Взаимное влияние непосредственно связанных атомов

ИНДУКТИВНЫЕ И МЕЗОМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ

ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ АТОМОВ В МОЛЕКУЛАХ.

В органической химии известно огромное число явлений, которые с несомненностью указывают на взаимное влияние атомов и групп атомов в молекулах. Отличают взаимное влияние непосредственно связанных атомов и влияние атомов, достаточно далеко отстоящих друг от друга.

Эта проблема напрямую связана с вопросами полярности и поляризуемости связей.

Полярность связи определяетсяэлектроотрицательностью атомов, образующих связь. Чем больше разность электроотрицательностей связанных атомов, тем полярнее связь. Так, например, полярность связи .

Следует отметить, что электроотрицательность (способность атома притягивать к себе электроны) и электроноакцепторные или электронодонорные свойства элемента - это не одно и то же.

Элемент может иметь большую величину электроотрицатель-ности, но при этом в ряде реакций проявлять себя донором электро-нов. Так, например, фтор – самый электроотрицательный элемент, в соединении CH₃→ F является исключительно акцептором электронов, а в соединении

проявляет и некоторые донорные свойства.

Поляризуемость связи - явление, связанное с увеличением реакционной способности связи за счёт более лёгкой её деформации.

Поляризуемость связи зависит:

а) от радиусов атомов, образующих данную связь. Чем больше радиус атома, тем более "рыхлая" электронная оболочка у данного атома и тем легче она деформируется. Так, например, связь I-I более легко поляризуема, чем связь Cl-Cl;

б) от электроотрицательности атомов, образующих связь. Чем больше электроотрицательность атома, тем более компактная у него электронная оболочка и тем труднее её деформировать;

в) от природы электронов, образующих данную связь.

Двойные и тройные связи, образованные π-электронами, поляризуются значительно легче, чем одинарные связи, образованные гибридными орбиталями.

Поляризуемость связи не зависит от её полярности

Так, например, двойная связь в молекуле этилена (СН₂ =СН₂) неполярна, но она легко поляризуема, а связь C- Cl значительно более полярна, чем связь C-I, но менее легко поляризуема.

Таким образом, полярность и поляризуемость связей - важный фактор, который необходимо учитывать при рассмотрении проблемы взаимного влияния атомов.

Взаимное влияние непосредственно связанных атомов можно рассмотреть на примере изменения химического характера атома водорода, связанного с углеродом, кислородом и фтором

Атом водорода, связанный с sp³-гибридизованным атомом углерода (связь ), с большим трудом и далеко не во всех соединениях может замещаться на металл при действии щелочных металлов.

Атом водорода, связанный с кислородом (связь О-Н) уже значительно более подвижен и может легко замещаться на металл при действии металлического натрия, а иногда и при действии щелочей.

Атом водорода, связанный с атомом фтора (связь H-F), очень подвижен. Связь H-F разрывается даже под действием воды. Причина различного химического характера водорода в связях

кроется в различной полярности этих связей.

В этом ряду полярность связей элемент - водород меняется следующим образом:

.

С другой стороны, высокая реакционная способность иодистых алкилов R—I (например, в реакциях нуклеофильного замещения) по сравнению с фтористыми, хлористыми и бромистыми алкилами, может быть целиком отнесена за счёт лёгкой поляризуемости связи C—I, поскольку в отличие от связей C—F; C—Cl и C—Br, эта связь практически неполярна.

3.2. Взаимное влияния атомов, непосредственно не

Дата добавления: 2015-05-26