ Ｃ１ ＣＨ２ Ｃ ＯＯＨ ２ ８ ６ ＣＨ３ ＣＨ２ Ｃ ＨＣＩ ＣＯＯＨ ４７ ４ ＣＩ ２ ＣＨＣ ＯＯＨ １ ２ ６ ＣＨ３ ＣＨＣＩ ＣＨ２ ＣＯ Ｏ Ｈ
物 质
ＨＣ００Ｈ ＣＨ Ｃ ＯＯＨ
ＣＨ３ Ｃ Ｈ２ ＣＯＯ Ｈ
Ｐ ｌ
物 质
Ｐ Ｋ ａ 物质
Ｐ Ｋ ａ
２ ８ ６ ４Ｏ ５
４ ５ ２
２ ． ２解 释不对称烯烃 加成时的马氏规 则： 当不对称烯烃和不对称试剂发生加成反应 时， 不对称试 剂中带正 电荷 的部分 ， 总是加到含氢较 多的双键碳 原子上 ， 而 带负电荷的部 分则加到含 氢较少或不含氢 的双键碳原子上 ， 这一规则简称为马 氏规则。 丙烯 是不对称烯烃 ， 相当于 甲基取 代了 乙烯分 子中的氢原 子， 由于 甲
斥 电 子 Leabharlann 增 ｃ Ｈ ＣＨ３ Ｃ ＯＯ
１ ． ２共 轭 效 应
由于轨道之 间的相互交盖 ，使共轭体系 中电子 云分布 产生离域作用 键 长趋 于平均化 ， 分子的内能降低 ， 体系更稳定的现象称为共轭效应。 常 见 的 具 有 供 电子 共 轭 效 应 （ ＋ ｃ１ 的基 团 ：
化学竞赛考查热点_电子效应
化学教学2010年，第6期化学竞赛考查热点———电子效应谢曙初，朱正伟(桐乡市高级中学，浙江桐乡315400)文章编号：1005－6629(2010)06－0064－03中图分类号：G424.74文献标识码：B纵观近年来的全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题，有机化学内容的比重越来越大。
而在有机化学试题中，关于电子效应的试题也是常见不鲜。
电子效应的学习有助于对有机反应机理的理解和产物的预测。
1准确理解电子效应的有关概念电子效应是指电子密度分布的改变对物质性质的影响。
电子效应可以根据作用方式分为诱导效应、共轭效应、超共轭效应及场效应。
场效应在竞赛试题中出现较少，这里不多做介绍。
1.1诱导效应1.1.1诱导效应的定义一般以氢为比较标准，如果电子偏向取代基，这个取代基是吸电子的，具有吸电子的诱导效应，用－I（Inductive effect）表示；反之，这个取代基是推电子的，具有推电子的诱导效应，用+I表示。
X←CR3H—CR3Y→CR3-I效应标准+I效应1.1.2诱导效应的特点诱导效应是沿σ键传递的，离吸(或斥)电子基团越远，效应越弱。
大致隔三个单键后，诱导效应就很弱，可忽略不计了。
例如其中δ表示微小，δδ表示更微小，依此类推。
诱导效应有叠加性，当两个基团都能对某一键产生诱导效应时，这一键所受的诱导效应是这几个基团诱导效应的总和，方向相同时叠加，方向相反时互减。
诱导效应只改变键的电子云密度分布，不改变键的本质。
无论所受诱导效应的大小和方向如何，σ键仍是σ键，π键仍是π键。
1.2共轭效应1.2.1共轭效应的定义体系中各个σ键都在同一个平面上，参加共轭的p轨道互相平行而发生重叠，形成分子轨道。
由于分子内原子之间的相互影响，引起电子云密度平均化，体系能量降低的现象，又称电子离域效应。
1.2.2共轭效应形成条件形成共轭体系的原子必须在同一个平面上；必须有若干可以实现平行重叠的p轨道，且要有一定数量供成键用的电子。
浅述有机化学反应中电子效应的应用
浅述有机化学反应中电子效应的应用田永峰【摘要】就有机化学反应中电子效应的应用从:烯烃双键碳上加成反应的定位;苯环上亲电取代反应的定位;有机物酸、碱性强弱的比较等三个方面做了分析和论述.【期刊名称】《甘肃高师学报》【年(卷),期】2016(021)012【总页数】3页(P37-39)【关键词】诱导效应;共轭效应;定位效应【作者】田永峰【作者单位】定西师范高等专科学校生化系,甘肃定西743000【正文语种】中文【中图分类】O6-051有机化学中有关电子效应这一部分的内容包括诱导效应和共轭效应.诱导效应是指在分子中因某一原子被另一原子或基团置换后，因电负性差异引起电子云分布发生变化进而引起分子性质变化的效应；共轭效应是指共轭π键的形成而引起分子性质改变的效应[1].诱导效应和共轭效应对解释有机化合物分子结构和性质之间的关系起着极其重要的作用，在多年的有机化学教学过程中，学生普遍反馈该部分内容比较抽象、难度大、难理解.就这部分内容的知识点从以下三个方面分析.烯烃与极性试剂的加成生成两种可能的产物，例如丙烯与卤化氢的加成：实验证明，该反应的主要产物是2-卤丙烷，这是因为烯烃的加成反应属于亲电加成反应，当不对称烯烃与卤化氢加成时，首先是氢离子（H+）进攻双键碳原子，氢离子（H+）加到哪一个双键碳原子，取决于所产生的碳正离子稳定性的强弱.对于一个带电体，该带电体所带的电荷被分散的程度越大，体系能量越低，带电体就越稳定[2].所以几种碳正离子的稳定性顺序为：从以上情况看出，碳正离子上连接的烷基数目越多越稳定，烷基取代能够使碳正离子稳定的原因有二个方面：一是烷基是一个弱的给电子基团，它能分散碳正离子的正电荷，使碳正离子趋于稳定；二是碳正离子的碳原子是采取了sp2杂化，杂化后的三个sp2原子轨道在同一个平面上，相邻的两个sp2杂化转道间的夹角是120°，留下的一个空的p轨道，烷基取代在碳正离子上，α-C上的C-Hσ键与碳正离子上的p轨道形成σ-p超共轭效应，由于电子的离域从而使碳正离子也趋于稳定化，烷基的数目越多，电子的离域程度越大，稳定性就越强.根据这个原理也不难理解下面加成反应的两种取向：这是因为氯原子的吸电子能力强，电负性很大，三氯甲基成为很强的吸电子基，产生很强的吸电子诱导效应（－I）在碳正离子中，-CCl3与中心碳直接相连，由于-CCl3的强吸电子作用，使碳正离子更不稳定，而与中心碳间接相连，诱导效应较弱，所以稳定.由此可见当有极性试剂与双键发生亲电加成反应时，极性试剂中的正电性部分主要加到能形成较稳定的碳正离子的那个双键碳上，诱导效应和共轭效应影响碳正离子的稳定性.在苯环上发生亲电取代反应时，苯环上原有的基团对苯环电子云密度的影响，以及对新的基团进入苯环的位置的支配作用称为定位效应.根据不同的定位效应，定位基可分为两类：①邻对位定位基，如-OH、-NH2、-CH3、-OCH3、-X等，②间位定位基，如-NO2、-CHO、-COOH等.定位基之所以能决定新引入的取代基主要进入苯环的不同位置，可用诱导效应和共轭效应来解释，以下通过几个常见的定位基为例来讨论.2.1 甲基从诱导效应看，甲基是给电子（斥电子）基，产生给电子性的诱导效应（+I）[3].另外，甲基的C－Hσ键的σ电子与苯环的π键形成σ-π共轭体系，电子云密度向苯环方向偏移，产生给电子性的共轭效应（+C），所以苯环上的甲基的诱导效应（+I）和超共轭效应（+C）都使苯环上的电子云密度升高，而且σ-π共轭效应沿苯环的闭合共轭体系传递到甲基的邻、对位，因而在甲基的邻位和对位碳原子上电子云密度较间位的高，因此甲基使苯环活化，且产生邻、对位定位效应.因此苯和苯的同系物苯环上的取代反应，新基团进入原有基团（即烷基）的邻、对位.其他烷基和甲基的情况一致.例如：甲苯和氯气的反应2.2 羟基（－OH）把羟基接到苯环上，由于吸电子的诱导效应（-I），能使苯环上的电子云密度降低[4]，另外羟基氧原子上的未共用电子对所占据的2Pz轨道与苯环的大π-键可形成p-π共轭，产生给电子的共轭效应（+C），在这里羟基的诱导效应（-I）与共轭效应（+C）相矛盾[3]，但由于共轭效应（+C）占主导地位，所以其结果是羟基使苯环上的电子云密度增大，并使邻、对位的电子云密度增高得较多，因此苯酚比苯易发生亲电取代，且产生邻、对位定位效应，新基团进入苯环上原有酚羟基的邻、对位.例如：苯酚和溴的反应2.3 硝基（－NO2）硝基是吸电子基，产生强烈的吸电子诱导效应（-I），另外硝基上的氮氧双键中的π-键可与苯环的大π-键形成π-π共轭[4]，氧和氮的吸电子能力强于碳，使其共轭体系电子云移向硝基，产生了吸电子的共轭效应（-C），两种效应协同作用的结果，使苯环上电子云密度降低，其中邻、对位的电子云密度降低得较多，间位电子云密度相对地高一些，因此硝基苯的亲电取代比苯困难，且主要得到间位产物. 例如：硝基苯和硝酸的反应在有机化学学习中，经常会遇到比较物质酸、碱性强弱的问题，例如：水、乙醇、苯酚三者的酸性强弱的比较：从结构看它们都含有羟基（－OH），只是羟基上所连基团不同，因为电负性CH3CH2－＜－H；所以－CH2CH3是给电子基，产生给电子的诱导效应（+I），使得乙醇分子中氧原子上的电子云密度升高，不利于氢原子离解成质子，就是说H2O酸性比CH3CH2OH强，而苯酚分子中氧原子采取sp2杂化，还有一个未杂化的p轨道上的未共用电子对，与苯环的大π-键形成多电子的p-π共轭体系（π87）[4]，氧原子的未共用电子对向苯环方向偏移，苯环产生吸电子的共轭效应（-C），使得氧原子上的电子云密度降低，有利于氢原子离解成质子，而且苯酚离解后生成的苯氧负离子，也由于共轭效应，使氧上的负电荷分散到整个体系，稳定性增强，更有利于氢质子的离解，所以苯酚的酸性强于水.苯酚能与氢氧化钠反应，而乙醇却很难与NaOH反应.总之，电子效应是一个很复杂的问题，在有机化学反应中经常会遇到，建议学生上课专心听讲，课后加强复习巩固，做到理解和熟练应用这两种效应，提高学生在有机化学学习中分析问题和解决问题的能力.[1]周公度.化学辞典[Z].1版.北京：化学工业出版社，2004：251.[2]东北师范大学，华南师范大学，上海师范大学，等.有机化学[M].2版.北京：高等教育出版社，1986：71.[3]刘斌，陈任宏.有机化学[M].2版.北京：人民卫生出版社，2013：73.[4]陆光裕.有机化学[M].1版.北京：人民卫生出版社，1985：115.。
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电子效应在有机化学解题中的作用
摘要:本论文以实例说明电子效应在有机活性中间体稳定性和有机物酸碱性强弱的比较、有机物芳香性和有机反应主要产物的判断等方面具有重要的作用。
关键词:电子效应有机化学解题
电子效应是在大多数反应中,由于取代基(与氢原子相比)倾向于给电子或是吸电子,使分子某些部分的电子密度下降或上升,使反应分子在某个阶段带有正电荷(或部分正电荷)或负电荷(或部分负电荷)的效应。
它主要包括诱导效应和共轭效应。
诱导效应是建立在定域键基础上、短程的电子效应;而共轭效应是建立在离域键的基础上、远程的电子效应。
共轭效应强于诱导效应。
在有些有机化合物中,上述两种效应往往同时存在。
目前,电子效应在解释分子的性质及其反应性能方面具有重要的作用。
在有机分子中,由于电负性不同取代基的影响,使整个分子中的成键电子云密度向某一方向偏移,使分子发生极化的效应,叫诱导效应。
它又分为给电子的诱导效应(+I)和吸电子的诱导效应(-I)。
常见的给电子取代基有:烷基(R)、OH、NH2、OR等等。
常见的吸电子取代基有:CN、NO2、COOH、CHO、CO2R、COR、SO3H、N+R3、CF3、CCl3、F、Cl、Br等等。
共轭效应是指在共轭体系分子中,由于原子间的相互影响和π电
子云的离域,引起分子能量降低、体系趋向稳定、键长趋于平均化,以及某些性质的变化等效应。
共轭体系主要有π-π共轭和p-π共轭两种。
1 电子效应在比较有机活性中间体稳定性中的应用
例1:比较CH3CH2+和CH3OCH2+的稳定性。
虽然CH3和CH3O都有给电子的诱导效应,但由于CH3O中的氧上未共用电子对所占p轨道与中心碳正离子上的空的p轨道侧面交盖,未共用电子对离域,
导致碳正电荷分散,使其更加稳定,如图1所示。
所以,稳定性:CH3CH2+<CH3OCH2+。
2 电子效应在比较有机物酸碱性强弱中的应用
例2:下列负离子碱性从强到弱的顺序是
(CH3)3C、CH3和(CH3)2CH都有给电子的诱导效应,但是由于其给电子能力的大小顺序是:(CH3)3C>(CH3)2CH>CH3,故其碱性顺序是:A>D>B>C。
而对于E,由于存在p-π共轭效应,导致O 上的电子难以给出,其碱性就最弱。
综上所述,本题答案应是:A>D>B>C>E。
3 电子效应在判断有机物芳香性中的应用
例3:下列两物质是否具有芳香性?
一有机物是否具有芳香性,应同时满足下列三点要求:①要成环;
②要共平面;③形成大π键的电子数为4n+2(n是非负整数)。
上述A 和B两物质都成环。
A物质中的碳负离子p轨道上有2个电子,它与两π键形成p-π-π共轭体系,故其共平面,且形成大π键的电子数为2+2+2=6(此时n=1), A就有芳香性。
B物质中三个π键形成π-π-π共轭体系,其同样具有芳香性。
4 电子效应在判断有机反应主要产物中的应用
例4:写出下列反应的产物。
由于NO2对其苯环的邻位和对位既存在吸电子的诱导效应又存在π-π共轭效应,而对苯环的间位只存在吸电子的诱导效应。
所以,苯环的邻位和对位的正电荷
密度比间位的高,那么亲核试剂CH3O-主要进攻其邻位和对位,上述反应的产物
就应为。
例5:写出下列反应的产物。
当分子内同时含有孤立的双键和三键时,双键比三键活泼,亲电试剂优先与双键加成。
但上述反应物中三键和双键组成共轭体系,这时亲电试剂HCl优先与三键加成,生成CH2=CCl-CH=CH2。
我们发现生成的产物中仍然存在π-π共轭体系,要稳定得多,故其为主要产物。
例6:分析下列两反应反应速率不同的原因。
当羰基与具有+I或给电子的共轭效应(+C)的基团直接相连时,由于增加了中心碳原子的电子云密度,故使亲核加成反应活性降低。
第一个反应中的CH3具有+I效应,第二个反应中的Ph具有+C效应。
由于共轭效应强于诱导效应,故第二个反应的反应速率明显低于第一个反应的反应速率。
从上述典型例子中可以看出,电子效应在理解有机化合物结构和化学反应性能等方面具有重要的作用,它贯穿于整个有机化学的学习过程之中。
参考文献
[1]曾绍琼主编.有机化学(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2004.
[2]高等有机化学导论编写组.高等有机化学导论(第二版)[M].武汉:华中师范大学出版社,1997.
[3]邢其毅,等编.基础有机化学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2005.。