诱导效应的传递强度
nmr中诱导效应的概念
nmr中诱导效应的概念在详细阐述NMR（核磁共振）中的诱导效应之前，首先需要澄清一点：NMR本身并不直接涉及诱导效应的概念。
然而，诱导效应是有机化学中的一个重要概念，它描述了分子内由于电负性差异导致的电子云密度分布的变化。
这种电子云密度的变化可以影响NMR谱图中的化学位移，从而间接地与NMR相关。
以下是对诱导效应的详细说明：一、诱导效应的基本概念诱导效应（Inductive Effect），又称静电诱导效应，是指由于分子内不同原子或基团的电负性差异，使得分子中的成键电子云密度向某一方向偏移，从而导致分子发生极化的现象。
这种极化作用沿着化学键传递，改变了键内电子云的分布，但不改变键的本性。
二、诱导效应的产生原因诱导效应的产生主要归因于原子或基团之间的电负性差异。
电负性是一个原子对其电子的束缚能力，电负性越大的原子，在与其他原子成键时，价电子越偏向于它。
这种电子的偏移导致了分子内部的正负电荷中心不重合，从而产生了偶极矩。
偶极矩的存在使得分子在外部电场的作用下发生取向极化，进一步增强了诱导效应。
三、诱导效应的分类根据产生方式的不同，诱导效应可以分为静态诱导效应和动态诱导效应。
静态诱导效应是由极性键所表现出的，它存在于没有外电场作用的分子中。
而动态诱导效应则是在化学反应过程中，由于外电场（如试剂、溶剂）的影响所产生的极化键所表现出的。
需要注意的是，与共轭效应相比，诱导效应没有极性交替现象。
四、诱导效应的影响因素诱导效应的大小受到多种因素的影响，包括原子或基团的电负性差异、化学键的类型和数量、分子的空间构型等。
一般来说，电负性差异越大，诱导效应越显著；化学键的类型和数量也会影响诱导效应的传递和强度；此外，分子的空间构型也会影响诱导效应的分布和大小。
五、诱导效应与NMR的关系虽然NMR本身并不直接涉及诱导效应的概念，但诱导效应可以通过影响分子中的电子云密度分布来间接影响NMR谱图。
具体来说，诱导效应可以改变分子中的化学环境，从而影响原子核周围的电子屏蔽作用。
学习参考：有机化学中的电子效应
有机化学中的电子效应电子效应是影响有机化合物反应活性和反应规律的重要因素之一，深入理解有机化学中的电子效应，可以对有机化学的认识由感性向理性方向发展。
电子效应包括诱导效应、共轭效应和超共轭效应；有时三种效应同时存在，表现共同作用的综合结果。
一、诱导效应（Inductive effect ）诱导效应是电子效应的一种，是由路易斯（Lewis ）首先提出。
路易斯认为，对于有机化合物，诱导效应是由一个电负性较强的原子X 取代了碳原子上的氢原子后，在C －X 键上产生一个极性分布，这个极性分布通过电性诱导作用，在分子中其它键上引起一系列的极性变化，结果在整个分子中产生一个向着X 原子方向的较大范围的电子运动，这种电子运动称为诱导效应：CCδ-电负性比碳弱的元素原子也可以在分子中引起一系列的极性变化，只是所产生的诱导效应的方向刚好相反。
诱导效应是指在有机化合物分子中引入一个基团或原子后，由于原子的电负性差异，导致σ键电子的移动，使分子中的电子云密度分布发生变化，而这种变化不但发生在直接相连的部分，也可以影响到不直接相连的部分。
这种因某一原子或基团的极性而引起电子沿碳链向某一方向移动的效应，称为诱导效应。
如氯丙烷分子中，取代在碳上的氯原子的电负性较强， C －Cl 键产生偶极，使与氯原子连接的第一个碳原子（α-碳原子）产生部分正电荷（δ+），也使第二个碳原子带有部分正电荷，第三个碳原子带有更少的正电荷，依次影响下去。
这种影响的特征是沿着碳链传递，并随着碳链的增长而迅速减弱或消失，一般传递到第三个碳原子就可忽略不计。
诱导效应是一种静电作用，共用电子并不能完全转移到另一原子，只是电子云密度分布发生变化，亦即键的极性发生变化。
δ+ δ+ δ+ δ- CH 3—CH 2—CH 2→Cl1．静态诱导效应（I s ）诱导效应分为静态诱导效应和动态诱导效应。
静态诱导效应是由分子本身结构决定的，是分子本身所固有的极化效应，与由极性溶剂或反应试剂等产生的外电场无关。
天津大学有机化学第一章 取代基效应 Substitution
空间效应的作用：
1. 化合物（构象）的稳定性
HH CH3
H CH3 H
2. 化合物的酸碱性
O C OH
C CH3
CH3 CH3
pKa1 < pKa2
O C OH
当t-Butyl 在邻位时， 把羧基挤出了与苯环所在 平面，羧基的 －C效应消失。
3. 对反应活性的影响
伯卤代烷的乙醇解的相对速度是与中心碳原子 连接的烷基大小相关的：
σ-π 超共轭体系 σ- p 超共轭体系
四. 场效应 ( )
五. 空间效应 ( )
1. 对化合物稳定性的影响 2. 对化合物酸性的影响 3. 对反应活性的影响 4. 张力：F-张力，B－张力，角张力
高等有机化学的研究内容与目的
高等有机化学是有机化学的核心部分(core)
高等 有机化学
分子结构的 基本概念
含碳化合物的 反应性
化合物 中间体
结构
反应过程中的结构变化 反应机理
揭示反应的本质、内在规律，把有机反应有机地 联系起来。
第一章 取代基效应
(Substituent Effects)
H
H
H C Br + OH
H C OH + Br
H
H
反应的本质： 旧键的断裂，新键的生成 共价键的极性取决于取代基的效应
第一章 取代基效应 (Substituent Effects) ( )
取代基效应 ( ) 电子效应 ( )
一. 诱导效应 ( )
结构特征 ( ) 传递方式 传递强度 相对强度
二. 共轭体系 ( )
1. 共轭体系与共轭效应 2.结构特征 ( ) 3. 传递方式 ( )
4. 相对强度
精细有机合成基础知识——诱导效应
诱导效应，通常以－Is表示； ➢给电子基：比氢电负性小的原子或原子团，为供电静态
诱导效应，通常以+Is表示。
+ Z
CR3
H—CR3
给电子基
- + Z CR3 吸电子基
诱导效应沿键链的传递是以静电诱导的方式进行的，只涉 及电子云分布状况的改变和键的极性的改变，一般不引起 整个电荷的转移、价态的变化。
诱导效应不仅可以沿σ键链传递，同样 也可以通过π键传递，而且由于π键电子云 流动性较大，因此不饱和键能更有效地传递 这种原子之间的相互影响。
σ键示意图 π键示意图
目
录
Contents
诱导效应
静态诱导效应
1
动态诱导效应
2
② 动态诱导效应Id
在化学反应中，当进攻试剂接近底物时，因外界电场 的影响，也会使共价键上电子云分布发生改变，键的极性 发生变化，这被称为动态诱导效应，也称可极化性，用Id表 示。
O Cl CH2 C O H
O CH3 CH2 C O H
由于氯原子吸电诱导效应的依次传递，促进了质子的 离解，加强了酸性，而甲基则由于供电诱导效应的依 次诱导传递影响，阻碍了质子的离解，减弱了酸性。
在键链中通过静电诱导传递的诱导效 应的强弱与距离有关，随着距离的增加效应 愈弱，一般经过三个原子以后诱导效应已经 很弱，相隔五个原子以上则基本观察不到诱 导效应的影响。
常见取代基的吸电子能力、供电子能力强弱的次序如下：
—Is：—+NR3＞—+NH3＞—NO2＞—SO2R＞—CN＞— COOH＞—F＞—Cl＞—Br＞—I＞—OAr＞—COOR＞—
OR＞—COR＞—OH＞—C≡CR＞—C6H5＞—CH＝CH2 ＞—H
高等有机化学第一章 共轭效应与诱导效应
第一章 电子效应和空间效应
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。 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。
1.1 诱导效应
1.1.1 共价键的极性与静态诱导效应 极性共价键：成键原子间由于成键原子电负 性不同而使电子云不对称分布，电子云偏向 电负性较高的原子一边，从而使键有了极性 （polarity），称为极性共价键或极性键。 诱导效应：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。
1.1.4动态诱导效应
当某个外来的极性核心接近分子时，能够改变共价 键电子云的分布。由于外来因素的影响引起分子中 电子云分布状态的暂时改变，称为动态诱导效应， 用Id，D是dynamic（动态）一字的缩写。
A
:
B
+ [X] 的 作 用 去 [X]+的 作 用
A
:
B[X]
+
正常状态(静态) 对试剂动态表现 动态诱导效应是一种暂时的极化现象，故又称可极 化性。它依赖于外来因素的影响，外来因素的影响 一旦消失，这种动态诱导效应也不复存在，分子的 电子云状态又回复到基态。
诱导效应的方向
C _ I 效 应 X C 比 较 标 准 H C + I效 应 Y
正诱导效应：当原子或基团的供电子的能力大于氢 原子（或吸电子能力小于氢原子），则其诱导效应 表现在其本身带有微量正电荷（δ +），由其所引起 的诱导效应称为供电诱导效应或斥电诱导效应，也 称正诱导效应，用+I表示。 负诱导效应：当原子或基团吸引电子的能力大于氢 原子，则其诱导效应表现在其本身带有微量负电荷 （δ -），由其所引起的诱导效应称为吸电诱导效应 或叫亲电诱导效应，也称为负诱导效应，用-I表示。
有机化学课件(李景宁主编)第3章-单烯烃
总目录
第二节 烯烃的同分异构和命名
一、烯烃的同分异构现象
1. 构造异构（constitutional isomerism）
构造异构——分子式相同，原子或基团在分子 中连接次序不同。
碳干异构：
位置异构:（官能团变位）
CH3 CH2 CH CH2
CH3 CH2 CH CH2
CH3 C CH2 CH3
CH3 CH CH CH3
a > b；c > d
a > b，c > d
优先基团同侧-（Z） 优先基团异侧-（E）
总目录
Cl >H，Br >CH3 （E）-
I >CH3，Br >H （Z）-
（E）
（Z）
总目录
(E)-2,2,4-三甲基-3-己烯 (E)-2,2,4-trimethyl-3-hexene
(E)-3,4-二甲基-2-戊烯 顺-3,4-二甲基-2-戊烯 (E)-3,4-dimethyl-2-pentene
因为内能：烯烃 > 烷烃，所以氢化反应放热
总目录
烯烃
氢化热 kJ.mol-1
137.2 125.1 126.8 119.7
115.1
总目录
烯烃
氢化热 kJ.mol-1
126.8
119.2
112.5
111.3
总目录
（1）稳定性：反式 > 顺式 （2）C=C连接的烷基越多越稳定 • 稳定性：
• R2C=CR2 > R2C=CHR > RCH=CHR ≈ R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2
总目录
注意：
• 顺、反与Z、E是两种不同的表示烯烃几 何构型的方法，在大多数情况下，不存 在对应关系。即顺式不一定是Z构型，而 反式不一定是E构型。例如：
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。
诱导效应
由于成键原子的电负性不同，而使整个分子的电子云沿着碳链向某一方向移动的现象叫诱导效应。
用符号I表示，“→”表示电子移动的方向。
例如：氯原子取代了烷烃碳上的氢原子后。
由于氯的电负性较大，吸引电子的能力较强，电子向氯偏移，使氯带部分负电荷（δ）、碳带部分正电荷（δ）。
带部分正电荷的碳又吸引相邻碳上的电子，使其也产生偏移，也带部分正电荷（），但偏移程度小一些，这样依次影响下去。
诱导效应沿着碳链移动时减弱得很快，一般到第三个碳原子后，就很微弱，可以略而不计。
为了判断诱导效应的影响和强度，常以碳氢化合物的氢原子作为标准。
一个原子或基团吸引电子的能力比氢强，就叫吸电子基。
由吸电子基引起的诱导效应为负诱导效应，用－I表示。
一个原子或基团吸引电子的能力比氢弱，就叫斥电子基。
由斥电子基引起的诱导效应为正诱导效应，用＋I表示。
R C ← Y R C － H R C → X＋I效应比较标准－I效应下面是一些原子或基团诱导效应的大小次序：吸电子基团：NO＞CN＞F＞Cl＞Br＞I＞C≡CH＞OCH＞C H＞CH＝CH＞H斥电子基团：(CH)C＞(CH)CH＞CH CH＞CH＞H上面讲的是由未起反应的分子所表现出来的诱导效应叫做静态诱导效应，它是分子固有的性质。
在起化学反应时，分子的反应中心如受到极性试剂的进攻，键的电子云分布将受到试剂电场影响而发生变化，即引起诱导极化或者说加深了键的极化而导致分子的活化。
这种改变与外界电场强度和键的极化能力有关。
分子在试剂电场影响下所发生的诱导极化是一种暂时现象，只有在进行化学反应的瞬间才表现出来。
这种由于外界电场引起的诱导极化效应叫动态诱导效应。
诱导效应可以说明分子中原子间的相互影响。
例如：氯原子取代乙酸的α-H后，生成氯乙酸，由于氯的吸电子作用通过碳链传递，使羟基中O－H键极性增大，氢更易以质子形式解离下去，从而酸性增强。
所以ClCH COOH的酸性强于CH COOH的酸性。
诱导效应不但能影响物质的酸碱性，而且能影响物质的物理性质和其他化学性质。
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1. 电子效应
1.2 共轭效应 (conjugative effect)
这些现象说明，在单双键交替排列的体系中，或具有未共 用电子对的原子与双键相连的体系中，π轨道与π轨道或p轨道 与π轨道之间存在着相互的作用和影响。电子云不再定域于成 键原子之间，而是离域于整个分子形成了整体的分子轨道。每 个成键电子不仅受到成键原子的原子核的作用，而且也受到分 子中其他原子核的作用，因而分子整体能量降低，体系趋于稳 定。 这种现象称为电子的离域.这种键称为离域键，包含着这样 一些离域键的体系通称为共轭体系，在共轭体系中原子之间的 相互影响的电子效应叫共轭效应.
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1. 电子效应
1.2 共轭效应 (conjugative effect)
1.2.1 π-π共轭
C C C C C C C C C C C N C C O C C C H
电子云极化方向特点： a. 不对称或极性体系由官能团电负性决定 b. 对称体系则受外电场诱导极化
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1. 电子效应
4. 带正电荷的取代基的 －I 强 带负电荷的取代基的 + I 强
-I:
-NR3 > -NO2 > -NR2
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5. 烷基有给电子的诱导效应，同时还有给电子的超共轭效应
1. 电子效应
常见基团诱导效应顺序：
吸电子基团：
NO2 > CN > F > Cl > Br > I >
HC CH
> OCH3 > OH > C6H6 > C
电子离域与共轭效应 [现象1] 在CH2=CH—CH=CH2中的键长不是简单的单键和双键 的键长，存在着平均化的趋势。 C—C单键键长 0.154 C=C双键键长0.134 1，3-丁二烯C—C单键键长 0.147 C=C双键键长0.137 体系能量降低，化合物趋于稳定。
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1. 电子效应
1.2 共轭效应 (conjugative effect)
1.5 有机反应类型
1. 共价键的断裂
R:L 均裂
异裂 R:L 异裂
自由基
பைடு நூலகம்
R
-
L
碳负离子
R:
L+
亲核试剂
R+
L:碳正离子（亲电试剂）
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1.5 有机反应类型
2. 有机反应的基本类型
2.1 自由基型反应
发生条件：非极性/弱极性分子，在非极性条件下 （光照、加热、自由基引发剂）发生
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1.5 有机反应类型
（1）共轭体系共平面 （2）不受传递距离的影响 （3）单、重键交叉 （4）方向性：+C效应和-C效应。
C H2 C H2 CH CH Cl CH O
电子离域与共轭效应 [现象2] 氯乙烯与氯乙烷比较，从诱导效应考虑，由于π键的电子 云流动性较大，氯乙烯（μ=1.44D）的偶极矩应该加大，但 实际上却比氯乙烷（μ=2.05D）的偶极矩小。 氯乙烯也同样存在着单双键平均化的趋势。 一般化合物 C=C 0.134nm C-Cl 0.177nm 氯乙烯 0.138nm 0.172nm
2. 有机反应的基本类型
2.2 离子型反应
发生条件：有极性/易被极化的共价键，在极性条件下 （酸碱催化、极性溶剂）发生
根据进攻试剂的性质可分为亲电反应和亲核反应
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1.5 有机反应类型
2. 有机反应的基本类型
2.3 分子型反应（又叫协同反应）
反应过程中旧键断裂和新键的生成同时进行。 如通过环状过渡态的周环反应。
1.2 共轭效应 (conjugative effect)
1.2.2 p-π共轭
具有处于p轨道的未共用电子对的原子与π键直接相连的 体系，称为p-π共轭体系 如氯乙烯，当氯原子的p轨道的对称轴与π键中的p轨道 对称轴平行时，电子发生离域。
[问题] 羧酸具有酸性，苯胺比脂肪胺碱性弱，酰胺碱性更弱， 苯酚与醇明显不同？
C
>H
给电子基团：
(CH3)3C > (CH3)2CH > CH3CH2 > CH3 > H
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1. 电子效应
思考：
下列羰基化合物分别与亚硫酸氢钠溶液加成,哪一个反应速 度快?哪一个最慢？为什么？
（1） CH3COCH2CH3 （2） HCHO （3） CH3CH2CHO
NaHSO3
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1. 电子效应
比较下列各组化合物的酸性强弱,并解释原因。
1) HOCH2CH2COOH 和 CH3CH(OH)COOH
2) 对硝基苯甲酸和对羟基苯甲酸
3) a. b. c.
ClCH2COOH CH3COOH FCH2COOH
d e.
CH2ClCH2COOH CH3CHClCOOH
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1. 电子效应
1.2 共轭效应 (conjugative effect)
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1. 电子效应
常见原子诱导效应强弱规则： 1. 同周期的原子（ －I ）： -CH3 < -NH2 < -OH < -F
2. 同族的原子（ －I ） ： F > Cl > Br > I 电负性： 4.0 3.0 2.8 2.5 3. 相同的原子： 不饱和度越大，-I 效应越强
C CR > CH CHR
有机反应式的书写：
1. 只写主要产物，无 机小分子不写 2. 各种条件和试剂置 于反应箭头上下方
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1.6 取代基效应
(σ， π) 共轭效应 ( π-π, p-π) 超共轭效应 (σ- π,σ- p) 诱导效应 电子效应
取代基 场效应 空间传递，也可归属于电子效应 效应 空间效应 （位阻效应）物理的相互作用
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1. 电子效应
1.1 诱导效应 (Inductive effect)
特点：a. 电子云沿着原子链传递； b. 作用随距离增长而降低。（一般只考虑3根键） 诱导效应的传递强度：与距离相关。距离越大，强度越弱。 诱导效应的相对强度：取代基与氢原子的电负性差值越大， 诱导效应越强。 诱导效应的方向性： 以氢原子作为标准 吸电子-I; 供电子+I 诱导效应的加和性： 具有加和性，如-氯代乙酸的酸性
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1. 电子效应
1.2 共轭效应 (conjugative effect)
1.2.3 超共轭
（1）σ-π 超共轭体系 （2）σ-p 超共轭体系 超共轭强度远远弱于π-π, p-π 共轭，重点掌握后者。
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1. 电子效应
1.2 共轭效应 (conjugative effect)
π-π, p-π 共轭的特点：