Bilgi tabanında iyi çalışmanızı göndermeniz basittir. Aşağıdaki formu kullanın

Öğrenciler, lisansüstü öğrenciler, bilgi tabanını çalışmalarında kullanan genç bilim adamları ve çalışmaları size minnettar olacak.

tarafından gönderildi http://www.allbest.ru/

Atomların moleküldeki karşılıklı etkisi ve transferinin yöntemleri

Molekül atomlarının bileşenleri birbirlerini etkiler, bu etki kovalent olarak bağlı atomların zincirine göre iletilir ve moleküldeki elektron yoğunluğunun yeniden dağıtılmasına neden olur. Bu fenomen denir elektronik etki milletvekili.

Endüktif etki

Bağlantıların polarizasyonu:

İndüktif etki (BEN.-Etki) milletvekili aranan yayın yapmak eleiçintrole etkilemek milletvekili tarafından zincirler u-bağlantılar.

Endüktif etki hızla kaybolur (2-3 bağlantıdan sonra)

Efekt H kabul edildi \u003d 0

Elektro-alıcı (- BEN.-Etki):

HAL, OH, NH 2, NO 2, COOH, CN

güçlü alıcılar - katyonlar: NH3 +, vb.

Elektronononlar (+ BEN.-Etki):

SP 2-karbonun yanındaki alkil grupları:

Anyonlar: - - - - - -

Metaller 1. ve 2. Gruplar:

MESometer Efekti

Molekülün elektron yoğunluğunun yeniden dağıtılmasındaki ana rol, delaşize edilmiş P - ve p-elektronlarıyla oynanır.

Mesomerik etki veya etki birleşme (M.-Etki) - bu başınae.dağıtım elektronlar tarafından konjuge sistem.

Atomları libidize olmayan bir p-orbital atomuna sahip olan sübstitüentler, bir mezomerik etkiye sahiptir ve molekülün geri kalanıyla birlikte konjugasyona katılabilir. Mezomerik etki doğrultusunda, ikame ediciler elektronik olarak akçarlılar olabilir:

ve elektrononlar:

Birçok ikame edicinin hem endüktif hem de mezomerik etkilere sahiptir (tabloya bakınız). Halojen hariç tüm milletvekilleri mESometer Efekti Mutlak değerde indüklenti önemli ölçüde aştı.

Molekülde birkaç sübstitüent varsa, elektronik etkileri tutarlı veya tutarsız olabilir.

Tüm ikameler aynı yerlerde elektronik yoğunluğu arttırır (veya azaltın), elektronik etkileri koordineli olarak adlandırılır. Aksi takdirde, elektronik etkilerinin tutarsız denir.

Mekansal Efektler

İkame edici, özellikle taşırsa etkisi elektrik şarjısadece kimyasal bağlar yoluyla değil, aynı zamanda boşluktan da iletilebilir. Bu durumda, ikame edicinin mekansal konumu değeri belirlemektir. Bu fenomen denir mekânsal etki milletvekilie.parça.

Örneğin:

Sübstitüent, aktif partikülün reaksiyon merkezine yaklaşımını engelleyebilir ve böylece reaksiyon hızını azaltabilir:

molekül molekülü milletvekili

Etkileşim tıbbi madde Reseptör ayrıca moleküllerin devrelerinin belirli bir geometrik yazışma gerektirir ve moleküler geometrik konfigürasyondaki değişim biyolojik aktiviteyi önemli ölçüde etkiler.

Edebiyat

1. Beloborodov V.L., Zurabian S.E., Luzin A.P., Tubavkin N.A. Organik Kimya (Ana Kurs). Bırak, M., 2003, s. 67 - 72.

2. N.A. Tubavkina, Yu.i. Baukov. Biyoorganik Kimya. Bırak, M., 2007, s. 36-45.

Allbest.ru'da yayınlandı.

Benzer belgeler

İbuprofen içeren ilaçların dikkate alınması. İbuprofen'in avantajları ve dezavantajları. Ibuprofen molekülünün ana kuantum-kimyasal özellikleri. İbuprofen molekülündeki dış değerlik elektronlarının elektron yoğunluğunun dağılımı.

sunum, eklendi 03/18/2018


Bileşiklerde kimyasal bağ tipinin belirlenmesi. Elektronez değişikliğinin özellikleri. Kimyasal bağın elektronik yoğunluğunun yer değiştirmesi. Mezomerik bir etki kavramı. Konjugat sistemlerinin stabilitesi, çeşitleri. Döngüsel bileşiklerin oluşumu.

sunum, Eklenen 10.02.2014


Kimyasal element - bir türün atomu kümesi. Açılış kimyasal elementler. Atom ve moleküllerin boyutları. Kimyasal elementlerin varlığının formları. Maddi moleküler ve akbeyüler olmayan maddeler hakkında bazı bilgiler. Atomik moleküler öğretim.

sunum, Eklenen 15.04.2012


Kimyasal yapı - Moleküldeki atomları bağlama dizisi, ilişkilerinin sırası ve karşılıklı etki. Organik bileşiklerin bileşimine dahil edilen atomların bağlantısı; Maddelerin özelliklerinin atom şeklinden bağımlılığı, sayıları ve değişim sırası.

sunum, Eklenen 12/12/2010


Bir molekülün bir grup simetri ile karşılaştırılması. Molekülün toplam simetrisinin kurulması ve atomların eşdeğerine sınıflandırılması. Matris çalışması kaynak temsilleri. Bazı matris simetrisinin dönüşümüne uygunluk. Matrisler kümesi örnekleri.

Özet, Eklenen 13.07.2009


Atomların karşılıklı etkisi ve organik moleküllerde transfer yöntemlerinin yöntemleri. İyonlaşmanın biyolojik aktivitenin tezahüründe rolü. Fosfolipitler gibi yapısal bileşenler hücre zarları. Organik bileşiklerin stereokimyası. Amino asit reaksiyonları, proteinler.

dersin süresi, eklenen 03/05/2013


Molekülleri karbon atomlarından, hidrojen ve oksijenden oluşan organik madde olarak karbonhidratlar, sınıflandırmaya aşinalık: oligosakaritler, polisakaritler. Monosakaritlerin temsilcilerinin özellikleri: Glikoz, meyve şekeri, deoksiriboz.

sunum, eklendi 03/18/2013


Imidazolia katyonundan oluşan bir molekülün parametrelerinin hesaplanması ve yazılımla tetraflorasyon anyonu. Moleküllerin yapısını, elektron yoğunluğunun yüzeylerinde dağılımı elde edilmesi. Kritik bağ noktalarının yeri.

sınav, 24.11.2013 eklendi


Molekülün yapısı, atomların bağları ve asetilenlerin özellikleri kimyasal maddeler. Alkins üretme özellikleri Metan termisi ve endüstride karbon hidrojenlenmesi ve laboratuvardaki eliminasyon reaksiyonu. Üçlü bağları içeren alkin reaksiyonları.

muayene, 05.08.2013 eklendi


KİMYASAL TÜRLER: Kovalent, iyon ve metalik. Bir kovalent bağın oluşumu ve özellikleri için donör alıcı mekanizması. Değerleme ve elementlerin oksidasyon derecesi. Kimyasal bileşik molekülleri. Atomların ve moleküllerin boyutları ve ağırlığı.

Ders 3.

Konu: Organik bileşik moleküllerinde atomların karşılıklı etkisi

Amaç: organik bileşiklerin elektron yapısını ve atomların moleküllerinde karşılıklı etkisini iletmek için yöntemleri incelemek.

Plan:

1. Endüktif etki

2. Eşleştirme türleri.

3. Organik bileşiklerin aromatiği

4. Mezomerik Etkisi (Konjugasyon Etkisi)

Endüktif etki

Organik bileşik molekülü, belirli bir sırayla, kovalent bağlar ile ilişkili atomların bir kombinasyonudur. Aynı zamanda, ilişkili atomlar elektronegativasyonun büyüklüğüne göre değişebilir (e.).

· Elektrik - Bir atomun kimyasal bağ yürütmek için başka bir atomun elektron yoğunluğunu çekmesi yeteneği.

E.O'nun değeri ne kadar büyük olur. Bu eleman, daha güçlü olan elektron iletişimini çekiyor. EV değerleri Amerikan kimyager L. Polygom kuruldu ve bu seri Polinga ölçeği denir.

E. O. Karbon atomu, hibridizasyonunun durumuna bağlıdır, çünkü Bulunan karbon atomları farklı şekiller Hibridizasyon birbirinden E. O tarafından farklılık gösterir ve S-Cloud'un bu hibridizasyon biçiminde payına bağlıdır. Örneğin, bir SP 3-hibridizasyonundaki bir atom en az E.O'ya sahiptir. P-Cloud'un fraksiyonu en az S-Cloud için hesaplandığından beri. Büyük e.o. SP-hibridizasyonunda bir atom var.

Molekülü oluşturan tüm atomlar birbirleriyle karşılıklı iletişimdedir ve karşılıklı etkidir. Bu etki elektronik etkiler kullanılarak kovalent bağlarla iletilir.

Kovalent bağın özelliklerinden biri, elektronik yoğunluğun bazı hareketliliğidir. Daha büyük e, OH ile atoma doğru kayabilir.

· Polaritekovalent iletişim, ilişkili atomlar arasında elektron yoğunluğunun düzensiz bir şekilde dağılımıdır.

Moleküldeki kutupsal bağların varlığı komşu bağlantıların durumunu etkiler. Polar İletişiminin etkisini yaşarlar ve elektronik yoğunluğu ayrıca daha fazla E.O'ya doğru kayar. Atom, yani elektronik bir etki iletilir.

· Zincirdeki elektronik yoğunluğun yer değiştirmesi Σ-bağlantılar denir endüktif etki Ve I olduğunu belirtti.

Endüktif etki, zincire zayıflamaya göre iletilir, çünkü ϭ iletişimin oluşumu sırasında büyük miktarda enerji salınır ve bu nedenle zayıf polarize edilir ve bu nedenle endüktif etki iki bağ başına daha büyük ölçüde kendini gösterir. Tüm σ-bağlantıların elektron yoğunluğunun ofset yönü doğrudan oklarla gösterilir. →

Örneğin: 3 δ +< → CH 2 δ +< → CH 2 δ +< →Cl δ - Э.О. Сl > E.o. Dan

CH3 Δ +< → CH 2 δ +< → CH 2 δ +< →OH δ - Э.О. ОН > E.o. Dan

· Atom veya atom grubu, kaydırma elektron yoğunluğu ϭ-karbon atomundan tahvil elektron elektron sübstitüentlerive negatif bir endüktif etki göster (-İ efekti).

Onlar halojenler (CL, BR, I), OH -, NH2 -, COOH, COH, NO 2, SO 3 H, vb.

· Elektronik yoğunluk veren atom veya atom grubu denir elektron donör ikame edicilerive olumlu bir endüktif etki göster (+ İ-efekti).

I efektleri, alifatik hidrokarbon radikalleri, CH3, C2H5, vb.

Endüktif etki, ilişkisel karbon atomlarının bir hibridizasyon hali olarak farklı olduğu durumlarda tezahür edilir. Örneğin, ahlaksız molekülde, CH3 Grubu, + i-i-effects, çünkü onlar - etkisi ve elektroniklerdir.

Konjuge sistemler. Eşleştirme türleri.

Molekülün kimyasal özelliklerini belirleyen en önemli faktör, içinde elektron yoğunluğunun dağılımıdır. Dağılımın doğası, atomların karşılıklı etkisine bağlıdır.

Daha önce, sadece ϭ-tahviller olan moleküllerde, atomların davasında karşılıklı etkisi olduğunu göstermiştir. farklı er. endüktif etki yoluyla gerçekleştirilir. Konjugat sistemlerini temsil eden moleküllerde, başka bir etkinin etkisi tezahür eder. mesomerikveya Konjugasyon etkisi.

· Konjugat sistemi üzerindeki ikame edici aktarımın etkisi π-bağlantılar denir mezomerik Etkisi (M).

Mezomerik etki hakkında konuşmadan önce, konjugat sistemleri sorusunu sökmek için gereklidir.

Konjugasyon, birçok organik bileşik moleküllerinde (Alkadlar, aromatik hidrokarbonlar, karboksilik asitler, üre vb.).

Çift bağların alternatif düzenlemesine sahip bileşikler konjugat sistemleri oluşturur.

· Eşleştirme -bahsedilmedi P Z - orbitallerin bir molekülün içinde değişen çift ve tek bağlarla etkileşiminin bir sonucu olarak tek bir elektron bulutunun oluşumu.

hibridizasyon. Bütün bu atomlar aynı düzlemde uzanır ve molekülün σ-iskeletini oluşturur (bkz. Şekil).

Her karbon atomunun ungibridized p - orbitals bu düzleme diktir ve birbirine paraleldir. Bu, karşılıklı örtüşenler için koşullar yaratır. Bu yörüngede örtüşen, yalnızca C-1 ve C-2 ve C-3 ve C-4 atomları arasında değil, aynı zamanda C-2 ve C-3 atomları arasında da gerçekleşir. Dört P Z'yi örtüşürken, tek bir-elektron bulutunun oluşumu gerçekleşir, yani. birleşme İki çift bağ. Bu tür bir konjugasyon denir π, π-konjugasyon, t. k orbital π-tahviller etkileşime girer. Eşleştirme devresi içerebilir büyük sayı Çift bağ. Ne kadar uzun olursa, π-elektronların ve daha kararlı molekülün delokalizasyonu arttırılır. Konjuge sistemde π-elektronlar artık belirli ilişkilere değiller, onlar delokalize edilmişi.E. Tüm molekülün üzerine eşit olarak dağıtılır. Konjugat sistemindeki π-elektronların delokalizasyonu, denilen enerjinin salınması ile eşlik eder. posta enerjisi. Bu tür moleküller, izole edilmiş çift bağ olan sistemlerden daha stabildir. Bu, aşağıdaki bu tür moleküllerin enerjisinin olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Elektron delokalizasyonunun bir sonucu olarak, bir konjugat sisteminin oluşumunda, bağlantı uzunluklarının kısmi seviyelendirilmesi meydana gelir: tek daha kısa hale gelir ve çift - daha uzundur.

Eşleştirme sistemi heteroatomları içerebilir. Zincirdeki heteroatomlu π, π-konjugat sistemlerinin bir örneği α ve β - doymamış karbonil bileşikleri olabilir. Örneğin, Acrolein'de (Propan-2-Al) CH2 \u003d CH - CH \u003d O.

Konjugasyon zinciri, her biri bir p-elektronunu tek bir-sisteme dönüştüren üç SP2-hibridize karbon atomunu ve bir oksijen atomunu içerir.

p, π-konjugasyon.P, π-konjugat sistemlerinde, konjugasyonun oluşumunda, atomlar anlamsız bir donör elektron çifti ile yer almaktadır. Bunlar şöyle olabilir: bu tür bileşiklere halojenürler, eterler, asetamidler, karbonlar bulunur. Bu bileşiklerin moleküllerinde, p-orbital heteroatomlu bir çift bağ gerçekleştirilir. SP2 hibridize karbon atomunu ve bir çift elektronla bir p-orbital heteroatomunu üst üste binerek üç merkezli bir üç merkez bağ oluşturulur.

Benzer bir iletişimin oluşumu, peptitlerin ve proteinlerin önemli bir yapısal parçası olan amid grubunda gösterilebilir. Asetamid molekülünün amid grubu iki azot ve oksijen heteroatomunu içerir. P, π-konjugat, karbonil grubunun polarize çift bağının ve azot atomunun donör elektron çiftinin elektronları.

Eşleştirme, döngüsel sistemlerde oluşabilir. Bunlar öncelikle arena ve türevleridir. En basit temsilci benzendir. Benzen molekülündeki tüm karbon atomları SP2-hibridizasyonundadır. Altı SP-Hybrid Bulutları bir benzen çerçevesi oluşturur. Tüm ϭ İletişim (C - C ve C - H) aynı düzlemde yatar. Altı nemli olmayan p-orbital, molekülün düzlemine dik ve birbirlerine paraleldir. Her p-orbital eşit olarak iki bitişik p-orbital ile örtüşebilir. Bu örtüşme sonucunda, tek bir delokalize π-sistem, yukarıda ve ϭ iskelet düzleminin altında bulunan en büyük elektron yoğunluğu oluşur ve döngünün tüm karbon atomlarını kapsar. π-Elektronik yoğunluk, tüm siklik sisteme eşit bir şekilde dağıtılır. Karbon atomları arasındaki tüm bağlantılar aynı uzunlukta (0.139 nm), tek ve çift bağların uzunlukları arasında ara maddeye sahiptir.

Aromatik

Aromatik bileşiklerin çeşitli özellikleri de dahil olmak üzere bu kavram, Alman fizikçiyi E. Hyukkel (1931) tanıttı.

Aromatik koşullar:

· Düz Kapalı Çevrim

· SP2 ile olan tüm atomlar - hibridizasyon

· Tüm döngü atomlarının tek bir konjugat sistemi oluşturulur.

· HYUKKEL Kuralı: "4N + 2 p-elektronlar arayüzde, N \u003d 1, 2, 3 ..."

Aromatik hidrokarbonların en basit temsilcisi - Benzen. Dört aromatik koşulun hepsini tatmin eder.

Hyukkel Kuralı: 4N + 2 \u003d 6, n \u003d 1.

MESometer Efekti

İkame edicilerin elektron etkisinin σ-bağlantılar (endüktif etki) ile iletildiği cevapsızlığın aksine, Delokalize kovalent bağların π elektronları, konjugat sistemlerinde elektronik etkinin iletiminde oynatılır. Delokalize (konjugat) π sistemin elektron yoğunluğunun yer değiştirmesinde ortaya çıkan etki konjugasyon etkisi veya mezomerik etki denir.

· Mesometre Etkisi (+ m, -m) - İkameentin elektronik etkisinin konjugat sistemi tarafından iletilmesi.

Aynı zamanda, ikame edici konjugat sisteminin bir parçası haline gelir. Bir çift heteroatom elektronunun (halojenler, amino, hidroksil grubu), boş veya iki elektronla dolu bir çift heteroatom elektronunun (halojenler, amino, hidroksil grupları), boş veya doldurulmuş bir anlamı p-orbitals. M harfini ve kavisli okları belirtir Mesomerik etki "+" veya "-" olabilir.

Konjugat sistemindeki elektron yoğunluğunu artıran ikame maddeleri, pozitif bir mezomerik etki gösterir. Ortalama içermeyen bir elektronik çifte veya negatif şarjlı atomlar içerirler ve elektronlarını ortak bir konjugat sistemine iletebiliyorlar, yani. elektrononlar. (ed). Reaksiyonları 2,4,6 pozisyonuna yönlendirirler ve denir nazik oryantallar

ED örnekleri:

İkame edici, konjugat sisteminden elektronları çeken, -M ve Nazny sergiler elektronik olarak doğru (EA). Bunlar çift bağ olan sübstitüentlerdir.

Benzaldehit

tablo 1 İkame Edenlerin Elektronik Etkileri

Organik Kimya - Karbon bileşiklerinin incelendiği kimyanın bölümü, yapıları, özellikleri, karşılıklı eğlence.

Disiplinin adı "organik kimya" dir - uzun süre ortaya çıkmıştır. Onun nedeni, çoğu karbon bileşiğinin araştırmacılar tarafından karşılaştığı gerçeğinde yatıyor. İlk aşama Kimya biliminin oluşumu bir sebze veya hayvan kökenlidir. Bununla birlikte, istisna sırasına göre, ayrı karbon bileşikleri inorganik olarak ifade eder. Böylece, örneğin, karbon oksitler inorganik maddeler olarak kabul edilir, kömür asidi, karbonatlar, bikarbonatlar, siyanorrod ve diğerleri.

Halen, 30 milyondan fazla farklı organik maddeden az, ayrıca bilinmektedir ve bu liste sürekli olarak doldurulur. Böyle çok sayıda organik bileşik, öncelikle aşağıdaki spesifik karbon özelliklerinden kaynaklanmaktadır:

1) Karbon atomları, keyfi uzunluktaki devrede birbirlerine bağlanabilir;

2) Sadece aralarında sadece ardışık (doğrusal) karbon atomlu bir bileşiği değil, aynı zamanda dallanmış ve hatta siklik;

3) mümkün farklı şekiller Karbon atomları arasındaki bağlantılar, yani tek, çift ve üçlü. Aynı zamanda, organik bileşiklerde karbon değeri her zaman dört'e eşittir.

Ek olarak, çok çeşitli organik bileşikler ayrıca, karbon atomlarının, hidrojen, oksijen, azot, fosfor, gri, halojenler gibi diğer birçok kimyasal elementin bağlantılarını oluşturabileceği ve atomlarıyla da katkıda bulunur. Aynı zamanda, hidrojen, oksijen ve azot en sık bulunur.

"Karanlık Orman" bilim adamları için oldukça uzun bir organik kimyanın temsil edildiği belirtilmelidir. Bir süredir bilimde, Vitalizm teorisi, hangi organik maddelerin "yapay" bir yöntemle elde edilemeyeceği, yani Canlı madde dışında. Bununla birlikte, vitallik teorisi, canlı organizmaların dışında olabilecek maddelerin bulunduğu gerçeğinden dolayı çok uzun zamandır yoktu.

Araştırmacılar, birçok organik maddenin aynı kaliteye sahip ve kantitatif kompozisyona sahip olmasına neden olmuş, ancak genellikle fiziksel ve kimyasal özelliklerle birbirlerinden tamamen farklıdırlar. Örneğin, dimetil eter ve etil alkol, kesinlikle aynı bir element bileşimine sahiptir, ancak normal koşullar altında dimetil eter gaz ve etil alkol - sıvıdır. Ek olarak, sodyum dimetil eter reaksiyona girmez ve etil alkol, hidrojen gazını vurgulayarak etkileşime girer.

XIX yüzyılın araştırmacıları, organik maddelerin nasıl düzenlendiği konusunda birçok varsayım ortaya çıkmıştır. Önemli ölçüde önemli varsayımlar, Alman bilimcileri tarafından aday gösterildi F.A. Saekul, ilk önce farklı kimyasal elementlerin atomlarının özel değerleri var olduğu fikrini ve organik bileşiklerdeki karbon atomları birbirlerini birleştirerek, bir zincir oluşturarak birbirlerini birleştirebilir. Daha sonra, Kekülün varsayımlarından uzaklaşan Rus bilim adamı Alexander Mikhailovich Butlerov, alaka düzeyini kaybetmedi ve zamanımızdaki organik bileşiklerin yapısı teorisini geliştirdi. Bu teorinin temel hükümlerini göz önünde bulundurun:

1) Organik maddelerdeki tüm atomlar moleküller, değerlerine göre belirli bir sırayla birbirine bağlanır. Karbon atomları dört'e eşit kalıcı bir değere sahiptir ve birbirleriyle çeşitli yapıların devresini oluşturabilir;

2) Herhangi bir organik maddenin fiziksel ve kimyasal özellikleri, sadece moleküllerinin bileşimine değil, aynı zamanda bu moleküldeki atomların bileşiminin kendileri arasında da bağlıdır;

3) Moleküldeki atomların yanı sıra atomların yanı sıra birbirlerini etkiler. Böyle karşılıklı etki fiziksel olarak yansıtılır ve kimyasal özellikler Bileşikler;

4) Organik bileşiğin fiziksel ve kimyasal özelliklerini keşfetmek, yapısını takılabilir. Bir maddenin bir molekülünün zıt yapısı da doğrudur, özelliklerini tahmin etmek mümkündür.

Benzer şekilde, periyodik hukuk D.i. Ieldeva, inorganik kimya, organik maddelerin yapısının teorisi için bilimsel bir temel haline geldi. Butlerova aslında organik kimya oluşumunda bilim olarak başlangıç \u200b\u200bnoktası haline geldi. Buchler'in yapısının teorisini yarattıktan sonra organik kimyanın gelişimine çok hızlı bir şekilde başlamasına dikkat edilmelidir.

Isomerius ve Homoloji

Butlerov teorisinin ikinci konumuna göre, organik maddelerin özellikleri sadece moleküllerin nitel ve kantitatif bileşimine değil, aynı zamanda bu moleküllerde atomların bileşiğinin sırasına da bağlıdır.

Bu bağlamda, organik maddeler arasında izomerizm gibi bir fenomen yaygındır.

Isomeria - Fenomen, farklı maddelerin kesinlikle aynı miktarda moleküllerin bir bileşimi olduğunda, yani. Aynı moleküler formül.

Çok sık, izomerler fiziksel ve kimyasal özelliklerde çok farklıdır. Örneğin:

İzomeria türleri

Yapısal izomerya

a) izomeria karbon iskeleti

b) İzomeria pozisyonu:

çoklu dokunuş

milletvekilleri:

fonksiyonel gruplar:

c) Interclativate Isomeria:

İnteratif izomerizma, fromomers olan bileşikler farklı organik bileşik sınıflarına ait olduğunda meydana gelir.

Mekansal izomerya

Mekansal izomerizmi, aynı atomların birbirine eklenmesinin aynı sırasına sahip farklı maddelerin birbirlerine sabit farklı atomların veya alandaki atomların gruplarının birbirinden farklı olduğunda bir fenomendir.

İki tür mekansal izomerizm vardır - geometrik ve optik. Sınavda optik izomerizm için görevler bulunmaz, bu yüzden sadece geometrik olduğunu düşünüyoruz.

Herhangi bir bileşiğin molekülünde, bir çift C \u003d C iletişim veya döngü varsa, bazen bu gibi durumlarda bir geometrik olguya veya cis-trans.- Biromerya.

Örneğin, Bootena-2 için bu tür bir izomerizm mümkündür. Anlamı, karbon atomları arasındaki çift bağın aslında düz bir yapıya sahip olması ve bu karbon atomlarındaki ikame edicilerinin bu düzlemin üstünde veya altında sabitlenmesi için sabitlenebilir:

Aynı ikame ediciler uçağın bir tarafında olduğunda cis-Zetre ve farklı olduğunda - trank-Zetre.

Yapısal formüller şeklinde cis ve trank-İnomerler (Bouthen-2 örneğinde) aşağıdaki gibi tasvir edilir:

Çift bağ olan en az bir karbon atomu iki aynı ikame edici olacaksa, geometrik izomerizmin mümkün olmadığına dikkat edilmelidir. Örneğin, cis-transpropen için izomerizasyon imkansızdır:

Yukarıdaki resimden görülebileceği gibi, bir metil radikalini ve ikinci bir karbon atomunda bulunan bir hidrojen atomunu değiştirirseniz, uçağın farklı tarafları boyunca, diğer taraftan az önce baktıkları molekülü alacağız.

Atomların ve atom gruplarının organik bileşik moleküllerinde etkisi

Bir kimyasal yapı kavramı, birbirleriyle bağlantılı atom dizisi olarak, elektronik teorinin ortaya çıkmasıyla önemli ölçüde genişletildi. Bu teorinin bakış açısından, moleküldeki atomların atomlarının ve gruplarının nasıl bir etkisi olduğunu açıklayabilir.

Bir molekülün bazı bölümlerinin diğerlerine etkisinin olası iki yolu vardır.

1) Endüktif etki

2) Mezomerik Etkisi

Endüktif etki

Bu fenomeni göstermek için, bir örnek 1-kloropropan molekülü (CH3CH2CH2C1) için alın. Karbon ve klor atomları arasındaki ilişki polardır, çünkü klor karbona kıyasla çok daha yüksek elektronize sahiptir. Elektron yoğunluğunun karbon atomundan klorin atomuna yer değiştirmesinin bir sonucu olarak, kısmi bir pozitif yük (δ +) oluşur ve klorin atomu üzerinde - kısmi negatif (δ-):

Elektron yoğunluğunun bir atomdan diğerine yer değiştirmesi, genellikle daha elektronegatif bir atoma yönelik bir okla belirtir:

Bununla birlikte, ilginç bir an, ilk karbon atomundan klorin atomuna kadar elektron yoğunluğunun dengelenmesine ek olarak, yer değiştirme de gerçekleşir, ancak ikinci karbon atomundan birinci olarak ve ayrıca bir miktar daha azdır. Üçüncüye ikinci

Zincir σ-bağlantılarındaki elektron yoğunluğunun böyle bir yer değiştirmesi endüktif bir etki denir ( BEN.). Bu etki, Etkileme Grubundan çıkardığı için kaybolur ve zaten 3 σ-bağlantılardan sonra uygulanmaz.

Bir atom veya bir atom grubunun karbon atomlarına kıyasla daha fazla elektronize olduğunda, bu tür ikamelerin negatif bir endüktif etkisi olduğunu söylüyorlar (- BEN.). Böylece, yukarıdaki örnekte, klorin atomu negatif bir endüktif etkiye sahiptir. Klorun yanı sıra, aşağıdaki ikame maddeleri negatif bir endüktif etkiye sahiptir:

-F, -cl, -br, -i, -Oh, -nh 2, -cn, -no 2, -Ch, -Cooh

Atomun veya atom grubunun elektronezlenmesi, karbon atomunun elektrikli negatsisinden daha az ise, elektron yoğunluğu aslında bu tür ikame maddelerinden karbon atomlarına iletilir. Bu durumda, milletvekilinin olumlu bir endüktif etkisi olduğunu söylüyorlar (+ BEN.) (bir elektron donörüdür).

Yani, + ile milletvekilleri BEN.- Etki hidrokarbon radikallerini sınırlandırıyor. Bu durumda, şiddeti + BEN.- Hidrokarbon radikalinin uzamasıyla etkilenir:

-CH3, -C2H 5, -C3H 7, -C 4H 9

Farklı değerlik durumlarındaki karbon atomlarının farklı elektronegati olduğu belirtilmelidir. SP Hibridizasyonu durumundaki karbon atomları, SP2 hibridizasyonunun bir durumundaki karbon atomlarına kıyasla daha fazla elektronezaya sahiptir, bu da, SP3 hibridizasyonundaki karbon atomlarından daha elektroneylidir.

Mezomerik Etkisi (M)veya konjugasyon etkisi, konjugat π-tahvil sistemine göre iletilen ikame efektinin etkisidir.

Mezomerik etkinin işareti, endüktif etkinin işareti olarak aynı ilke ile belirlenir. İkame, konjugat sisteminde elektron yoğunluğunu arttırırsa, pozitif bir mezomerik etkiye sahiptir (+ M.) Ve bir elektron bağışçısıdır. Çift karbon-karbon bağları, sulanan bir elektronik çifti içeren ikame edicileri: -NH 2, -N, halojen pozitif bir mezomerik etkiye sahiptir.

Negatif Mezomerik Etkisi (- M.) Sahiplerin ikame edicileri vardır, elektron yoğunluğunu konjugat sisteminden çekerek, sistemdeki elektronik yoğunluğu azalır.

Negatif Mezomerik Etkilerin Gruplara Var:

-NO 2, -COOH, -SO3 H, -COH,\u003e C \u003d O

Elektron yoğunluğunun molekülün yağındaki yeniden dağıtılması nedeniyle, moleküldeki endüktif etkiler, bazı atomlarda, maddenin kimyasal özelliklerine yansıtılan bazı atomlarda kısmi pozitif veya negatif yükler belirir.

Grafiksel olarak mezomerik bir etki, elektron yoğunluğunun ortasında başlayan ve elektron yoğunluğunun değiştiği yerlerde tamamlanmış olan kavisli ok ile gösterilir. Örneğin, vinil klorür molekülünde, köy etkisi, klorin atomunun bir buhar elektron çifti konjuge ederken, karbon atomları arasındaki π-bağı ile oluşur. Böylece, bunun bir sonucu olarak, klorin atomunda kısmi bir pozitif yük belirir ve bir elektronik çiftin etkisi altında bir mobilite π-elektron bulutunun, bu kısmi negatif şarjın bir sonucu olarak ortaya çıkan aşırı karbon atomuna doğru kaydırılır. :

Molekül alternatif tek ve çift bağlara sahipse, molekülün bir konjugat π-elektronik sistem içerdiğini gösterirler. Böyle bir sistemin ilginç bir özelliği, mesomerik etkinin ona kaybolmamasıdır.

Ders 2.

2.1. Atomların biyoorganik bileşiklerin moleküllerinde karşılıklı etkisi

2.1.1. İkame edicilerin elektronik etkileri. Endüktif ve Mezomerik Etkisi. Bağışçı ve alıcı grupları milletvekili.

2.1.2. Biyoorganik moleküllerde elektron yoğunluğunun dağılımı.

2.2. Organik bileşiklerin eskort ve temel özellikleri.

2.2.1. Brensteda Lowry Teorisi. Brenstead-Lowry teorisine uygun olarak "asit ve baz" tanımları.

2.2.2. Biyoorganik bileşikler-asitler. Asit merkezinin türünün etkisi ve

milletvekilleri asit özellikleri.

2.2.3. Biyoorganik bileşikler - gerekçesiyle. . Ana merkez türünün etkisi ve

milletvekilleri temel özellikler. Özellikleri

2.3.MEDİKO-BİYOLOJİK "Biyoorganik Bileşenlerin Asit-Temel Özelliklerini" incelemesinin

Kaynak seviyesi Konuya Usta Bilgi

2 periyotların yörüngelerinin orbital ve mekansal oryantasyonunun hibridizasyonu., Görüşler kimyasal bağlar, kovalent σ ve π ve π bağlantılarının özellikleri - bağlantılar, kutuplar ve polar olmayanlar kovalent bağlar, dönemdeki elemanların elektronegativasyonunu ve grup, fonksiyonel gruplar, konjugat sistemleri, delokalizasyon.

2.1. Atomların biyoorganik bileşiklerin moleküllerinde karşılıklı etkisi.

İkame Edenlerin Elektronik Etkileri

Bölüm 2.1 Anahtar Kelimeleri.

Biyoorganik bir bileşik molekülündeki donör, alıcı, elektronegativasyon, elektron yoğunluğu dağılımı, endüktif etki, mezomerik

Elektron yoğunluğunun biyoorganik bileşiklerde yer değiştirmesi, atomların farklı elektronize edilebilirliği ile ilişkilidir. Elektronik yoğunluğu her zaman daha elektronegatif bir atoma doğru kaydırılır.

Bir dizi elektronite edilebilirlik:

F\u003e o\u003e n\u003e c1\u003e br\u003e i ~ s\u003e h\u003e h

Elektron yoğunluğunu tarafına kaydıran fonksiyonel gruplar, kendilerinden elektronik yoğunluk bağışçılarından "repulsing", alıcı ve gruplardır.

Bu fenomenleri göstermek için elektronik Yoğunluk Dağıtım DiyagramlarıKim organik reaksiyonun yönünü anlamaya ve neden tam olarak çok fazla aktığını açıklar. Elektron yoğunluğunun dağılımına dayanarak, reaksiyonun mekanizmasının ve elde edilen maddelerin yapısının ifade edilebileceği varsayılmaktadır.

Elektron yoğunluğunun σ - bağlantılar boyunca yer değiştirmesi bir isim giyer endüktif etki Atomlar veya fonksiyonel gruplar, kendilerinden elektron yoğunluğundan "itici", pozitif (+ I) ve yan - negatif (- I) etkilerine kaydırır.

Endüktif etki, bir atomdan (B +), aşırı bir negatif şarjın (kısmi şarj b-) oluştuğu atoma doğru kısmi pozitif şarj (B +) ile yönlendirilen bir bağlantı boyunca bir ok ile belirtir.

Endüktif etki, bu etkiye neden olan gruba göre bitişik 2-3 atomu için geçerlidir ve grup silmeleri gibi.

Elektron yoğunluğunun riotanik asit molekülündeki dağılımı.

CH3 -\u003e CH2 -\u003e CH2 -\u003e CH2 -\u003e SOAM

<------ Şarj B + ok yönünde azalır

Konjuge bağlantılar sisteminde elektron yoğunluğunun yer değiştirmesi denir mezomerik Etkisi (M-ETKİ).Mezomerik etki uzun bir sistemi kaplar, konjugat sistemdeki aşırı atomlarda kısmi yükler ortaya çıkar ve benzen halkası - elektron yoğunluğundaki değişim, 2,4,6 konumunda (etkiyi ortaya çıkaran gruba göre) oluşur. ) .

Halojen atomları, hidroksi - ve amino grupları, ortak bir konjugat sistemi oluşturarak, π-araçlarının yanına kaydırılan esansiyel elektron çiftlerini içerir. + M-efektini gösteriyorlar. Karboksil, karbonil, nitro grupları etkisidir ve π-elektron yoğunluğunu yanlarına kaydırırlar.

Örnekler: şirketi (akrilik) asit

CH2 \u003d\u003d SN- c \u003d\u003d

Klorvinil (klorheten)

C1 -CH \u003d\u003d CH2

Benzenin aromatik sisteminde bir sübstitüent varsa bağışçı , 2.4.6 donör grubu pozisyonlarında kısmi (aşırı) bir ücret alınır. Olumlu bir mezomerik etkinin gösterilmesi hidroksi, amino grupları, florin ve klor halojen atomları olarak kabul edilmelidir.

- Eğer milletvekili - akseptör , sonra kısmi şarj Δ + 2,4,6 pozisyonlarında

Alıcı Grupları: Karboksil, Aldehit., Nitro, Siyano.

Bağışçı, pozitif + I ve + M etkilerini gösterir ve alıcı negatif - I ve - M-efektleridir.

Konjugat sisteminde, Mezomer M-efekti ana etki olarak kabul edilir.

Altı üyeli aromatik heterosiklik piridin ve pirimidin bileşiklerinde azot atomu, negatif bir mezomerik etkiye sahiptir, bu nedenle aromatik sistemin genel elektronik yoğunluğu azalır (-yetersiz döngü kavramını hatırlayın) ve 2 pozisyondaki azot atomuna göre , 4, 6 döngü orada elektron yoğunluğu eksikliği ve kısmi bir şarj b + görünür. Nikotin asitte, piridin molekülündeki karboksil grubunun tanıtılması, elektron yoğunluğu eksikliğini arttırır. Azotun atomu ve karboksil grubu "koordineli" çalışır ve onlar ile ilişkili olarak 2,4,6 ile aynı hükümlerde elektron yoğunluğu eksikliği oluşturur.

Bölüm 2. Organik bileşiklerde kimyasal bağ ve atomların karşılıklı etkisi

Organik bileşiklerin kimyasal özellikleri, kimyasal bağların, ilişkili atomların niteliği ve moleküldeki amaçlanan etkilerinden kaynaklanmaktadır. Bu faktörler sırayla, atomların elektronik yapısı ve atomik orbitallerinin etkileşimi ile belirlenir.

2.1. Karbon Atomunun Elektronik Yapısı

Bir elektron bulma olasılığının maksimum olduğunu, atomik bir orbital (AO) olarak adlandırıldığı atomik alanın bir kısmı.

Kimyada, karbon atomunun ve diğer elementlerin hibrit orbitallerinin fikri yaygın olarak kullanılmaktadır. Hibridizasyon kavramı, ambalajsız elektronların sayısı, eşleşmemiş elektronların sayısı, oluşturulan bağlantı sayısından daha az olan atomun ana durumundayken gereklidir. Bir örnek, tüm bileşiklerin kendisini tetravalent bir eleman olarak ortaya çıkaran bir karbon atomuna hizmet eder, ancak harici elektron seviyesindeki orbitallerin doldurulması kurallarına uygun olarak, 1S 2 2S 2 2P2, 1S 2 2S 2 2P ana durumundadır. 2 (Şekil 2.1, fakatve Ek 2-1). Bu durumlarda, enerji ile yakın çeşitli atomik orbitallerin birbirleriyle karıştırılabilmesi, form ve enerjide hibrit orbitaller oluşturulabileceği varsayılmaktadır.

Hibrit yörüngeleri, daha fazla üst üste binme nedeniyle, belirtilmemiş orbital ile karşılaştırıldığında daha güçlü bir bağlar oluşturur.

Orbital sayısına bağlı olarak, hibridizasyona girilen karbon atomu üç eyaletten birinde olabilir.

İncir. 2.1.Elektronların orbital tarafından karbon atomunda dağılımı, ağırlıklı olarak (A), heyecanlı (B) ve hibritlenmiş durumlardır (- sP3, G- SP 2, d.- SP)

hibridizasyon (bkz. Şekil 2.1, d). Hibridizasyonun türü, hibrit AO'nun uzayda ve sonuç olarak, moleküllerin geometrisi, yani mekansal yapılarını belirler.

Moleküllerin mekansal yapısı, atomların ve atom gruplarının uzayda karşılıklı olarak düzenlenmesidir.

sP3.-Hibridizasyon.Heyecanlı karbon atomunun dört harici AO'sını karıştırırken (bkz. Şekil 2.1, B) - bir 2S ve üç 2 P orbitalleri - dört eşdeğer SP 3-hibrit orbital vardır. Bıçaklarından biri olan "sekiz" suratının biçimine sahipler.

Her hibrit orbital bir elektron ile doldurulur. SP3'teki karbon atomu bir hibridizasyondur, elektronik bir konfigürasyon 1S 2 2 (SP3) 4 (bkz. Şekil 2.1, B). Böyle bir hibridizasyon hali, karbon atomlarının doymuş hidrokarbonlarda (alkanlar) ve buna göre alkil radikallerinde karakteristiğidir.

SP 3-Hybrid JSC'nin karşılıklı itme nedeniyle köşeleri uzayda belirtilen tetrahedrave aralarındaki köşeler 109.5'e eşittir? (En avantajlı yer; Şekil 2.2, A).

Mekansal yapı stereokimyasal formüller kullanılarak tasvir edilmiştir. Bu formüllerde, SP3 hibridize karbon atomu ve iki bağ, çizim düzlemine yerleştirilir ve olağan özelliği grafik olarak gösterir. Bir yağ çizgisi veya yağlı kama, çizim düzleminden öne çıkan ve gözlemciye yönlendirilen bağları gösterir; noktalı çizgi veya gölgeli kama (..........) - çizim uçağı için gözlemciden gelen bağ

İncir. 2.2.Karbon atomunun hibridizasyonu türleri. Merkezdeki nokta, atom çekirdeğidir (deseni basitleştirmek için küçük hibrid yörüngelerinin küçük hisseleridir; Renk, belirtilen R-AO'yu gösterir)

mS (Şekil 2.3, A). Karbon atomu sP3.-Hipbihridizasyonun tetrahedral yapılandırmasına sahiptir.

sP 2.-Hibridizasyon.Karıştırıldığında 2s-ve heyecanlı karbon atomunun iki 2R-AO'sı üç eşit şekilde oluşturulur sP. 2-Hybrid Orbital ve belirtilmemiş 2P-JSC'de kalır. Karbon atomu sP. 2-hibridizasyon, elektronik bir konfigürasyon 1S 2 2 (SP2) 3 2P 1 (bkz. Şekil 2.1, D). Böyle bir karbon atomunun hibridizasyonu hali, doymamış hidrokarbonların (alkenlerin) yanı sıra karbonil ve karboksil gibi bazı fonksiyonel grupların karakteristiğidir.

sP. 2 -Hibrid orbitaller bir açıyla aynı düzlemde bulunur. 120?, Belirtilen bir AO dik bir düzlemdedir (bkz. Şekil 2.2, B). Karbon atomu sP. 2-hibridizasyon var trigonal yapılandırma.Çift bağlanmış karbon atomları çizim düzlemindedir ve gözlemciye ve bunlardan tek bağlantıları yukarıda tarif edildiği gibi belirlenmiştir (bkz. Şekil 2.3, b).

sP-Hibridizasyonu.Bir 2S ve bir 2R-orbital karıştırırken, heyecanlandırılmış karbon atomunun bir 2r-orbitals, iki eşdeğer SP-Esnek JSC oluşturulur ve iki p-Ao belirtilmemiştir. Sp Hibridizasyonu durumundaki karbon atomu elektronik bir konfigürasyona sahiptir.

İncir. 2.3.Metan (A), etan (B) ve asetilen (B) stereokimyasal formülleri

1S 2 2 (SP2) 2 2P 2 (bkz. Şekil 2.1, E). Böyle bir karbon atomunun hibridizasyonu hali, örneğin alkinler, nitrillerde üçlü bir bağ olan bileşiklerde bulunur.

sP-Hybrid orbitalleri 180'lik bir açıyla yerleştirilmiştir ve karşılıklı dik düzlemlerde belirtilen iki JSC (bkz. Şekil 2.2, B). Sp Hibridizasyonu durumundaki karbon atomu doğrusal yapılandırma,Örneğin, bir asetilen molekülünde, dört atomun tümü bir düz çizgidedir (bkz. Şekil 2.3, içinde).

Hibritlenmiş bir durumda, diğer organojen elementlerin atomları olabilir.

2.2. Karbon atomunun kimyasal bağları

Organik bileşiklerdeki kimyasal bağlar esas olarak kovalent bağlarla temsil edilir.

Kovalent, ilişkili atomların elektronlarının genelleştirilmesiyle oluşturulan kimyasal bir bağ denir.

Bu yaygın elektronlar moleküler orbitalleri (MO) işgal eder. Kural olarak, MO çok merkezli bir yörüngedir ve doldurma elektronları delokalize edilir (dağılır). Böylece, MO, JSC'nin yanı sıra, bir elektron veya zıt dönüşlerle iki elektronla doldurulmuş bir boş olabilir *.

2.2.1. σ- veπ - İletişim

İki tür kovalent bağ vardır: Σ (SIGMA) - ve π (PI) -EV.

σ-Bond, AO'yu düz bir çizgide (eksen) örtüşerken, iki bağlayıcı atomun çekirdeğini bu düz çizgide maksimum üst üste binme ile bağlayan bir kovalent bağ denir.

Σ-İletişim, hibrit de dahil olmak üzere herhangi bir AO'yu örtüşürken gerçekleşir. Şekil 2.4, karbon atomları arasındaki σ-bağın bir sonucu olarak, hibrit SP3 -AO ve σ-bağları C - H'nin bir sonucu olarak, hibrit SP3 -AO karbon ve hidrojen S-AO'yu örtüşerek oluşumunu göstermektedir.

* Detaylar için bakınız: POPKOV V.A., PUZAKOV S.A.Genel Kimya. - M.: Goeotar Media, 2007. - Bölüm 1.

İncir. 2.4.AO'nun eksenel örtüşen (hibrit yörüngelerinin küçük hisseleri) ile etandaki σ-bağlantıların oluşturulması, renk gösterilir sP3 -AOkarbon, Siyah - Hidrojen S-AO)

Eksenel olarak eksenel olarak, örtüşenlerin bir başka görüntüsü mümkündür - P-AO'nun yan üst üste binmesi, π-iletişimin oluşumuna yol açar (Şekil 2.5).

r-atomik orbitaller

İncir. 2.5.Eğitim π-maddelerle örtüşen r-ao

π-Bond, libidize olmayan P-AO'nun yanal örtüşmesi sırasında, atomların çekirdeklerini birbirine bağlayan düz bir çizgiden maksimum üst üste binme ile oluşturulan bir bağ denir.

Organik bileşiklerde bulunan çoklu bağlar, Σ ve π-bağların bir kombinasyonudur: çift - bir σ ve bir π-, üçlü - bir σ ve iki π-tomal.

Kovalent bağın özellikleri, bu özelliklerle enerji, uzunluk, polarite ve polarlaştırılabilirlik olarak ifade edilir.

İletişim enerjisi- Bu, iletişimin oluşumunda serbest bırakılan veya iki bağlı atomun ayrılması için gerekli olan enerjidir. İletişim gücünün bir ölçüsü olarak hizmet eder: daha fazla enerji, bağlantı daha güçlü olur (Tablo 2.1).

Uzunluk iletişimi- Bu, ilişkili atomların merkezleri arasındaki mesafedir. Çift bağ bekardan daha kısadır ve üçlü çift kişilikten daha kısadır (bkz. Tablo 2.1). Farklı hibridizasyon koşullarında karbon atomları arasındaki bağlantıların genel bir kalıbı vardır -

Tablo 2.1.Kovalent bağların ana özellikleri

hibrit yörüngesinde S-Orbital'in payında bir artışla, iletişimin uzunluğu azalır. Örneğin, bir dizi bağlantıda propan ch3 CH2CH3, Propen CH3 CH \u003d CH2, Propin CH3 C \u003d CH Kuplaj Uzunluğu CH3 -C sırasıyla 0.154; 0.150 ve 0.146 nm.

İletişimin polaritesi elektron yoğunluğunun düzensiz dağılımı (polarizasyon) nedeniyle. Molekülün kutupları, dipol anının büyüklüğünü kantitatif olarak tahmin eder. Molekülün dipol anlarından, bireysel bağlantıların dipol anlarını hesaplayabilirsiniz (bkz. Tablo 2.1). Daha fazla dipol anı, kutup bağlantısı. İletişim kutuplarının nedeni, bağlı atomların elektronize edilebilirliğindeki farktır.

Elektrik bir atomun moleküldeki valans elektronlarını tutması kabiliyetini karakterize eder. Atomun elektronegativasyonunda artışla, telekomünikasyon elektronunun yanındaki yer değiştirme derecesi artar.

Tahvil enerjisinin değerlerine dayanarak, Amerikan kimyager L. polinasyonu (1901-1994), atomların nispi elektronezlenebilirliğinin nicel bir özelliğini önermiştir (Pauling Ölçeği). Bu ölçekte (satır), tipik organojen elemanları göreceli elektronegativasyon üzerinde bulunur (karşılaştırma için iki metal vardır) aşağıdaki gibidir:

Elektrik, elemanın mutlak bir sabiti değildir. Bu çekirdeğin etkili yüküne, JSC'nin hibridizasyonu tipi ve ikame edicilerin etkisine bağlıdır. Örneğin, bir durum SP2 veya SP-hibridizasyonunda bulunan karbon atomunun elektronejlenebilirliği, Hibrit Orbital'deki S-Orbital'in payındaki bir artışla ilişkili olan Devlet SP3-Hibridizasyonundan daha yüksektir. ATOM'ları SP3'ten hareket ettirirken SP2'de - ve sonra sP.Hipridize edilmiş durum, hibrit orbitalinin uzunluğunu yavaş yavaş azaltır (özellikle σ-bağı oluşumu sırasında en büyük örtüşmeyi sağlayan yönde) ve bu, aynı sıradaki elektron yoğunluğunun çekirdeğe daha yakın olduğu anlamına gelir. karşılık gelen atomun.

Kutupsuz veya neredeyse kutupsuz kovalent bağlar durumunda, bağlı atomların elektronezabilemesindeki fark sıfır veya sıfıra yakındır. İletişimin polaritesi, elektronezlik farkında bir artışla artar. 0,4 arasındaki farkla, zayıf bir kutupsal, 0.5'ten fazla - güçlü kutupsal kovalent bağlar ve 2,0'dan fazla iyon iletişim hakkında konuşurlar. Kutupsal kovalent bağlar, heterolitik süreksizliğe yatkındır

(Bkz. 3.1.1).

İletişimin kutuplanabilirliği farklı bir reaksiyon partikülü de dahil olmak üzere, harici bir elektrik alanının etkisi altında iletişim elektronlarının yerinden edilmesinde ifade edilir. Polarizary, elektron hareketliliği ile belirlenir. Elektrohraphlar daha hareketlidir, daha sonra atomların çekirdeklerindendir. Polarize edilebilirliğe göre, π-bağ, σ-bağını önemli ölçüde aşıyor, çünkü maksimum elektron yoğunluğu π-bağ, bağlanma çekirdeğinden daha fazla yerleştirilir. Polarizability, moleküllerin polar reaktiflerle ilişkili olarak reaktivitesini büyük ölçüde belirler.

2.2.2. Donör-Alıcı Bağlantıları

İki tek elektronik JSC'nin üst üste binmesi, kovalent bir bağ oluşturmanın tek yolu değildir. Kovalent bağ, bir atomun (donör) iki-elektronlu orbitalinin, diğer atomun (alıcı) boş bir orbital ile etkileşiminde oluşturulabilir. Bağışçılar, ortalama bir çift elektronlu veya π-mo ile orbital içeren bileşiklere hizmet eder. Buhar elektronlarının taşıyıcıları (N-elektronlar, İngilizce'den. yapışmayan)azot atomları, oksijen, halojendir.

Villous, elektron çiftleri, bileşiklerin kimyasal özelliklerinin tezahüründe önemli bir rol oynamaktadır. Özellikle, bileşiklerin donör alıcı etkileşimi girmelerinin yeteneğinden sorumludurlar.

İletişim ortaklarından birinin bir çift elektronu tarafından oluşturulan kovalent bağlantı, donör-alıcı denir.

Oluşan donör-alıcı bağ, yalnızca eğitim yöntemiyle değişir; Özelliklere göre, kovalent bağların geri kalanıyla aynıdır. Aynı zamanda, aynı zamanda bağışçı, olumlu bir ücret alıyor.

Bağışçı alıcı bağlantılar, karmaşık bileşiklerin karakteristiğidir.

2.2.3. Hidrojen bağları

Güçlü bir elektronegative eleman (azot, oksijen, flor, vb.) İle ilişkili bir hidrojen atomu, bir başkasının temel bir çifti ile, aynı veya başka bir molekülün yeterince elektronizif atomuyla etkileşime girebilir. Sonuç olarak, hidrojen bağ, bir tür bağışçıdır.

alıcı iletişim. Grafiksel olarak hidrojen bağı genellikle üç nokta belirler.

Hidrojen bağının enerjisi küçüktür (10-40 kJ / mol) ve esas olarak elektrostatik etkileşim ile belirlenir.

İntermoleküler hidrojen bağları, alkoller gibi organik bileşiklerin ilişkisini belirler.

Hidrojen bağları, bileşiklerin fiziksel (kaynama ve erime sıcaklığı, viskoziteyi, spektral özelliklerini) ve kimyasal (asit-primer) özelliklerini etkiler. Yani, etanol C'nin kaynama noktası2 saat 5. OH (78.3? C), hidrojen bağları nedeniyle ilişkili olmayan, aynı moleküler dimetil eter CH3 ocH 3 (-24? C) ile aynı moleküler ağırlığa sahip olmaktan önemli ölçüde daha yüksektir.

Hidrojen bağları intramoleküler olabilir. Anyon salisilik asidindeki böyle bir bağlantı, asitliğinde bir artışa yol açar.

Hidrojen bağları, yüksek moleküler bileşiklerin mekansal yapısının oluşumunda önemli bir rol oynamaktadır - beyaz, polisakaritler, nükleik asitler.

2.3. Konjuge sistemler

Kovalent bağ lokalize ve delaşize edilebilir. Yerelleştirilmiş iletişim, elektronlar aslında bağlayıcı atomların iki çekirdeği arasında ayrılmıştır. İletişim elektronu ikiden fazla çekirdeğe ayrılırsa, delaşize iletişimden bahsediyorlar.

Delokalizasyon ilişkisi, ikiden fazla atomu kaplayan bir moleküler orbital, bir kovalent bağdır.

Çoğu durumda delokalize bağlantılar π-tahvillerdir. Konjugat sistemlerinin karakteristikleridir. Bu sistemlerde, atomların özel bir tür karşılıklı etkisi gerçekleştirilir - konjugasyon.

Kuplaj (Mesomeria, Yunanca. mesos.- Orta) Mükemmel ancak mevcut olmayan bir yapıya kıyasla, gerçek bir molekülde (partikül) bağlantıların ve ücretlerin hizalanmasıdır.

Katılan delaşize edilmiş P-orbitals, iki π-bağlantıya veya daha fazla veya π-bono ve p-orbital ile bir atomuna ait olabilir. Buna göre, π, π-konjugasyon ve ρ, π-konjugasyon ayırt edilir. Eşleştirme sistemi açık veya kapalı olabilir ve sadece karbon atomları değil, aynı zamanda heteroatomları da içerebilir.

2.3.1. Açık eşleştirme zinciri olan sistemler

π,π - Çözüm.Bir karbon zinciri olan π, π-konjugat sistemlerinin en basit temsilcisi butadien-1.3 (Şekil 2.6, A). Bu nedenle, karbon ve hidrojen atomları ve bu nedenle, molekülündeki tüm σ-bağlar aynı düzlemde, düz bir σ-iskelet oluşturur. Karbon atomları SP 2-hibridizasyon durumunda. Her karbon atomunun ungibridized R-AO, σ-iskeletin düzlemine dik ve birbirine paralel olarak bulunur, bu da onları örtüşmek için bir önkoşuldur. Örtüşen, sadece C-1 ve C-2, C-3 ve C-4'ün P-AO ile C-C-4'ün P-AO ile C-2 ve C-3 atomlarının P-AO ile arasında gerçekleşir. Kucaklayan dört karbon atomunun oluşturulduğu. - Sistem, yani Delokalize bir kovalent bağ ortaya çıkar (bkz. Şekil 2.6, B).

İncir. 2.6.Bütadien-1,3 molekülünün atomik orbital modeli

Bu, moleküldeki bağlantıların uzunluklarını değiştirmeye yansıtılır. C-1-C-2 bağ boyunun yanı sıra butadien-1.3'teki C-3-C-4, biraz arttı ve C-2 ile C-3 arasındaki mesafe geleneksel çift ve tek ile karşılaştırıldığında kısaltılır. tahviller. Başka bir deyişle, elektron delokalizasyon işlemi bağlantı uzunluklarının hizalanmasına yol açar.

Bitki dünyasında çok sayıda konjugat çift bağlantısı olan hidrokarbonlar yaygındır. Bunlar, örneğin, havuçların, domateslerin vb. Rengini belirleyen oyuklar dahildir.

Açık eşleştirme sistemi, heteroatomları içerebilir. Örnek açık Zincirlerde heteroatomlu π-konjugat sistemleriΑ, β doymamış karbonil bileşikleri servis edebilir. Örneğin, Acrolein Ch'taki Aldehit Grubu2 \u003d CH-CH \u003d O, üç SP 2-hibridize karbon atomunun konjugasyon zincirinin bir üyesi ve bir oksijen atomudur. Bu atomların her biri, bir p-elektronu ile tek bir π sisteme katkıda bulunur.

pn konjugasyon.Bu tür bir konjugasyon, çoğunlukla, bir yapısal fragman içeren bileşiklerde, X \u003d CH - X, burada X, sulanmış bir elektron (her şeyden önce O veya N) sahip bir heteroatomdur. Bunlar, örneğin, vinil eterleri, çift iletişimin birleştiğinin moleküllerinde r- Oksijen Atomu. Delokalize üç taraflı bir iletişim, iki R-AO SP2 esnekli karbon atomunu örtüşerek oluşturulur. r- Bir çift ve elektron ile heteroatom.

Benzer bir delokalizasyonlu üç merkezi iletişimin oluşumu, karboksil grubunda mevcuttur. Burada, grubun oksijen atomunun C \u003d O ve N-elektronlarının bağlantısının elektronları konjugasyonda rol oynar. Tamamen hizalı bağlantılar ve şarjlı konjugat sistemleri, asetat iyonu gibi olumsuz yüklü parçacıklar içerir.

Elektron yoğunluğunun yer değiştirmesinin yönü kavisli ok ile gösterilir.

Konjugasyonun sonuçlarını görüntülemek için başka grafik yolları vardır. Böylece, asetat iyonunun (i) yapısı, şarjın hem oksijen atomlarına göre eşit şekilde dağıldığını varsayar (Şekil 2'de gösterildiği gibi, gerçekliğe karşılık gelen 2,7).

Yapılar (ii) ve (iii) içinde kullanılır rezonans teorileri.Bu teoriye göre, gerçek bir molekül veya partikül, birbirinden yalnızca elektronların dağılmasıyla farklılık gösteren bir dizi, bir dizi rezonant yapısıyla tanımlanır. Konjugat sistemlerinde, rezonans hibritine ana katkı, π-elektron yoğunluğunun farklı dağılımlarına sahip yapılar yapılır (bu yapıları bağlayan iki taraflı ok, rezonans teorisinin özel bir sembolüdür).

Sınır (sınır) yapıları gerçekten yok. Bununla birlikte, bir derecede veya başka bir "katkıda bulunur", molekülün (partikül), limit yapıların kaplaması (süperpozisyonu) ortaya çıkan bir rezonans hibrid olarak gösterilen molekül (partikül) gerçek dağılımına katkıda bulunurlar.

Ρ, π-konjugat karbonatlı sistemlerde, konjugasyon, libidize olmayan bir p-orbital olan bir karbon atomunun varlığında gerçekleştirilebilir. Bu tür sistemler ara parçacıklar - derekler, karbonhidratlar, serbest radikaller, örneğin bir alil yapısı olabilir. Serbest radikal allil parçaları, lipidlerin peroksit oksidasyonu sürecinde önemli bir rol oynamaktadır.

Allyl Anion Ch 2'de \u003d CH-CH2 sP 2-Hibridize C-3 Karbon Atomu Genel Konjugat'a

İncir. 2.7.Peticillin'de Coona Group Elektronik Yoğunluk Haritası

sistem İki Elektron, Allil Radikal CH'sinde2 \u003d CH-CH2 + - Biri ve Allyl Carbocathion CH'de2 \u003d CH-CH2 + teslim olmaz. Sonuç olarak, üç SP 2-hibridize karbon atomunun P-AO'sının üst üste geldiğinde, dört (karbanyonda), üç (serbest bir radikalde) ve iki (karbosatiyonun) elektron, sırasıyla.

Resmi olarak, alil katyonundaki C-3 atomu, bir alil radikalinde - eşleştirilmemiş bir elektronda ve allil-anyonda - negatif bir şarj için pozitif bir yük taşır. Aslında, bu tür bir konjugat sistemlerinde, elektron yoğunluğunun delokalizasyonu (dağılması) vardır; bu da, linklerin ve ücretlerin eşitlenmesine yol açar. Bu sistemlerdeki C-1 ve C-3 atomları eşdeğerdir. Örneğin, Allil katyonunda, her biri pozitif bir yük taşır.+1/2 ve C-2 atomu ile "bir saatlik" bağlantıyla bağlanır.

Böylece, konjugasyon, geleneksel yapı formülleri ile gösterilen yapılara göre elektron yoğunluğunun gerçek yapılarda dağılımında anlamlı bir farklılık göstermektedir.

2.3.2. Kapalı eşleştirme devresi sistemleri

Döngüsel konjugat sistemleri, konjugat açık sistemlere kıyasla, termodinamik stabiliteye sahip bir grup bileşik olarak büyük ilgi duymaktadır. Bu bileşiklerin, kombinasyonu genel bir konsept ile birleştirilen başka özel özelliklere sahiptir. aromatiklik.Bunlar, bu tür resmen doymamış bileşiklerin yeteneğini içerir.

İkamterin reaksiyonlarına girmek, katılım değil, oksitleyici ajanların ve sıcaklığın etkisine karşı direnç.

Aromatik sistemlerin tipik temsilcileri arenalar ve türevleridir. Aromatik hidrokarbonların elektronik yapısının özellikleri, benzen molekülünün atom orbital modelinde açıkça ortaya çıkmıştır. Benzen çerçevesi altı SP 2-hiperalı karbon atomu oluşturur. Tüm σ-bağlar (C-C ve C - H) aynı düzlemde yatar. Bahsedilen altı R-AO, molekülün düzlemine dik ve birbirlerine paraleldir (Şekil 2.8, A). Her biri r- ama eşit olarak iki bitişik ile örtüşebilir r-Ao. Bu örtüşme sonucunda, σ-iskeletin düzleminin üstünde ve altında bulunan en büyük elektron yoğunluğu olan tek bir delokalize π-sistem oluşur ve tüm çevrim karbon atomlarını (bkz. Şekil 2.8, B). Π-elektron yoğunluğu, döngünün içindeki bir daire veya noktalı çizgi ile gösterilen tüm siklik sisteme eşit şekilde dağılır (bkz. Şekil 2.8, B). Benzen halkasındaki karbon atomları arasındaki tüm bağlantılar, aynı uzunlukta (0.139 nm), tek ve çift bağların uzunlukları arasında ara maddeye sahiptir.

Kuantum mekanik hesaplamalarına dayanarak, bu tür istikrarlı moleküllerin oluşumunun, düz bir siklik sistemin (4N + 2) π-elektronları içermesi gerektiği bulundu. n.\u003d 1, 2, 3, vb. (Hyukkel Kuralı, 1931). Bu verilerle "aromatiklik" kavramı belirtilebilir.

Düz bir döngüye ve konjugatı varsa, bileşik aromatikπ - Tüm döngü atomlarını kaplayan ve içerenelektronik sistem(4n.+ 2) π -Elektronlar.

Hyukkel Kuralı, içinden daha yaygın olan atomların olmadığı herhangi bir düz yoğunlaştırılmış sistemler için geçerlidir.

İncir. 2.8.Benzen molekülünün atom orbital modeli (hidrojen atomları ihmal edilir; metinde açıklama)

İki döngü. Naftalen ve diğerleri gibi yoğunlaştırılmış benzen çekirdeğine sahip bu tür bileşikler, aromatikleşmenin kriterlerine karşılık gelir.

Konjugat sistemlerinin stabilitesi. Bir konjugatın oluşumu ve özellikle aromatik sistemin enerjisel olarak olumlu bir süreçtir, çünkü orbital ve delokalizasyonun üst üste binme derecesini arttırır (dağıtıcı) artar r-Elektronlar. Bu bağlamda, konjugat ve aromatik sistemler termodinamik stabiliteyi arttırmıştır. Daha küçük bir iç enerji kaynağı içerirler ve çoğunlukla ilişkili olmayan sistemlere kıyasla daha düşük bir enerji seviyesi ile işgal edilir. Bu seviyelerdeki farklılığıyla, konjugat bileşiğinin termodinamik stabilitesini ölçmek mümkündür, yani. eşleşen enerji(Delokalizasyon enerjisi). Butadiene-1.3 için, küçüktür ve yaklaşık 15 kJ / mol miktarlarıdır. Konjuge devrenin uzunluğunu, eşleştirme enerjisi ve sırasıyla, bileşiklerin termodinamik stabilitesi artmıştır. Benzen için eşleştirme enerjisi çok daha büyük ve 150 kJ / mol'dir.

2.4. İkamiklerin elektronik etkileri 2.4.1. Endüktif etki

Moleküldeki polar σ-bağ, en yakın σ-tahvillerin polarizasyonuna neden olur ve komşu atomlardaki kısmi suçlamaların ortaya çıkmasına neden olur.

İkameler, polarizasyona sadece "onların", aynı zamanda komşu σ-bağlantılara neden olur. Atomların etkisinin bu tür ileti, endüktif bir etki (/ -effect) denir.

Endüktif etki - Elektronların σ-bağlantılarının yerinden edilmesi sonucu ikame edicilerin elektron etkisinin iletimi.

Σ-Bond'un zayıf polarlaştırılabilirliği nedeniyle, endüktif etki zincirindeki üç veya dört bağla kaybolur. Eylemi, milletvekilinin bulunduğu komşu olan karbon atomuyla ilgili en güçlü şekilde tezahür eder. İkameentin endüktif etkisinin yönü, hidrojen atomuyla, endüktif etkisi sıfıra kabul edilen hidrojen atomu ile karşılaştırılarak niteliksel olarak tahmin edilir. Grafik olarak, sonuç / ---- etkisi, değerlik çizgi pozisyonuyla çakışan bir ok ile gösterilir ve kenarın daha elektronegatif atomuna doğru yönlendirilir.

/içinde\\hidrojen atomundan daha güçlü, tezahür ederolumsuzendüktif etki (- / - efekti).

Bu tür ikameler genellikle sistemin elektronik yoğunluğunu azaltır, denir elektron elektrojitörü.Bunlar en işlevsel grupları içerir: oh, nh2, cooh, hayır 2 ve katyonik gruplar, örneğin -nh3+.

Milletvekili, hidrojen atom elektronik yoğunluğu ile karşılaştırıldığında kaydırmaσ - zincirin karbon atomuna doğru iletişim, tezahür ederpozitifendüktif etki (+/- efekti).

Bu tür ikameler, zincirdeki (veya halka) elektron yoğunluğunu arttırır ve denir elektron bağışçısı.Bunlar, SP2 hibridize karbon atomunda bulunan alkil grupları ve şarj edilmiş parçacıklardaki anyonik merkezler bulunur, örneğin -.

2.4.2. MESometer Efekti

Elektronik etkinin bulaşmasında konjugat sistemlerinde, ana rol, demalize edilmiş kovalent bağların π-elektronları ile oynanır. Delokalize (konjugat) π-sistemin elektron yoğunluğunun yer değiştirmesinde ortaya çıkan etki, mezomerik (M-efekti) veya konjugasyon etkisi olarak adlandırılır.

Mezomerik etkisi, sübstitüentlerin elektronik etkisinin konjugat sistemi tarafından transferidir.

Aynı zamanda, milletvekilinin kendisi konjugat sisteminin bir üyesidir. Konjugasyon sistemine veya π-bağına (karbonil, karboksil grubu vb.) Veya bir miktarda heteroatom (amino ve hidroksi grubu) veya bir boşluk çifti (bir) veya bir elektron R-AO ile doldurulabilir.

Konjugat sisteminde ikame edici, elektron yoğunluğunu arttırırpozitifmezomerik etki (+ m- efekti).

M-efekti, anlamsız bir elektron çiftiyle (örneğin, herhangi bir satırdaki bir moleküldeki bir amino grubu) veya bütün bir negatif yük içeren atomlar dahil olmak üzere ikame edicidir. Bu sübstitüentler yeteneklidir

elektron çiftinin toplam konjugat sistemine devredilmesi için, yani elektron bağışçısı.

Conjugat sisteminde elektron yoğunluğunu düşürme, sergilerolumsuzmesometre etkisi (-M- Etkisi).

Konjugat sistemindeki M-efekti, akrilik asit ve benzaldehit örneği ile gösterildiği gibi bir karbon atomu ile bir çift bağla ilişkili oksijen veya azot atomlarına sahiptir. Bu gruplamalar elektron elektrojitörü.

Elektron yoğunluğunun yer değiştirmesi, kıvrımlı ok tarafından gösterilir, bunun başlangıcı, hangi R veya π-elektronların kaydırıldığını gösteren ve uç, yerinden edildikleri bağ veya atom olduğundan gösterilir. Mezomerik etkisi, endüktifin aksine, çok daha fazla mesafe için konjugat bağlantıları sistemine göre iletilir.

İkame maddelerinin moleküldeki elektron yoğunluğunun dağılımı üzerindeki etkisini değerlendirirken, endüktif ve mezomerik etkilerin sonuçta ortaya çıkan etkisini göz önünde bulundurmanız gerekir (Tablo 2.2).

Tablo 2.2.Bazı sübstitüentlerin elektronik etkileri

İkame edicilerin elektronik etkileri, sızılmamış moleküldeki elektron yoğunluğunun dağılımının nitel bir değerlendirmesini sağlamanıza ve özelliklerini tahmin etmenizi sağlar.