Мезомерний ефект (ефект спряження, резонансний ефект).

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

На відміну від індукційного ефекту, який проявляється в поляризації σ-зв`язків, мезомерний ефект спричиняє перерозподіл електронної густини за участю p -зв'язків або p-електронів. Що ж таке спряження, спряжені орбіталі та ефект спряження? Розглянемо ці поняття на прикладі фторетену. Позначимо s -зв'язки рисками, а p -зв'язки перекриванням p- орбіталей (рис.1.11 а). В молекулі фторетану два атоми вуглецю зв'язані крім s - ще і p -зв'язком, утвореним за рахунок бокового перетинання p- орбіталей. Атом фтору має на зовнішньому енергетичному рівні три неподілені пари електронів, що знаходяться на трьох 2p- орбіталях. Коли вісь однієї з них стане паралельною вісям p- орбіталей атомів вуглецю, стане можливим перекриття цієї орбіталі з π- орбіталлю С=С-зв’язку ближнього атома вуглецю, що і називають спряженням. Отже, спряження можна розглядати як додаткове, в порівнянні з класичною формулою, перекриття p- орбіталей. В даному прикладі в результаті спряження утворюється єдина або спільна (спряжена) p -електронна система, що складається з трьох p- орбіталей, на яких знаходяться 4 електрони. В такій системі електрони можуть легко переходити з орбіталі на орбіталь.

Рис.1.11. Схема розподілу електронів по спряжених p- орбіталях в молекулі фторетену

Атом фтору, що набув октету електронів, внаслідок утворення s -зв'язку з атомом вуглецю, вже не може проявляти електроноакцепторних властивостей, тому що всі його орбіталі заповнені і будь-який подальший перехід електронів до нього суперечить принципу заборони Паулі. Тому електронний заряд передається від атома фтору на подвійний зв’язок і далі на кінцевий (лівий) атом вуглецю в тій мірі, в якій він втрачається фтором. Такий перерозподіл електронної густини показаний на рис.1.11 (б). Обидві структури (а) і (б) можна подати граничними формулами:

Яка ж з них правильно передає розподіл електронної густини в молекулі фторетану? Жодна. В реальній молекулі розподіл електронів є проміжним:

Ще раз підкреслимо, що обидві граничні структури (а) і (б) (рис.2.8) відображають лише один реальний стан молекули. Поляризація, що має місце в молекулі фторетену докорінно відрізняється від тієї, що могла б здійснюватись за індукційним ефектом. У випадку дії індукційного ефекту не спостерігається зміни в перекриванні електронних оболонок атомів, а спостерігається лише зміна полярності s -зв'язків.

Електронні зміщення за участю електронів спряжених p- орбіталей, а найчастіше p -зв'язків називають мезомерним ефектом (М-ефектом), С-ефектом або ефектом спряження, R-ефект ом або резонансним ефект.

Зсув електронної густини, викликаний мезомерним ефектом позначається вигнутою стрілкою або , початок якої показує, які електрони (р- або p -) зміщуються, а кінець стрілки - зв'язки або атоми, до яких зміщується електронна густина:

Залежно від того, які типи орбіталей беруть участь у спряженні розрізняють такі його види:

р - p - спряження

p - p - спряження

p - р – спряження

р – р – спряження

Першою вказується електронодонорна орбіталь, а другою – електроноакцепторна, тобто та, на яку передається електронна густина.

Які ж умови необхідні для виникнення спряження?

1) Наявність р- орбіталей на двох сусідніх атомах, які формально не зв'язані p- зв'язком.

2) Ці орбіталі не повинні сильно відрізнятись за розмірами.

3) Вісі цих орбіталей мають бути паралельними. Ця умова легко виконується, якщо є можливість вільного обертання атомів довкола ординарного зв'язку, що з'єднує ці атоми.

Мезомерний ефект замісника вважають додатним (+М), якщо цей замісник віддає електрон і набуває позитивного заряду, ефект вважається від'ємним (–М), якщо замісник притягує електрон і набуває часткового негативного заряду. Сила М-ефекту залежить, головним чином, від електронної будови замісника.

Замісники, які проявляють +М-ефект .

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?