等价超共轭
超共轭效应和等价共振式。
共振论(resonance theory),是由美国化学家鲍林(Linus Pauling)所提出的一种分子结构理论,适用于讨论一些不能以价键(见化学键)结构式进行描述的分子,如苯一类的芳香烃。
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轨道之间的相互作用,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。
基本信息
- 中文名
等价超共轭
- 含义
超共轭效应和等价共振式
- 领域
有机合成
超共轭效应
σ-π超共轭
丙烯分子中的甲基可绕C—Cσ键旋转,旋转到某一角度时,甲基中的C-Hσ键与C=C的π键在同一平面内,C-Hσ键轴与π键p轨道近似平行,形成σ-π共轭体系,称为σ-π超共轭体系。
在研究有机反应时有着重要的应用,在学习不对称烯烃的HX加成反应时,我们以C正离子形成的稳定性来解释马尔科夫尼科夫规则,若应用σ-π超共轭效应,则不仅说明甲基是推电子的,同时加深了对这一经验规则的深入理解。再如,不饱和烯烃的a-H的特殊活泼性也可以用σ-π超共轭效应来理解。丙烯的甲基比丙烷的甲基活泼的多,在液氨中丙烯中甲基的H易被取代,丙烷中甲基的H不易被取代。
σ-p超共轭
当烷基与正离子或游离基相连时,C-H上电子云可以离域到空的p空轨道或有单个电子的p轨道上,使正电荷和单电子得到分散,从而体系趋于稳定,称做σ-p超共轭体系。简单的说就是C-H的σ键轨道与p轨道形成的共轭体系称做σ-p超共轭体系。如乙基碳正离子即为σ-p超共轭体系。
参加σ-p超共轭的C-H数目越多,正电荷越容易分散,C正离子就越稳定。
共振论
内容
①当一个分子或离子,按价键规则可以写出二个以上的路易斯结构式时(它们的差别只是键或电子的分布不同,而原子核的位置不变),则真实的分子结构就是这些结构的共振杂化体,即分子的真实结构是共振杂化体,共振杂化体具有上述结构总合的特征,但没有任何一个共振结构可以单独地表示该分子;各个共振结构也都不能单独存在。
②凡分子或离子有共振者,较之没有共振的来得稳定,参加共振的结构数目越多,则杂化体就越稳定;尤其是结构相同的式子参加共振,则其杂化体最稳定。有电荷分离的共振结构稳定性较低。所有其原子都具有完整价电子层的结构式,都是较为稳定的。符合负电荷在电负性较大的原子上的共振结构较稳定。
③在各个共振式中,能量最低而结构相近的式,所占的几率最多,即参与程度最大。
④共振能的概念,标志共振杂化体比任何单独一个共振结构式都来得稳定的程序。
⑤电子离域作用往往能够使分子更为稳定,具有较低的内能,为了衡量这种稳定性,可以使用共振能。共振结构式中,共价键数目越多的能量越低越稳定,它在杂化体中所占几率较大。苯的真实结构是由八种结构式共振而成的共振杂化体,应该指出,在上例中各式都应是在一个平面上的正六边形碳环,不可以有任何变化,这些共振结构式实际上都是假设的结构,它们之间的不同,仅在于电子分布情况假设的结构,它们之间的不同,仅在于电子分布情况不同。
等价共振式
等价的共振式越多,其杂化体越稳定。
羧基的羰基氧的碱性比羟基氧强。