อิทธิพลของอะตอมที่มีต่อกัน หัวข้อ: อิทธิพลร่วมกันของอะตอมในโมเลกุลของสารประกอบอินทรีย์ เป้าหมาย: ศึกษาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ ไอโซเมอริซึมและความคล้ายคลึง

บทที่ 2 พันธะเคมีและอิทธิพลร่วมกันของอะตอมในสารประกอบอินทรีย์

คุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบอินทรีย์ถูกกำหนดโดยประเภทของพันธะเคมี ลักษณะของอะตอมที่ถูกพันธะ และอิทธิพลร่วมกันในโมเลกุล ปัจจัยเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมและปฏิสัมพันธ์ของออร์บิทัลของอะตอม

2.1. โครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมคาร์บอน

ส่วนของปริภูมิอะตอมซึ่งความน่าจะเป็นในการค้นหาอิเล็กตรอนมีค่าสูงสุดเรียกว่าอะตอมออร์บิทัล (AO)

ในวิชาเคมี มีการใช้แนวคิดเรื่องวงโคจรลูกผสมของอะตอมคาร์บอนและองค์ประกอบอื่นๆ อย่างกว้างขวาง แนวคิดของการผสมข้ามพันธุ์เป็นวิธีหนึ่งในการอธิบายการจัดเรียงออร์บิทัลใหม่นั้นมีความจำเป็นเมื่อจำนวนอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ในสถานะพื้นของอะตอมน้อยกว่าจำนวนพันธะที่เกิดขึ้น ตัวอย่างคืออะตอมของคาร์บอนซึ่งในสารประกอบทั้งหมดแสดงตัวเป็นองค์ประกอบเตตระวาเลนต์ แต่ตามกฎสำหรับการเติมออร์บิทัลระดับอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกในสถานะพื้น 1s 2 2s 2 2p 2 มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่เพียงสองตัว (รูปที่. 2.1, กและภาคผนวก 2-1) ในกรณีเหล่านี้ มีการตั้งสมมติฐานว่าออร์บิทัลของอะตอมที่แตกต่างกันซึ่งมีพลังงานใกล้เคียงกัน สามารถผสมกันจนเกิดเป็นออร์บิทัลลูกผสมที่มีรูปร่างและพลังงานเดียวกันได้

ออร์บิทัลแบบไฮบริดเนื่องจากการทับซ้อนที่มากขึ้นทำให้เกิดพันธะที่แข็งแกร่งกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับออร์บิทัลที่ไม่ไฮบริด

ขึ้นอยู่กับจำนวนของออร์บิทัลที่เข้าสู่การผสมพันธุ์ อะตอมของคาร์บอนอาจอยู่ในสถานะใดสถานะหนึ่งจากสามสถานะ

ข้าว. 2.1.การกระจายตัวของอิเล็กตรอนเหนือวงโคจรของอะตอมคาร์บอนในพื้นดิน (a) สถานะตื่นเต้น (b) และสถานะไฮบริด (c - sp3, ก-sp2, ง-sp)

การผสมพันธุ์ (ดูรูปที่ 2.1, c-d) ประเภทของการผสมพันธุ์จะกำหนดการวางแนวของ AO แบบไฮบริดในอวกาศ และด้วยเหตุนี้ เรขาคณิตของโมเลกุล กล่าวคือ โครงสร้างเชิงพื้นที่ของพวกมัน

โครงสร้างเชิงพื้นที่ของโมเลกุลเป็นการจัดเรียงสัมพัทธ์ของอะตอมและกลุ่มอะตอมในอวกาศ

เอสพี 3-ไฮบริดเมื่อ AO ภายนอกสี่อะตอมของอะตอมคาร์บอนตื่นเต้น (ดูรูปที่ 2.1, b) - 2s หนึ่งอันและออร์บิทัล 2p สามอัน - ถูกผสมกัน ออร์บิทัลลูกผสม sp 3 ที่เทียบเท่ากันสี่อันจะเกิดขึ้น พวกมันมีรูปร่างสามมิติ "แปด" ซึ่งหนึ่งในใบมีดนั้นใหญ่กว่าอีกอันมาก

แต่ละวงโคจรลูกผสมจะเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัว อะตอมของคาร์บอนในสถานะของการผสมพันธุ์ sp 3 มีโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ 1s 2 2(sp 3) 4 (ดูรูปที่ 2.1, c) สถานะของการผสมพันธุ์นี้เป็นลักษณะของอะตอมคาร์บอนในไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (อัลเคน) และในอนุมูลอัลคิล

เนื่องจากการผลักกันซึ่งกันและกัน sp 3 -hybrid AO จะพุ่งไปในอวกาศไปทางจุดยอด จัตุรมุข,และมุมระหว่างพวกมันคือ 109.5? (ตำแหน่งที่ได้เปรียบที่สุด รูปที่ 2.2, ก)

โครงสร้างเชิงพื้นที่แสดงโดยใช้สูตรสเตอริโอเคมี ในสูตรเหล่านี้ อะตอมของคาร์บอนไฮบริด sp 3 และพันธะทั้งสองของมันจะวางอยู่ในระนาบของภาพวาดและแสดงเป็นกราฟิกด้วยเส้นปกติ เส้นหนาหรือลิ่มหนาบ่งบอกถึงการเชื่อมต่อที่ยื่นไปข้างหน้าจากระนาบของการวาดและมุ่งตรงไปยังผู้สังเกต เส้นประหรือลิ่มสีเทา (..........) - การเชื่อมต่อที่ขยายจากผู้สังเกตเกินระนาบของการวาดภาพ -

ข้าว. 2.2.ประเภทของการผสมพันธุ์อะตอมคาร์บอน จุดตรงกลางคือนิวเคลียสของอะตอม (เศษส่วนเล็กๆ ของออร์บิทัลลูกผสมจะถูกละไว้เพื่อทำให้รูปง่ายขึ้น; p-AO ที่ไม่ใช่ลูกผสมจะแสดงเป็นสี)

ผู้หญิง (รูปที่ 2.3, ก) อะตอมของคาร์บอนอยู่ในสถานะ เอสพี 3-ไฮบริดไดเซชันมีโครงร่างแบบจัตุรมุข

เอสพี 2-ไฮบริดเมื่อผสมอันหนึ่ง 2s-และ 2p-AO ของอะตอมคาร์บอนที่ถูกกระตุ้น 3 อะตอมที่เทียบเท่ากันเกิดขึ้น เอสพี 2-ไฮบริดออร์บิทัลและยังคงเป็น 2p-AO ที่ไม่ถูกไฮบริด อะตอมของคาร์บอนอยู่ในสถานะ เอสพี 2-hybridization มีการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ 1s 2 2(sp 2) 3 2p 1 (ดูรูปที่ 2.1, d) สถานะของการผสมพันธุ์ของอะตอมคาร์บอนนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว (แอลคีน) เช่นเดียวกับหมู่ฟังก์ชันบางกลุ่ม เช่น คาร์บอนิลและคาร์บอกซิล

เอสพี 2 - ออร์บิทัลแบบไฮบริดจะอยู่ในระนาบเดียวกันที่มุม 120? และ AO ที่ไม่ไฮบริดจะอยู่ในระนาบตั้งฉาก (ดูรูปที่ 2.2, b) อะตอมของคาร์บอนอยู่ในสถานะ เอสพี 2-ไฮบริดมี การกำหนดค่าแบบสามเหลี่ยมอะตอมของคาร์บอนที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะคู่จะอยู่ในระนาบของภาพวาด และพันธะเดี่ยวของพวกมันที่พุ่งเข้าหาและออกจากผู้สังเกตถูกกำหนดตามที่อธิบายไว้ข้างต้น (ดูรูปที่ 2.3 ข)

sp-ไฮบริดเมื่อ 2s- และ 2p-orbitals หนึ่งอะตอมของคาร์บอนตื่นเต้นผสมกัน จะเกิด AO sp-hybrid ที่เทียบเท่ากันสองตัวเกิดขึ้น และ p-AO สองตัวยังคงไม่ถูกผสมพันธุ์ อะตอมของคาร์บอนในสถานะ sp-hybridized มีการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์

ข้าว. 2.3.สูตรสเตอริโอเคมีของมีเทน (a) อีเทน (b) และอะเซทิลีน (c)

1s 2 2(sp 2) 2 2p 2 (ดูรูปที่ 2.1, d) สถานะการผสมพันธุ์ของอะตอมคาร์บอนนี้เกิดขึ้นในสารประกอบที่มีพันธะสามตัว เช่น ในอัลคีนและไนไตรล์

sp-Hybridized orbitals อยู่ที่มุม 180° และ AO ที่ไม่ไฮบริดสองตัวอยู่ในระนาบตั้งฉากซึ่งกันและกัน (ดูรูปที่ 2.2, c) อะตอมของคาร์บอนในสถานะ sp-hybridized มี การกำหนดค่าเชิงเส้นตัวอย่างเช่นในโมเลกุลอะเซทิลีนทั้งสี่อะตอมอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน (ดูรูปที่ 2.3 วี)

อะตอมขององค์ประกอบออร์แกนิกอื่นๆ อาจอยู่ในสถานะไฮบริดไดซ์ด้วย

2.2. พันธะเคมีของอะตอมคาร์บอน

พันธะเคมีในสารประกอบอินทรีย์จะแสดงด้วยพันธะโควาเลนต์เป็นหลัก

พันธะโควาเลนต์คือพันธะเคมีที่เกิดขึ้นจากการแบ่งปันอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมที่ถูกพันธะ

อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันเหล่านี้ครอบครองโมเลกุลออร์บิทัล (MO) ตามกฎแล้ว MO คือวงโคจรแบบหลายศูนย์กลางและอิเล็กตรอนที่เติมเข้าไปจะถูกแยกส่วน (กระจายตัว) ดังนั้น MO เช่น AO สามารถว่างได้ โดยเต็มไปด้วยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรืออิเล็กตรอนสองตัวที่มีการหมุนตรงกันข้าม*

2.2.1. σ- และπ -การเชื่อมต่อ

พันธะโควาเลนต์มีสองประเภท: พันธะ σ (ซิกมา) และ π (pi)

พันธะ σ คือพันธะโควาเลนต์ที่เกิดขึ้นเมื่อ AO ทับซ้อนกันบนเส้นตรง (แกน) ที่เชื่อมต่อนิวเคลียสของอะตอมสองอะตอมที่ถูกพันธะโดยมีการทับซ้อนกันสูงสุดบนเส้นตรงนี้

พันธะ σ เกิดขึ้นเมื่อ AO ใดๆ รวมถึงพันธะไฮบริดทับซ้อนกัน รูปที่ 2.4 แสดงการก่อตัวของพันธะ σ ระหว่างอะตอมของคาร์บอนอันเป็นผลมาจากการทับซ้อนกันในแนวแกนของพันธะลูกผสม sp 3 -AO และ σ C-H โดยการทับซ้อนกันของลูกผสม sp 3 -AO ของคาร์บอนและ s-AO ของไฮโดรเจน

* ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่: Popkov V.A., Puzakov S.A.เคมีทั่วไป. - อ.: GEOTAR-Media, 2550. - บทที่ 1.

ข้าว. 2.4.การก่อตัวของพันธะ σ ในอีเทนโดยการทับซ้อนกันในแนวแกนของ AO (เศษส่วนเล็กๆ ของวงโคจรลูกผสมจะถูกละไว้และแสดงเป็นสี เอสพี 3 -เอโอคาร์บอน, สีดำ - s-AO ไฮโดรเจน)

นอกเหนือจากการทับซ้อนกันในแนวแกนแล้ว การทับซ้อนกันอีกประเภทหนึ่งยังเกิดขึ้นได้ - การทับซ้อนกันด้านข้างของ p-AO ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของพันธะ π (รูปที่ 2.5)

ออร์บิทัล p-อะตอม

ข้าว. 2.5.การก่อตัวของพันธะ π ในเอทิลีนโดยการทับซ้อนกันด้านข้าง r-AO

พันธะ π คือพันธะที่เกิดจากการทับซ้อนกันด้านข้างของ p-AO ที่ไม่ถูกไฮบริด โดยมีการเหลื่อมกันสูงสุดทั้งสองด้านของเส้นตรงที่เชื่อมนิวเคลียสของอะตอม

พันธะหลายพันธะที่พบในสารประกอบอินทรีย์คือการรวมกันของพันธะ σ- และ π: สองเท่า - หนึ่ง σ- และหนึ่ง π-, สาม - หนึ่ง σ- และพันธะ π สองอัน

คุณสมบัติของพันธะโควาเลนต์แสดงออกมาผ่านคุณลักษณะต่างๆ เช่น พลังงาน ความยาว ความเป็นขั้ว และความสามารถเชิงขั้ว

พลังงานการสื่อสารคือพลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อมีการสร้างพันธะหรือจำเป็นต้องแยกอะตอมที่ถูกพันธะสองอะตอมออกจากกัน มันทำหน้าที่เป็นตัววัดความแข็งแกร่งของพันธะ: ยิ่งพลังงานสูง พันธะก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้น (ตารางที่ 2.1)

ความยาวลิงค์คือระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของอะตอมที่ถูกพันธะ พันธะคู่จะสั้นกว่าพันธะเดี่ยว และพันธะสามจะสั้นกว่าพันธะคู่ (ดูตารางที่ 2.1) พันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนในสถานะการผสมพันธุ์ที่แตกต่างกันมีรูปแบบที่เหมือนกัน -

ตารางที่ 2.1.ลักษณะพื้นฐานของพันธะโควาเลนต์

เมื่อเศษส่วนของวงโคจร s ในวงโคจรลูกผสมเพิ่มขึ้น ความยาวพันธะจะลดลง ตัวอย่างเช่นในชุดสารประกอบโพรเพน CH 3 CH 2 CH 3, โพรพีน CH 3 CH=CH 2, โพรไพน์ CH 3 C=CH ความยาวพันธะ CH 3 -C เท่ากับ 0.154 ตามลำดับ; 0.150 และ 0.146 นาโนเมตร

ขั้วการสื่อสาร เนื่องจากการกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอ (โพลาไรเซชัน) ของความหนาแน่นของอิเล็กตรอน ขั้วของโมเลกุลจะถูกวัดปริมาณด้วยค่าของโมเมนต์ไดโพล จากโมเมนต์ไดโพลของโมเลกุล สามารถคำนวณโมเมนต์ไดโพลของพันธะแต่ละตัวได้ (ดูตารางที่ 2.1) ยิ่งโมเมนต์ไดโพลมีขนาดใหญ่ พันธะที่มีขั้วก็จะยิ่งมากขึ้น สาเหตุของการเกิดขั้วของพันธะคือความแตกต่างของอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมที่ถูกพันธะ

อิเล็กโทรเนกาติวีตี้ แสดงลักษณะของอะตอมในโมเลกุลในการเก็บเวเลนซ์อิเล็กตรอน เมื่ออิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมเพิ่มขึ้น ระดับการกระจัดของพันธะอิเล็กตรอนในทิศทางจะเพิ่มขึ้น

จากค่าของพลังงานพันธะนักเคมีชาวอเมริกัน L. Pauling (1901-1994) เสนอลักษณะเชิงปริมาณของอิเลคโตรเนกาติวีตี้สัมพัทธ์ของอะตอม (Pauling scale) ในระดับนี้ (อนุกรม) องค์ประกอบออร์กาโนเจนทั่วไปจะถูกจัดเรียงตามอิเล็กโทรเนกาติวีตี้สัมพัทธ์ (ให้โลหะสองชนิดเพื่อการเปรียบเทียบ) ดังนี้:

อิเลคโตรเนกาติวีตี้ไม่ใช่ค่าคงที่สัมบูรณ์ขององค์ประกอบ ขึ้นอยู่กับประจุที่มีประสิทธิผลของนิวเคลียส ประเภทของการผสมข้ามพันธุ์ของ AO และอิทธิพลขององค์ประกอบทดแทน ตัวอย่างเช่น อิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมคาร์บอนในสถานะการผสมพันธุ์ sp 2 หรือ sp จะสูงกว่าในสถานะการผสมพันธุ์ sp 3 ซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของสัดส่วนของวงโคจร s ในวงโคจรลูกผสม ระหว่างการเปลี่ยนอะตอมจาก sp 3 - เป็น sp 2 - และต่อไปจนถึง เอสพี-สถานะไฮบริด ขอบเขตของวงโคจรลูกผสมจะค่อยๆ ลดลง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทิศทางที่มีการทับซ้อนกันมากที่สุดระหว่างการก่อตัวของพันธะ σ) ซึ่งหมายความว่าในลำดับเดียวกัน ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงสุดจะตั้งอยู่ใกล้และใกล้กับนิวเคลียสมากขึ้น ของอะตอมที่สอดคล้องกัน

ในกรณีของพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วหรือในทางปฏิบัติไม่มีขั้ว ความแตกต่างในอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมที่ถูกพันธะจะเป็นศูนย์หรือใกล้เคียงกับศูนย์ เมื่อความต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้เพิ่มขึ้น ขั้วของพันธะก็จะเพิ่มขึ้น ผลต่างไม่เกิน 0.4 เรียกว่ามีขั้วอ่อน มากกว่า 0.5 เป็นพันธะโควาเลนต์มีขั้วรุนแรง และมากกว่า 2.0 เป็นพันธะไอออนิก พันธะโควาเลนต์มีขั้วมีแนวโน้มที่จะแตกแยกแบบเฮเทอโรไลติก

(ดู 3.1.1)

ความสามารถในการโพลาไรซ์ของพันธบัตร แสดงออกมาในการกระจัดของพันธะอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าภายนอก รวมถึงสนามไฟฟ้าของอนุภาคอื่นที่ทำปฏิกิริยาด้วย ความสามารถในการโพลาไรซ์ถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ได้มากขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากนิวเคลียสของอะตอม ในแง่ของความสามารถในการโพลาไรซ์ พันธะ π นั้นเหนือกว่าพันธะ σ อย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงสุดของพันธะ π นั้นอยู่ห่างจากนิวเคลียสที่ถูกพันธะมากกว่า ความสามารถในการโพลาไรซ์ส่วนใหญ่จะกำหนดปฏิกิริยาของโมเลกุลที่มีต่อสารรีเอเจนต์ที่มีขั้ว

2.2.2. พันธบัตรผู้บริจาค-ผู้รับ

การทับซ้อนกันของ AO หนึ่งอิเล็กตรอนสองตัวไม่ใช่วิธีเดียวที่จะสร้างพันธะโควาเลนต์ พันธะโควาเลนต์สามารถเกิดขึ้นได้จากการทำงานร่วมกันของวงโคจรสองอิเล็กตรอนของอะตอมหนึ่ง (ผู้ให้) กับวงโคจรที่ว่างของอะตอมอื่น (ตัวรับ) ผู้บริจาคคือสารประกอบที่มีออร์บิทัลซึ่งมีอิเล็กตรอนคู่เดียวหรือ π-MO พาหะของอิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยว (n-อิเล็กตรอนจากภาษาอังกฤษ ไม่พันธะ)คืออะตอมของไนโตรเจน ออกซิเจน ฮาโลเจน

อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวมีบทบาทสำคัญในการแสดงคุณสมบัติทางเคมีของสารประกอบ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันมีหน้าที่รับผิดชอบต่อความสามารถของสารประกอบในการเข้าสู่ปฏิกิริยาระหว่างผู้บริจาคและผู้รับ

พันธะโควาเลนต์ที่เกิดจากอิเล็กตรอนคู่หนึ่งจากคู่พันธะตัวใดตัวหนึ่งเรียกว่าผู้บริจาค-ผู้รับ

พันธบัตรระหว่างผู้บริจาคและผู้รับจะมีความแตกต่างกันเฉพาะในวิธีการก่อตัวเท่านั้น คุณสมบัติของมันเหมือนกับพันธะโควาเลนต์อื่น ๆ อะตอมของผู้บริจาคจึงได้รับประจุบวก

พันธบัตรผู้บริจาค-ผู้รับเป็นลักษณะของสารประกอบเชิงซ้อน

2.2.3. พันธะไฮโดรเจน

อะตอมไฮโดรเจนที่ถูกพันธะกับองค์ประกอบที่มีอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูง (ไนโตรเจน, ออกซิเจน, ฟลูออรีน ฯลฯ) มีความสามารถในการทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนคู่เดียวของอะตอมอื่นที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีเพียงพอของโมเลกุลเดียวกันหรือโมเลกุลอื่น เป็นผลให้เกิดพันธะไฮโดรเจนซึ่งเป็นพันธะผู้บริจาคประเภทหนึ่ง

พันธบัตรผู้รับ โดยทั่วไปแล้ว พันธะไฮโดรเจนจะแสดงด้วยจุดสามจุด

พลังงานพันธะไฮโดรเจนต่ำ (10-40 กิโลจูล/โมล) และถูกกำหนดโดยปฏิกิริยาระหว่างไฟฟ้าสถิตเป็นหลัก

พันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลเป็นตัวกำหนดความสัมพันธ์ของสารประกอบอินทรีย์ เช่น แอลกอฮอล์

พันธะไฮโดรเจนส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ (จุดเดือดและจุดหลอมเหลว ความหนืด ลักษณะสเปกตรัม) และคุณสมบัติทางเคมี (กรด-เบส) ของสารประกอบ ดังนั้นจุดเดือดของเอธานอลคือ C 2 ชม. 5 OH (78.3°C) สูงกว่าไดเมทิลอีเทอร์ CH 3 OCH 3 (-24°C) อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากันและไม่เกี่ยวข้องกันผ่านพันธะไฮโดรเจน

พันธะไฮโดรเจนสามารถอยู่ในโมเลกุลได้เช่นกัน พันธะในไอออนของกรดซาลิไซลิกนี้ทำให้ความเป็นกรดเพิ่มขึ้น

พันธะไฮโดรเจนมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของโครงสร้างเชิงพื้นที่ของสารประกอบโมเลกุลสูง - โปรตีน, โพลีแซ็กคาไรด์, กรดนิวคลีอิก

2.3. ระบบคอนจูเกต

พันธะโควาเลนต์สามารถแปลเป็นภาษาท้องถิ่นหรือแยกส่วนได้ พันธะเฉพาะที่คือพันธะที่มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกันระหว่างนิวเคลียสทั้งสองของอะตอมที่ถูกพันธะ หากอิเล็กตรอนที่ใช้พันธะถูกใช้ร่วมกันระหว่างนิวเคลียสมากกว่า 2 นิวเคลียส พวกมันจะพูดถึงพันธะแบบแยกส่วน

พันธะแบบแยกส่วนคือพันธะโควาเลนต์ซึ่งมีวงโคจรของโมเลกุลครอบคลุมมากกว่าสองอะตอม

พันธบัตรที่แยกส่วนในกรณีส่วนใหญ่คือพันธบัตร π เป็นลักษณะของระบบคู่ ในระบบเหล่านี้ อิทธิพลพิเศษร่วมกันของอะตอมเกิดขึ้น—การผันคำกริยา

การผันคำกริยา (mesomerism จากภาษากรีก เมโส- ค่าเฉลี่ย) คือ การจัดเรียงพันธะและประจุในโมเลกุลจริง (อนุภาค) เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างในอุดมคติ แต่ไม่มีอยู่จริง

p-ออร์บิทัลที่ถูกแยกส่วนซึ่งเกี่ยวข้องกับการผันคำกริยาอาจเป็นของพันธะ π สองตัวขึ้นไป หรือพันธะ π และอะตอมหนึ่งอะตอมที่มี p-ออร์บิทัล ด้วยเหตุนี้ จึงได้มีการแยกความแตกต่างระหว่างการผันคอนจูเกชัน π,π และ ρ,π-คอนจูเกชัน ระบบคอนจูเกตสามารถเปิดหรือปิดได้ และไม่เพียงแต่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น แต่ยังมีอะตอมเฮเทอโรอะตอมด้วย

2.3.1. ระบบวงจรเปิด

π,π -การจับคู่ตัวแทนที่ง่ายที่สุดของระบบคอนจูเกต π, π ที่มีโซ่คาร์บอนคือบิวทาไดอีน-1,3 (รูปที่ 2.6, a) อะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจน และด้วยเหตุนี้ พันธะ σ ทั้งหมดในโมเลกุลของมันจึงอยู่ในระนาบเดียวกัน ก่อตัวเป็นโครงกระดูกแบน σ อะตอมของคาร์บอนอยู่ในสถานะการผสมพันธุ์ sp 2 p-AO ที่ไม่ถูกไฮบริดของอะตอมคาร์บอนแต่ละตัวจะตั้งฉากกับระนาบของโครงกระดูก σ และขนานกัน ซึ่งเป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการทับซ้อนกัน การทับซ้อนเกิดขึ้นไม่เพียงแต่ระหว่าง p-AO ของอะตอม C-1 และ C-2, C-3 และ C-4 เท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นระหว่าง p-AO ของอะตอม C-2 และ C-3 ด้วย ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของ π เดี่ยว ครอบคลุมอะตอมของคาร์บอนสี่อะตอม -ระบบนั่นคือพันธะโควาเลนต์แบบแยกส่วนปรากฏขึ้น (ดูรูปที่ 2.6, b)

ข้าว. 2.6.แบบจำลองการโคจรของอะตอมของโมเลกุล 1,3 บิวทาไดอีน

สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นในการเปลี่ยนแปลงความยาวพันธะในโมเลกุล ความยาวของพันธะ C-1-C-2 และ C-3-C-4 ใน 1,3-บิวทาไดอีนจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย และระยะห่างระหว่าง C-2 และ C-3 ก็สั้นลงเมื่อเทียบกับ Double และ พันธบัตรเดี่ยว กล่าวอีกนัยหนึ่ง กระบวนการแยกส่วนอิเล็กตรอนจะนำไปสู่การปรับความยาวพันธะให้เท่ากัน

ไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะคู่คอนจูเกตจำนวนมากนั้นพบได้ทั่วไปในโลกของพืช ซึ่งรวมถึงแคโรทีนซึ่งเป็นตัวกำหนดสีของแครอท มะเขือเทศ เป็นต้น

ระบบคอนจูเกตแบบเปิดยังสามารถรวมถึงเฮเทอโรอะตอมด้วย ตัวอย่างของการเปิด ระบบคอนจูเกต π,π ที่มีเฮเทอโรอะตอมอยู่ในสายโซ่สารประกอบคาร์บอนิล α, β-ไม่อิ่มตัวสามารถให้บริการได้ ตัวอย่างเช่น หมู่อัลดีไฮด์ในอะโครลีน CH 2 =CH-CH=O เป็นผู้มีส่วนร่วมในสายการผันของอะตอมคาร์บอนไฮบริด sp 2 สามอะตอมและอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอม แต่ละอะตอมเหล่านี้มีส่วนทำให้เกิด p-อิเล็กตรอนหนึ่งตัวในระบบ π เดียว

pn-การจับคู่การผันคำกริยาประเภทนี้มักเกิดขึ้นในสารประกอบที่มีส่วนโครงสร้าง -CH=CH-X โดยที่ X คือเฮเทอโรอะตอมที่มีอิเล็กตรอนคู่เดียว (โดยหลักคือ O หรือ N) ซึ่งรวมถึงไวนิลอีเทอร์ในโมเลกุลที่พันธะคู่มารวมกันด้วย ร- วงโคจรของอะตอมออกซิเจน พันธะสามจุดศูนย์กลางแบบแยกส่วนเกิดขึ้นจากการทับซ้อนกันของอะตอมคาร์บอนไฮบริด p-AO sp 2 สองอะตอมและหนึ่งอะตอม ร-AO ของเฮเทอโรอะตอมที่มีอิเล็กตรอนคู่หนึ่ง

การก่อตัวของพันธะสามจุดศูนย์กลางแบบแยกส่วนที่คล้ายกันเกิดขึ้นในกลุ่มคาร์บอกซิล ในที่นี้ π-อิเล็กตรอนของพันธะ C=O และ n-อิเล็กตรอนของอะตอมออกซิเจนของกลุ่ม OH มีส่วนร่วมในการผันคำกริยา ระบบคอนจูเกตที่มีพันธะและประจุเรียงตัวกันอย่างสมบูรณ์รวมถึงสปีชีส์ที่มีประจุลบ เช่น อะซิเตตไอออน

ทิศทางของการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะแสดงด้วยลูกศรโค้ง

มีวิธีกราฟิกอื่นๆ ในการแสดงผลการจับคู่ ดังนั้น โครงสร้างของอะซิเตตไอออน (I) จะถือว่าประจุมีการกระจายเท่าๆ กันทั่วทั้งอะตอมออกซิเจนทั้งสอง (ดังแสดงในรูปที่ 2.7 ซึ่งเป็นจริง)

โครงสร้าง (II) และ (III) ถูกนำมาใช้ ทฤษฎีเรโซแนนซ์ตามทฤษฎีนี้โมเลกุลหรืออนุภาคจริงถูกอธิบายโดยชุดของโครงสร้างเรโซแนนซ์ที่เรียกว่าโครงสร้างที่แตกต่างกันซึ่งแตกต่างกันเฉพาะในการกระจายตัวของอิเล็กตรอนเท่านั้น ในระบบคอนจูเกต ประโยชน์หลักของเรโซแนนซ์ไฮบริดเกิดจากโครงสร้างที่มีการกระจายความหนาแน่น π-อิเล็กตรอนต่างกัน (ลูกศรสองด้านที่เชื่อมโครงสร้างเหล่านี้เป็นสัญลักษณ์พิเศษของทฤษฎีเรโซแนนซ์)

โครงสร้างขีดจำกัด (ขอบเขต) ไม่มีอยู่จริง อย่างไรก็ตาม ในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่น พวกมัน "มีส่วน" ในการกระจายที่แท้จริงของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุล (อนุภาค) ซึ่งแสดงเป็นลูกผสมเรโซแนนซ์ที่ได้จากการซ้อนทับของโครงสร้างที่จำกัด

ในระบบคอนจูเกต ρ,π ที่มีสายโซ่คาร์บอน การคอนจูเกตสามารถเกิดขึ้นได้หากมีอะตอมของคาร์บอนที่มี p-ออร์บิทัลที่ไม่ไฮบริดติดกับพันธะ π ระบบดังกล่าวอาจเป็นอนุภาคระดับกลาง - คาร์บาเนียน, คาร์โบคาเตชัน, อนุมูลอิสระซึ่งมีโครงสร้างอัลลิลิก มอยอิตีอัลลิลิกที่มีอนุมูลอิสระมีบทบาทสำคัญในกระบวนการของการเกิดออกซิเดชันของไขมัน

ในอัลลิลไอออน CH 2 = CH-CH 2 sp 2 -อะตอมคาร์บอนไฮบริด C-3 จ่ายให้กับคอนจูเกตทั่วไป

ข้าว. 2.7.แผนที่ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของกลุ่ม COONa ในเพนิซิลิน

ระบบอิเล็กตรอนสองตัวในอนุมูลอัลลิลิก CH 2 =CH-CH 2+ - หนึ่งและใน allylic carbocation CH 2 =CH-CH 2+ ไม่มีการจัดหาใดๆ เป็นผลให้เมื่อ p-AO ของอะตอมคาร์บอนไฮบริด 3 sp 2 สามอะตอมทับซ้อนกัน พันธะสามจุดศูนย์กลางที่แยกส่วนจะถูกสร้างขึ้นซึ่งประกอบด้วยอิเล็กตรอนสี่ตัว (ในคาร์บาเนียน) สามตัว (ในอนุมูลอิสระ) และอิเล็กตรอนสองตัว (ในคาร์โบเคชัน) ตามลำดับ

อย่างเป็นทางการ อะตอม C-3 ในอัลลิลไอออนบวกจะมีประจุบวก ในอัลลิลเรดิคัลจะมีอิเล็กตรอนแบบไม่มีคู่ และในอัลลิลแอนไอออนจะมีประจุลบ ในความเป็นจริงในระบบคอนจูเกตดังกล่าวมีการกระจายตัว (กระจาย) ของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนซึ่งนำไปสู่การจัดตำแหน่งของพันธะและประจุ อะตอม C-1 และ C-3 ในระบบเหล่านี้มีค่าเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ในอัลลิลไอออนบวก แต่ละไอออนมีประจุบวก+1/2 และเชื่อมต่อกันด้วยพันธะครึ่งหนึ่งกับอะตอม C-2

ดังนั้น การผันคำกริยาส่งผลให้เกิดความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโครงสร้างจริง เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างที่แสดงโดยสูตรโครงสร้างทั่วไป

2.3.2. ระบบวงปิด

ระบบคอนจูเกตแบบวนเป็นที่สนใจอย่างมากในฐานะกลุ่มของสารประกอบที่มีความคงตัวทางอุณหพลศาสตร์เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับระบบเปิดแบบคอนจูเกต สารประกอบเหล่านี้ยังมีคุณสมบัติพิเศษอื่น ๆ ซึ่งรวมเป็นหนึ่งเดียวตามแนวคิดทั่วไป กลิ่นหอมซึ่งรวมถึงความสามารถของสารประกอบไม่อิ่มตัวอย่างเป็นทางการดังกล่าว

มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทดแทนมากกว่าการเติม ความต้านทานต่อตัวออกซิไดซ์และอุณหภูมิ

ตัวแทนทั่วไปของระบบอะโรมาติกคือ arenes และอนุพันธ์ของมัน ลักษณะเฉพาะของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนนั้นแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในแบบจำลองการโคจรของอะตอมของโมเลกุลเบนซีน เฟรมเวิร์กของเบนซีนเกิดขึ้นจากอะตอมคาร์บอนไฮบริด 6 sp 2 พันธะ σ ทั้งหมด (C-C และ C-H) อยู่ในระนาบเดียวกัน p-AO ที่ไม่ถูกไฮบริดจำนวน 6 ตัวนั้นตั้งฉากกับระนาบของโมเลกุลและขนานกัน (รูปที่ 2.8, a) แต่ละ ร-AO สามารถซ้อนทับกับสองอันที่อยู่ใกล้เคียงได้เท่า ๆ กัน ร-เอโอ จากการทับซ้อนกันดังกล่าว จึงเกิดระบบ π ที่ถูกแยกส่วนเพียงระบบเดียว ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงสุดซึ่งอยู่เหนือและใต้ระนาบของโครงกระดูก σ และครอบคลุมอะตอมคาร์บอนทั้งหมดของวัฏจักร (ดูรูปที่ 2.8, b) . ความหนาแน่น π-อิเล็กตรอนจะกระจายเท่าๆ กันทั่วทั้งระบบไซคลิก ซึ่งระบุด้วยวงกลมหรือเส้นประภายในวงจร (ดูรูปที่ 2.8, c) พันธะทั้งหมดระหว่างอะตอมของคาร์บอนในวงแหวนเบนซีนมีความยาวเท่ากัน (0.139 นาโนเมตร) ซึ่งอยู่ตรงกลางระหว่างความยาวของพันธะเดี่ยวและพันธะคู่

จากการคำนวณเชิงกลของควอนตัม พบว่าสำหรับการก่อตัวของโมเลกุลที่เสถียรดังกล่าว ระบบไซคลิกแบนจะต้องมีอิเล็กตรอน (4n + 2) π โดยที่ n= 1, 2, 3 เป็นต้น (กฎของHückel, 1931) เมื่อพิจารณาข้อมูลเหล่านี้แล้ว จึงสามารถระบุแนวคิดเรื่อง "ความมีกลิ่นหอม" ได้

สารประกอบจะมีลักษณะเป็นอะโรมาติกหากมีวงแหวนระนาบและคอนจูเกตπ -ระบบอิเล็กทรอนิกส์ครอบคลุมทุกอะตอมของวัฏจักรและประกอบด้วย(4น+ 2) π-อิเล็กตรอน

กฎของฮุคเคิลใช้กับระบบระนาบควบแน่นใดๆ ที่ไม่มีอะตอมอยู่ร่วมกันมากกว่า

ข้าว. 2.8.แบบจำลองการโคจรอะตอมของโมเลกุลเบนซีน (อะตอมไฮโดรเจนละเว้น คำอธิบายเป็นข้อความ)

สองรอบ สารประกอบที่มีวงแหวนเบนซีนควบแน่น เช่น แนฟทาลีนและอื่นๆ มีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์สำหรับความเป็นอะโรมาติก

ความเสถียรของระบบคู่ การก่อตัวของระบบคอนจูเกตและโดยเฉพาะอย่างยิ่งอะโรมาติกเป็นกระบวนการที่มีพลัง เนื่องจากสิ่งนี้จะเพิ่มระดับของการทับซ้อนของออร์บิทัลและการแยกส่วน (การกระจาย) เกิดขึ้น ร-อิเล็กตรอน ในเรื่องนี้ ระบบคอนจูเกตและระบบอะโรมาติกได้เพิ่มความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ ประกอบด้วยพลังงานภายในที่น้อยกว่าและในสถานะพื้นดินจะมีระดับพลังงานที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับระบบที่ไม่มีการคอนจูเกต จากความแตกต่างระหว่างระดับเหล่านี้ เราสามารถหาปริมาณความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ของสารประกอบคอนจูเกตได้ กล่าวคือ พลังงานผัน(พลังงานการแยกส่วน) สำหรับบิวทาไดอีน-1,3 จะมีขนาดเล็กและมีค่าประมาณ 15 kJ/mol เมื่อความยาวของสายโซ่คอนจูเกตเพิ่มขึ้น พลังงานการคอนจูเกตและความเสถียรทางอุณหพลศาสตร์ของสารประกอบก็เพิ่มขึ้นตามไปด้วย พลังงานการผันคำกริยาของเบนซีนจะสูงกว่ามากและมีค่าเท่ากับ 150 กิโลจูล/โมล

2.4. ผลกระทบทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบย่อย 2.4.1 ผลอุปนัย

พันธะขั้วโลก σ ในโมเลกุลทำให้เกิดการโพลาไรเซชันของพันธะ σ ที่อยู่ใกล้เคียง และทำให้เกิดประจุบางส่วนบนอะตอมข้างเคียง*

สารทดแทนทำให้เกิดโพลาไรเซชันไม่เพียงแต่จากตัวมันเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพันธะ σ ที่อยู่ใกล้เคียงด้วย การถ่ายโอนอิทธิพลของอะตอมประเภทนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์อุปนัย (/-เอฟเฟกต์)

ผลอุปนัยคือการถ่ายโอนอิทธิพลทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบทดแทนอันเป็นผลมาจากการกระจัดของอิเล็กตรอนของพันธะ σ

เนื่องจากความสามารถในการโพลาไรซ์ที่อ่อนแอของพันธะ σ ผลจากการเหนี่ยวนำจึงจางหายไปหลังจากพันธะสามหรือสี่พันธะในวงจร ผลของมันจะเด่นชัดที่สุดเมื่อเทียบกับอะตอมของคาร์บอนที่อยู่ติดกับอะตอมที่มีองค์ประกอบแทน ทิศทางของผลอุปนัยขององค์ประกอบทดแทนได้รับการประเมินในเชิงคุณภาพโดยการเปรียบเทียบกับอะตอมไฮโดรเจนซึ่งผลทางอุปนัยจะถือเป็นศูนย์ ในเชิงกราฟิก ผลลัพธ์ของ /-เอฟเฟกต์จะแสดงด้วยลูกศรที่ตรงกับตำแหน่งของเส้นเวเลนซ์และชี้ไปที่อะตอมที่มีอิเล็กโทรเนกาติตีมากกว่า

/วี\แข็งแกร่งกว่าอะตอมไฮโดรเจน จัดแสดงไว้เชิงลบผลอุปนัย (-/- ผล)

โดยทั่วไปองค์ประกอบทดแทนดังกล่าวจะลดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของระบบ เรียกว่า การถอนอิเล็กตรอนซึ่งรวมถึงกลุ่มฟังก์ชันส่วนใหญ่: OH, NH 2, COOH, หมายเลข 2 และหมู่ประจุบวก เช่น -NH 3+.

สารทดแทนที่เปลี่ยนความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเมื่อเปรียบเทียบกับอะตอมไฮโดรเจนσ - พันธะต่ออะตอมคาร์บอนของโซ่ จัดแสดงเชิงบวกผลอุปนัย (+/- ผล)

สารทดแทนดังกล่าวจะเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในสายโซ่ (หรือวงแหวน) และถูกเรียกว่า ผู้บริจาคอิเล็กตรอนซึ่งรวมถึงหมู่อัลคิลที่อยู่ที่อะตอมคาร์บอนไฮบริด sp 2 และศูนย์กลางประจุลบในอนุภาคที่มีประจุ เช่น -O -

2.4.2. เอฟเฟกต์เมโซเมอร์

ในระบบคอนจูเกต π-อิเล็กตรอนของพันธะโควาเลนต์แบบแยกส่วนมีบทบาทสำคัญในการส่งผ่านอิทธิพลทางอิเล็กทรอนิกส์ ผลกระทบที่แสดงออกในการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของระบบ π แบบแยกส่วน (คอนจูเกต) เรียกว่า mesomeric (เอฟเฟกต์ M) หรือเอฟเฟกต์การผันคำกริยา

เอฟเฟกต์ mesomeric คือการถ่ายโอนอิทธิพลทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบทดแทนผ่านระบบคอนจูเกต

ในกรณีนี้รองเองก็เป็นผู้มีส่วนร่วมในระบบคู่ มันสามารถเข้าสู่ระบบการผันคำกริยาได้ทั้งพันธะ π (คาร์บอนิล หมู่คาร์บอกซิล ฯลฯ) หรืออิเล็กตรอนเฮเทอโรอะตอมคู่เดียว (หมู่อะมิโนและไฮดรอกซี) หรือ p-AO ที่ว่างหรือมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัว

สารทดแทนที่เพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในระบบคอนจูเกตเชิงบวกเอฟเฟกต์ความทรงจำ (+M- เอฟเฟกต์)

เอฟเฟกต์ M แสดงโดยองค์ประกอบแทนที่ซึ่งประกอบด้วยอะตอมที่มีอิเล็กตรอนคู่เดียว (เช่น หมู่อะมิโนในโมเลกุลอะนิลีน) หรือมีประจุลบทั้งหมด สารทดแทนเหล่านี้มีความสามารถ

เพื่อการถ่ายโอนอิเล็กตรอนคู่หนึ่งไปยังระบบคอนจูเกตทั่วไปนั่นคือพวกมันคือ ผู้บริจาคอิเล็กตรอน

สารทดแทนที่ช่วยลดความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในระบบคอนจูเกตเชิงลบเอฟเฟกต์ความทรงจำ (-M- เอฟเฟกต์)

เอฟเฟกต์ M ในระบบคอนจูเกตมีสาเหตุมาจากอะตอมของออกซิเจนหรือไนโตรเจนที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะคู่กับอะตอมของคาร์บอน ดังที่แสดงในตัวอย่างของกรดอะคริลิกและเบนซาลดีไฮด์ กลุ่มดังกล่าวได้แก่ การถอนอิเล็กตรอน

การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะแสดงด้วยลูกศรโค้ง โดยจุดเริ่มต้นแสดงว่าอิเล็กตรอน p หรือ π ใดถูกแทนที่ และจุดสิ้นสุดแสดงถึงพันธะหรืออะตอมที่พวกมันถูกแทนที่ เอฟเฟกต์เมโซเมอริกตรงกันข้ามกับเอฟเฟกต์แบบเหนี่ยวนำ จะถูกส่งผ่านระบบพันธะคอนจูเกตในระยะทางที่ไกลกว่ามาก

เมื่อประเมินอิทธิพลขององค์ประกอบทดแทนต่อการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุลจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบที่เกิดจากผลกระทบอุปนัยและ mesomeric (ตารางที่ 2.2)

ตารางที่ 2.2.ผลกระทบทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบทดแทนบางชนิด

ผลกระทบทางอิเล็กทรอนิกส์ขององค์ประกอบทดแทนทำให้สามารถประเมินการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุลที่ไม่ทำปฏิกิริยาในเชิงคุณภาพและทำนายคุณสมบัติของมันได้

อิทธิพลร่วมกันของอะตอมในโมเลกุลของสารอินทรีย์ (ทฤษฎีการกระจัดทางอิเล็กทรอนิกส์ โดย เค. อินโกลด์)

อะตอมและกลุ่มของอะตอมภายในโมเลกุลของสารอินทรีย์มีอิทธิพลสำคัญต่อกันและกัน อิทธิพลนี้ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของแรงไฟฟ้าสถิตที่กระทำภายในโมเลกุล

A.M. Butlerov ในทฤษฎีโครงสร้างของสารอินทรีย์ อย่างไรก็ตามทฤษฎีที่เข้มงวดของการกระจัดทางอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการพัฒนาเฉพาะในปี พ.ศ. 2469 - 2476 โดยคริสโตเฟอร์ อินโกลด์นักเคมีชาวอังกฤษ

ในโมเลกุลของสารอินทรีย์ มีความเป็นไปได้สองประการในการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอน:

• 1. การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนตามพันธะที่เกิดจากความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอม (หรือกลุ่มของอะตอม) ที่รวมอยู่ในโมเลกุล อิทธิพลซึ่งกันและกันที่ส่งผ่านสายโซ่ของพันธะเรียกว่าเอฟเฟกต์การเหนี่ยวนำ (I-effect) (เอฟเฟกต์เชิงขั้ว) ผลการเหนี่ยวนำนั้นเกิดจากอะตอมหรือกลุ่มของอะตอมที่เฉพาะเจาะจงเสมอ และขึ้นอยู่กับทิศทางของการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของอะตอมที่เป็นปัญหา เอฟเฟกต์การเหนี่ยวนำสองประเภทมีความโดดเด่น:
  • ก) ผลการเหนี่ยวนำเชิงบวก (+I-ผล) ดัน (อะตอมและกลุ่มที่บริจาคอิเล็กตรอน):

ในการพิจารณาความรุนแรงของเอฟเฟกต์ +I มีกฎหลายข้อ:

ก) ผลกระทบของ +I ขององค์ประกอบทดแทนจะแข็งแกร่งขึ้น ยิ่งอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของมันลดลง:

b) เนื่องจากพันธะ C - H มีขั้วเล็กน้อย หมู่อัลคิลจึงแสดงเอฟเฟกต์ +I:

b) ผลการเหนี่ยวนำเชิงลบ (-I-ผล): อะตอมหรือกลุ่มดังกล่าวจะเลื่อนความหนาแน่นของอิเล็กตรอนไปตามสายโซ่ของพันธะ เพื่อตัวคุณเอง (อะตอมและกลุ่มที่ถอนอิเล็กตรอน):

ระดับความรุนแรงของเอฟเฟกต์ -I ถูกกำหนดโดยกฎต่อไปนี้:

ก) -I-เอฟเฟกต์จะยิ่งแข็งแกร่ง ยิ่งค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ขององค์ประกอบยิ่งมากขึ้น:

b) องค์ประกอบทดแทนที่ไม่อิ่มตัวทำให้เกิดเอฟเฟกต์ -I ซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามระดับความไม่อิ่มตัวที่เพิ่มขึ้น:

นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงของอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมคาร์บอนเมื่อระดับของการผสมพันธุ์เปลี่ยนไป

เนื่องจากความแข็งแกร่งของพันธะ ผลการเหนี่ยวนำจึงจางหายไปอย่างรวดเร็วเมื่อเคลื่อนที่ไปตามโซ่ อิทธิพลของมันจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดในอะตอมที่หนึ่งและสองของห่วงโซ่อิทธิพลของมันต่ออะตอมที่ตามมานั้นมีน้อยมาก

2. การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนตามพันธะคอนจูเกต การผันคำกริยาเป็นปฏิสัมพันธ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ประเภทหนึ่งที่เกิดขึ้นในโมเลกุลในโครงสร้างซึ่งมีการสลับระหว่างพันธะอย่างง่ายและหลายพันธะ เนื่องจากการเชื่อมต่อ ในระบบดังกล่าวจึงมีระบบคลาวด์อิเล็กทรอนิกส์เพียงระบบเดียว เอฟเฟกต์นี้เรียกว่าเอฟเฟกต์การผันคำกริยา (เอฟเฟกต์ C) หรือเอฟเฟกต์เมโซเมอร์ (เอฟเฟกต์ M) ต่างจากเอฟเฟกต์แบบอุปนัยตรงที่เอฟเฟกต์ mesomeric จะถูกส่งผ่านสายโซ่ของพันธะคอนจูเกตโดยไม่อ่อนตัวลง ครอบคลุมทั้งโมเลกุล เช่นเดียวกับเอฟเฟกต์การเหนี่ยวนำ เอฟเฟกต์ mesomeric อาจเป็นได้ทั้งเชิงบวกและเชิงลบ: +M-เอฟเฟกต์ และ -M-เอฟเฟกต์ องค์ประกอบทดแทนที่มีองค์ประกอบอิเล็กโตรเนกาติตีสูงจะมีผลลบต่อเมโซเมอร์ องค์ประกอบทดแทนที่มีอะตอมซึ่งมีคู่อิเล็กตรอนอิสระจะมีผลเชิงบวกต่อ mesomeric หากองค์ประกอบทดแทนมีอะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติวิตีสูงและมีคู่เดียว ก็แสดงว่าเกิดการแข่งขันระหว่างเอฟเฟกต์ -M และ +M (ฮาโลเจน)

ประเภทของเอฟเฟกต์ mesomeric คือเอฟเฟกต์ซูเปอร์คอนจูเกชัน (ไฮเปอร์คอนจูเกชัน, เอฟเฟกต์นาธาน-เบกเกอร์, -คอนจูเกชัน) คอนจูเกชันยิ่งยวดเกิดจากการทับซ้อนกันของพันธะ -ออร์บิทัล ของหมู่อัลคิลกับระบบ -อิเล็กตรอน

ตามทฤษฎีโครงสร้างของสารอินทรีย์ (A.M. Butlerov, 1861) คุณสมบัติของสารประกอบถูกกำหนดโดยอิทธิพลซึ่งกันและกันของอะตอม ทั้งเชื่อมต่อถึงกันและไม่เชื่อมต่อโดยตรง อิทธิพลซึ่งกันและกันนี้เกิดขึ้นผ่านการกระจัดของอิเล็กตรอนตามลำดับซึ่งก่อให้เกิดพันธะที่เรียบง่ายและหลายพันธะ เอฟเฟกต์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทำให้เกิดการกระจัดของอิเล็กตรอนของพันธะ a เรียกว่าเอฟเฟกต์อุปนัยหรืออุปนัย (/) หากการกระจัดของอิเล็กตรอนสัมพันธ์กับพันธะ TC หลายพันธะ ผลกระทบนี้เรียกว่ามีโซเมอริก (M)

ผลอุปนัย

คุณสมบัติอย่างหนึ่งของพันธะโควาเลนต์คือการเคลื่อนที่ของคู่อิเล็กตรอนที่ก่อตัวเป็นพันธะเหล่านี้ พันธะเหล่านี้บางส่วนไม่มีขั้ว (เช่น พันธะ C-C) หรือพันธะอ่อน (พันธะ C-H) ดังนั้นอะตอมที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะดังกล่าวจึงไม่มีประจุ ตัวอย่างของสารประกอบดังกล่าวอาจเป็นอัลเคนและโดยเฉพาะอย่างยิ่งอีเทน CH 3 -CH 3 อย่างไรก็ตาม อะตอมที่สร้างพันธะโควาเลนต์อาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในด้านอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ ดังนั้นคู่อิเล็กตรอนจึงถูกเลื่อนไปทางอะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติตีมากกว่า พันธะดังกล่าวจะมีขั้วและทำให้เกิดประจุบางส่วนบนอะตอม ค่าธรรมเนียมเหล่านี้กำหนดด้วยอักษรกรีก "8" (เดลต้า) อะตอมที่ดึงดูดคู่อิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองจะมีประจุลบบางส่วน (-5) และอะตอมที่อิเล็กตรอนถูกแทนที่จะได้รับประจุบวกบางส่วน (+8) การกระจัดของอิเล็กตรอน (ความหนาแน่นของอิเล็กตรอน) ของพันธะโอจะแสดงด้วยลูกศรตรง ตัวอย่างเช่น:

การมีอยู่ของพันธะมีขั้วส่งผลต่อขั้วของพันธะข้างเคียง อิเล็กตรอนของพันธะโอที่อยู่ใกล้เคียงก็ถูกเลื่อนไปยังองค์ประกอบที่มีอิเล็กโตรเนกาติวิตี้มากขึ้น (องค์ประกอบแทนที่)

การกระจัดของอิเล็กตรอนตามระบบพันธะ a ภายใต้อิทธิพลขององค์ประกอบทดแทนเรียกว่าผลอุปนัย

ผลอุปนัยแสดงด้วยตัวอักษร "/" และมีแนวโน้มที่จะจางหายไปเมื่อส่งผ่านสายโซ่ของพันธะ a (ส่งที่ระยะห่างเพียง 3-4 o-bond) ดังนั้น ประจุบนอะตอมจะค่อยๆ ลดลงเมื่อถูกถ่ายโอนไปตามสายโซ่พันธะ (SJ > 8^ > SJ > 8J) เอฟเฟกต์อุปนัยอาจมีเครื่องหมาย "+" หรือ "-" องค์ประกอบที่ดึงอิเล็กตรอนออกมา (อะตอมหรือกลุ่มของอะตอม) จะเปลี่ยนความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองและแสดงผลเชิงลบจากการเหนี่ยวนำ -ฉัน(ประจุลบปรากฏบนองค์ประกอบทดแทน)

สารทดแทนที่ถอนอิเล็กตรอนซึ่งก่อให้เกิดผลเชิงลบ ได้แก่ :

องค์ประกอบที่บริจาคอิเล็กตรอนซึ่งเปลี่ยนความหนาแน่นของอิเล็กตรอนออกไปจากตัวมันเองจะมีผลอุปนัยเชิงบวก (+/) สารทดแทนดังกล่าวรวมถึงอัลคิลเรดิคัล และยิ่งอัลคิลเรดิคัลมีขนาดใหญ่และแตกแขนงมากขึ้นเท่าใด +1.

ผลอุปนัยของอะตอมไฮโดรเจนถือเป็นศูนย์

ผลอุปนัยของสารทดแทนมีอิทธิพลต่อคุณสมบัติของสารและทำให้สามารถคาดการณ์ได้ ตัวอย่างเช่นจำเป็นต้องเปรียบเทียบคุณสมบัติที่เป็นกรดของกรดอะซิติกกรดฟอร์มิกและคลอโรอะซิติก

โมเลกุลของกรดคลอโรอะซิติกมีผลเสียต่อการเหนี่ยวนำที่เกิดจากอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงของอะตอมของคลอรีน การปรากฏตัวของอะตอมคลอรีนทำให้เกิดการกระจัดของคู่อิเล็กตรอนตามระบบพันธะ a และเป็นผลให้ประจุบวก (5+) ถูกสร้างขึ้นบนอะตอมออกซิเจนของกลุ่มไฮดรอกซิล สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าออกซิเจนดึงดูดคู่อิเล็กตรอนจากอะตอมไฮโดรเจนได้แรงยิ่งขึ้น ในขณะที่พันธะจะมีขั้วมากขึ้น และความสามารถในการแยกตัวออก เช่น คุณสมบัติที่เป็นกรดก็เพิ่มขึ้น

ในโมเลกุลของกรดอะซิติก อนุมูลเมทิล (CH 3 -) ซึ่งมีผลอุปนัยเชิงบวก ปั๊มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนไปยังออกซิเจนของกลุ่มไฮดรอกซิลและสร้างประจุลบบางส่วน (5-) ขึ้นมา ในเวลาเดียวกันออกซิเจนซึ่งอิ่มตัวด้วยความหนาแน่นของอิเล็กตรอนไม่ดึงดูดคู่อิเล็กตรอนจากอะตอมไฮโดรเจนอย่างรุนแรงดังนั้นขั้วของพันธะ OH จะลดลงดังนั้นกรดอะซิติกจึงทำให้โปรตอน (แยกตัวออก) แย่กว่ากรดฟอร์มิกซึ่งมี อะตอมไฮโดรเจนแทนที่จะเป็นอัลคิลอนุมูลซึ่งผลอุปนัยคือศูนย์ ดังนั้นในบรรดากรดทั้งสามนี้ กรดอะซิติกจึงเป็นกรดที่อ่อนแอที่สุด และกรดคลอโรอะซิติกนั้นแข็งแกร่งที่สุด

เอฟเฟกต์เมโซเมอร์

ผลกระทบของ mesomeric คือการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่ดำเนินการโดยการมีส่วนร่วมของพันธะ n ภายใต้อิทธิพลขององค์ประกอบทดแทน

เอฟเฟกต์เมโซเมอริกเรียกอีกอย่างว่าเอฟเฟกต์การผันคำกริยาและเขียนแทนด้วยตัวอักษร M. l-อิเล็กตรอนของพันธะคู่หรือสามมีความคล่องตัวสูง เนื่องจากพวกมันอยู่ห่างจากนิวเคลียสของอะตอมมากกว่าอิเล็กตรอนของพันธะโอ ดังนั้นจึงมีประสบการณ์น้อยกว่า สถานที่ท่องเที่ยว. ในเรื่องนี้ อะตอมและกลุ่มอะตอมที่อยู่ห่างจากพันธะโอหนึ่งพันธะจากพันธะหลายพันธะสามารถแทนที่อิเล็กตรอนของพวกมันเข้าหาตัวมันเอง (หากอะตอมเหล่านี้มีคุณสมบัติในการดึงอิเล็กตรอนออก) หรืออยู่ห่างจากตัวมันเอง (หากพวกมันมีคุณสมบัติในการบริจาคอิเล็กตรอน ).

ดังนั้น เพื่อให้เอฟเฟกต์ mesomeric เกิดขึ้น จะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขหลายประการ เงื่อนไขแรกที่สำคัญที่สุด: พันธะพหุคูณจะต้องอยู่ในตำแหน่งพันธะเอหนึ่งพันธะจากวงโคจรที่จะเกิดปฏิกิริยากัน (เข้าสู่การผันคำกริยา) (รูปที่ 32)

เงื่อนไขที่สำคัญประการที่สองสำหรับการปรากฏตัวของเอฟเฟกต์ mesomeric คือความขนานของออร์บิทัลที่มีปฏิสัมพันธ์ ในรูปก่อนหน้านี้ p-ออร์บิทัลทั้งหมดขนานกัน ดังนั้นการผันจึงเกิดขึ้นระหว่างพวกมัน ในรูปวงโคจรไม่ขนานกัน

ข้าว. 32. การผันระหว่างพันธะ n และ p-orbital ดังนั้นจึงไม่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพันธะ n หรือลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

และสุดท้าย เงื่อนไขสำคัญประการที่สามคือขนาดของออร์บิทัลที่มีปฏิสัมพันธ์กัน (กล่าวอีกนัยหนึ่ง รัศมีของอะตอมที่เข้าสู่สังยุคจะต้องเท่ากันหรือใกล้เคียงกัน) หากวงโคจรที่มีปฏิสัมพันธ์มีขนาดแตกต่างกันมาก การทับซ้อนกันทั้งหมดจะเกิดขึ้น และด้วยเหตุนี้ ปฏิสัมพันธ์จึงไม่เกิดขึ้น

เงื่อนไขสองข้อสุดท้ายไม่ได้บังคับ แต่เป็นที่ต้องการอย่างมากสำหรับการปรากฏตัวของเอฟเฟกต์ mesomeric ขนาดใหญ่ ให้เราระลึกว่ารัศมีของอะตอมสามารถเปรียบเทียบได้โดยใช้ตารางของ D.I. Mendeleev: อะตอมที่อยู่ในช่วงเวลาเดียวกันมีรัศมีอะตอมใกล้เคียงกันและอะตอมที่อยู่ในช่วงเวลาต่างกันจะแตกต่างกันมาก ดังนั้นเมื่อทราบวงโคจรของอะตอมที่มีส่วนร่วมในการผันคำกริยา เราสามารถกำหนดความแรงของเอฟเฟกต์มีโซเมอร์และประมาณการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุล (ตารางที่ 34)

องค์ประกอบทดแทนที่ให้อิเล็กตรอนมีผลเชิงบวก (+M) องค์ประกอบทดแทนเหล่านี้ประกอบด้วยอะตอมที่มีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว (-NH 2, -OH

และอื่น ๆ.). เครื่องหมาย “+” หรือ “-” ของเอฟเฟกต์ mesomeric ถูกกำหนดโดยประจุที่ปรากฏบนองค์ประกอบทดแทนระหว่างเอฟเฟกต์นี้ ตัวอย่างเช่น ในแผนภาพที่ให้ไว้ในตารางที่ 34 องค์ประกอบทดแทนคือกลุ่ม: -OH, - NH 2, - N0 2, - COOH จากผลของเอฟเฟกต์ mesomeric ประจุบวกบางส่วน (8+) หรือลบ (8-) จะปรากฏในกลุ่มเหล่านี้ นี่เป็นเพราะการแทนที่ของอิเล็กตรอนที่มีประจุลบจากองค์ประกอบแทนที่ในกรณีของเอฟเฟกต์ +M หรือไปยังองค์ประกอบแทนที่ในกรณีของเอฟเฟกต์ -M ในเชิงกราฟิก การกระจัดของอิเล็กตรอนจะแสดงด้วยลูกศรโค้ง จุดเริ่มต้นของลูกศรบ่งชี้ว่าอิเล็กตรอนตัวใดถูกแทนที่ในระหว่างเอฟเฟกต์มีโซเมอร์ และปลายลูกศรบ่งชี้ว่าอะตอมใดหรือพันธะใด ประจุบวกบางส่วน (+M) จะปรากฏบนกลุ่มผู้บริจาคอิเล็กตรอน ตัวอย่างเช่น ในกลุ่ม -OH และ -NH 2 ในไวนิลแอลกอฮอล์และสวรรค์:

องค์ประกอบที่ถอนอิเล็กตรอนออกไปประกอบด้วยอะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติวิตีสูงหลายอะตอมซึ่งไม่มีคู่อิเล็กตรอนอิสระ (-N0 2, -S0 3 H, - COOH เป็นต้น) ดังนั้นพวกมันจึงแทนที่อิเล็กตรอนเข้าหาตัวเองและรับประจุลบบางส่วนและแสดงค่า mesomeric ที่เป็นลบ เอฟเฟกต์ ( -M) เราเห็นสิ่งนี้ในกรดโพรพีโนอิกและไนโตรเบนซีน:

ตามที่ระบุไว้ข้างต้น พันธะหลายพันธะมีส่วนร่วมในเอฟเฟกต์มีโซเมอร์ แต่ก็ไม่จำเป็นเลยที่พันธะเหล่านั้นจะมีปฏิกิริยากับองค์ประกอบทดแทนใดๆ พันธบัตรหลายรายการซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นสองเท่าสามารถเข้าสู่การผันระหว่างกันได้ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของการโต้ตอบดังกล่าวคือเบนซิน (C 6 H 6) ในโมเลกุลของมันมีพันธะคู่สามพันธะสลับกับพันธะเอเดี่ยว ในกรณีนี้ อะตอมของคาร์บอนทั้ง 6 อะตอมอยู่ในรูปแบบเอ้อไฮบริด 2 และ p-ออร์บิทัลที่ไม่ใช่ไฮบริดจะขนานกัน ดังนั้น p-orbitals ที่ไม่ใช่ไฮบริดจึงตั้งอยู่ติดกันและขนานกัน เงื่อนไขทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นสำหรับการทับซ้อนกัน เพื่อให้การนำเสนอเสร็จสมบูรณ์ เราจะจำได้ว่า p-orbitals ซ้อนทับกันในโมเลกุลเอทิลีนในระหว่างการก่อตัวของพันธะ r อย่างไร (รูปที่ 33)

อันเป็นผลมาจากอันตรกิริยาของ p-orbitals แต่ละอัน พวกมันทับซ้อนกันและรวมเข้าด้วยกันเป็นรูปทรง

ข้าว. 33. การผัน (เอฟเฟกต์ mesomeric) ระหว่าง p-orbitals แบบขนานของเมฆ tc-อิเล็กตรอนเดี่ยว การรวมตัวกันของออร์บิทัลจนเกิดเป็นออร์บิทัลโมเลกุลเดี่ยวเช่นนี้เรียกว่าเอฟเฟกต์มีโซเมอร์

ภาพที่คล้ายกันนี้พบได้ในโมเลกุล 1,3-บิวทาไดอีน ซึ่งมีพันธะ n สองตัวมารวมกัน (เข้าสู่การผันคำกริยา) เพื่อสร้างเมฆอิเล็กตรอนเดี่ยว (รูปที่ 34)

การก่อตัวของเมฆอิเล็กตรอนเดี่ยว (เอฟเฟกต์ mesomeric) เป็นกระบวนการที่มีพลังมาก ดังที่ทราบกันดีว่าโมเลกุลทั้งหมดมีแนวโน้มที่จะมีพลังงานต่ำที่สุด ซึ่งทำให้โมเลกุลดังกล่าวมีความเสถียรมาก เมื่อเมฆโมเลกุลเดี่ยวเกิดขึ้น อิเล็กตรอนทั้งหมดจะอยู่ในวงโคจรร่วมวงเดียว (ในโมเลกุลของบิวทาไดอีน-1,3 จะมีอิเล็กตรอนสี่ตัวในวงโคจรเดียว) และสัมผัสกับแรงดึงดูดของนิวเคลียสหลายตัวพร้อมกัน (สี่ตัวสำหรับบิวทาไดอีน) และการดึงดูดนี้กระทำต่ออิเล็กตรอนแต่ละตัวในทิศทางที่ต่างกัน ซึ่งทำให้ความเร็วของพวกมันช้าลงอย่างมาก ดังนั้นความเร็วของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนทั้งหมดในวงโคจรของโมเลกุลเดียวจึงลดลงซึ่งนำไปสู่การลดลงของจลน์และโดยทั่วไปพลังงานทั้งหมดของโมเลกุล

ข้าว. 34.

ในกรณีที่อะตอมที่มีพันธะคู่เชื่อมต่อกับองค์ประกอบแทนที่ p-orbitals ของพันธะคู่จะรวมเข้ากับ p-orbitals คู่ขนานขององค์ประกอบแทนที่จนเกิดเป็นวงโคจรโมเลกุลเดี่ยว เราเห็นสิ่งนี้ในตัวอย่างของไนโตรเบนซีน

ผลกระทบของเมโซเมอร์และอุปนัยมักจะปรากฏพร้อมกันในโมเลกุลเดียวกัน บางครั้งพวกมันเกิดขึ้นพร้อมกันในทิศทางของการออกฤทธิ์ เช่น ในไนโตรเบนซีน:

ในบางกรณี ผลกระทบเหล่านี้จะกระทำไปในทิศทางที่ต่างกัน จากนั้นความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุลจะถูกกระจายโดยคำนึงถึงผลกระทบที่แรงกว่า มีข้อยกเว้นบางประการ เอฟเฟกต์ mesomeric จะมีมากกว่าเอฟเฟกต์อุปนัย:

ผลกระทบทางอิเล็กทรอนิกส์ทำให้สามารถประเมินการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุลของสารอินทรีย์ และทำให้สามารถทำนายคุณสมบัติของสารประกอบเหล่านี้ได้

คำถามและแบบฝึกหัด

• 1. ผลอุปนัยหรือผลอุปนัยคืออะไร?
• 2. องค์ประกอบใดที่มีผลเชิงบวกและผลเชิงลบใด: - COOH, -OH, - 0“, -CH 3, -C=N, -N0 2, -Cl, -NH 2? สัญญาณของผลอุปนัยถูกกำหนดอย่างไร?
• 3. สารใดที่มีโมเมนต์ไดโพลขนาดใหญ่: a) СНо-СNR-С1 หรือ СНо-СН 9 -Вг; ข) CH 3 -CH? -C1 หรือ CH 3 -CH 2 -CH 2 -C1?
• 4. สารใดมีคุณสมบัติเป็นกรดมากกว่า: CH 3 -COOH หรือ F-CH 2 -COOH อธิบายคำตอบของคุณ.
• 5. จัดเรียงสารตามลำดับการเพิ่มคุณสมบัติเป็นกรด: C1 2 CH - COOH, C1-CH 2 -COOH,

C1 3 C - COOH, CH 3 -COOH ให้คำอธิบาย.

• 6. เอฟเฟกต์ความทรงจำคืออะไร? สัญญาณของเอฟเฟกต์ mesomeric ถูกกำหนดอย่างไร?
• 7. กลุ่มใดมีเอฟเฟกต์ mesomeric เชิงบวก (+M) และลบ (-M) -S0 3 H, -N0 2, -CHO, -COOH, -NH 2, -N(CH 3) 2, -OH, -o-CH 3
• 8. สารประกอบใดที่มีเอฟเฟกต์ mesomeric มากกว่า: C 6 H 5 -OH และ C 6 H 5 -SH? สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับรัศมีของอะตอมในองค์ประกอบทดแทนอย่างไร? อะไรคือสัญญาณของเอฟเฟกต์ mesomeric?

• 9. หมู่อะมิโนรวมตัวกับวงแหวนอะโรมาติกในสารประกอบใด: C 6 H 5 -CH 2 -NH 2 และ C 6 H 5 -NH 2
• 10. ตรวจสอบสัญญาณของผลกระทบอุปนัยและ mesomeric ในโมเลกุลฟีนอล (C 6 H 5 -OH) ระบุทิศทางของการกระจัดของอิเล็กตรอนด้วยลูกศร

• 1. องค์ประกอบใดที่มีผลอุปนัยเชิงบวก:
  • ก) -SNO; ค) ช 3 -ช 2 -
  • ข) -COOH; ง) -N0 2.
• 2. องค์ประกอบใดที่มีผลเสียต่อการอุปนัย:
  • ก) CH 3 -; ค) -S0 3 ชม.;
  • ข) CH 3 -CH 2 -; ง) -นา
• 3. สารใดมีโมเมนต์ไดโพลที่ใหญ่ที่สุด:
  • ก) CH 3 -C1; ค) (CH 3) 3 C-C1;
  • ข) CH 3 -CH 2 -CH 2 -C1; ง) CH 3 -CH 2 -C1
• 4. กลุ่มใดมีผลเชิงบวกต่อความจำ:
  • ก) -N0 2; ค) -โอ้;
  • b) -C=N ง) -COOH
• 5. สารประกอบใดมีเอฟเฟกต์ mesomeric:
  • ก) C fi H.-CH ? -NH? ; ค) CH 3 -CH? -C1;
  • ข) ค 6 ชม. 5 -OH; ง) (CH 3) 3 C-C1

ส่งผลงานดีๆ ของคุณในฐานความรู้ได้ง่ายๆ ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

อิทธิพลร่วมกันของอะตอมในโมเลกุลและวิธีการส่งผ่าน

อะตอมที่ประกอบเป็นโมเลกุลมีอิทธิพลซึ่งกันและกัน อิทธิพลนี้จะถูกส่งไปตามสายโซ่ของอะตอมที่มีพันธะโควาเลนต์และนำไปสู่การกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในโมเลกุล ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า อิเล็กทรอนิกส์ ผล รอง

ผลอุปนัย

โพลาไรเซชันของพันธบัตร:

อุปนัย ผล (ฉัน-ผล) รอง เรียกว่า ออกอากาศ เอเลถึงบัลลังก์ อิทธิพล รอง โดย ห่วงโซ่ ย-การเชื่อมต่อ

ผลอุปนัยจะหายไปอย่างรวดเร็ว (หลังจากการเชื่อมต่อ 2-3 ครั้ง)

ผลกระทบ H ที่ยอมรับ = 0

ตัวรับอิเล็กตรอน (- ฉัน-ผล):

ฮัล, โอไฮโอ, NH 2, ไม่ใช่ 2, COOH, CN

ตัวรับที่แข็งแกร่ง - ไพเพอร์: NH 3 + ฯลฯ

ผู้บริจาคอิเล็กตรอน (+ ฉัน-ผล):

หมู่อัลคิลถัดจากคาร์บอน sp 2:

แอนไอออน: --O -

โลหะของกลุ่มที่ 1 และ 2:

เอฟเฟกต์เมโซเมอร์

บทบาทหลักในการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของโมเลกุลนั้นเล่นโดย p- และ p-อิเล็กตรอนแบบแยกส่วน

มีโซเมอริก ผล หรือ ผล การจับคู่ (ม-ผล) - นี้ เลนจการกระจาย อิเล็กตรอน โดย ผัน ระบบ.

เอฟเฟกต์เมโซเมอริกเกิดขึ้นโดยองค์ประกอบแทนที่ซึ่งมีอะตอมที่มี p-orbital ที่ไม่ถูกไฮบริด และสามารถมีส่วนร่วมในการผันกับส่วนที่เหลือของโมเลกุลได้ ในทิศทางของเอฟเฟกต์ mesomeric สารทดแทนสามารถทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอนได้:

และผู้บริจาคอิเล็กตรอน:

องค์ประกอบทดแทนจำนวนมากมีผลทั้งแบบอุปนัยและแบบมีโซเมอร์ (ดูตาราง) สำหรับองค์ประกอบทดแทนทั้งหมด ยกเว้นฮาโลเจน ผลกระทบของ mesomeric ในค่าสัมบูรณ์จะมากกว่าผลเชิงเหนี่ยวนำอย่างมีนัยสำคัญ

หากโมเลกุลมีส่วนประกอบย่อยหลายตัว ผลกระทบทางอิเล็กทรอนิกส์ของพวกมันอาจประสานกันหรือไม่สอดคล้องกัน

หากองค์ประกอบทดแทนทั้งหมดเพิ่ม (หรือลดลง) ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในตำแหน่งเดียวกัน เอฟเฟกต์ทางอิเล็กทรอนิกส์ของพวกมันจะเรียกว่าการประสานงาน มิฉะนั้นเอฟเฟกต์อิเล็กทรอนิกส์จะถือว่าไม่สอดคล้องกัน

ผลกระทบเชิงพื้นที่

อิทธิพลขององค์ประกอบทดแทน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีประจุไฟฟ้าสามารถส่งผ่านได้ไม่เฉพาะผ่านพันธะเคมีเท่านั้น แต่ยังผ่านอวกาศด้วย ในกรณีนี้ตำแหน่งเชิงพื้นที่ขององค์ประกอบทดแทนมีความสำคัญอย่างยิ่ง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า เชิงพื้นที่ ผล รองจสเตเทลา

ตัวอย่างเช่น:

สารทดแทนสามารถป้องกันไม่ให้อนุภาคออกฤทธิ์เข้าใกล้ศูนย์กลางปฏิกิริยา และด้วยเหตุนี้จึงลดอัตราการเกิดปฏิกิริยา:

รองอะตอมโมเลกุลอิเล็กตรอน

ปฏิสัมพันธ์ของยากับตัวรับยังต้องมีการติดต่อทางเรขาคณิตบางอย่างกับรูปทรงของโมเลกุลและการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดค่าทางเรขาคณิตของโมเลกุลมีอิทธิพลอย่างมากต่อกิจกรรมทางชีวภาพ

วรรณกรรม

1. เบโลโบโรโดฟ วี.แอล., ซูราเบียน เอส.อี., ลูซิน เอ.พี., ตูคาฟคิน่า เอ็น.เอ. เคมีอินทรีย์(อาหารจานหลัก) อีแร้ง ม. 2546 หน้า 67 - 72.

2. เอ็น.เอ. Tyukavkina, Yu.I. เบาคอฟ. เคมีชีวภาพ. DROFA, M. , 2007, p. 36-45.

โพสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

พิจารณาใช้ยาที่มีไอบูโพรเฟน ข้อดีและข้อเสียของไอบูโพรเฟน คุณสมบัติทางเคมีควอนตัมพื้นฐานของโมเลกุลไอบูโพรเฟน การกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของเวเลนซ์อิเล็กตรอนชั้นนอกในโมเลกุลไอบูโพรเฟน

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 18/03/2018


การหาชนิดของพันธะเคมีในสารประกอบ คุณสมบัติของการเปลี่ยนแปลงอิเลคโตรเนกาติวีตี้ การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนของพันธะเคมี แนวคิดเรื่องเอฟเฟกต์ความทรงจำ ความเสถียรของระบบคู่แบบต่างๆ การเกิดขึ้นของสารประกอบไซคลิก

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 02/10/2014


องค์ประกอบทางเคมีคือกลุ่มของอะตอมประเภทเดียวกัน การค้นพบองค์ประกอบทางเคมี ขนาดของอะตอมและโมเลกุล รูปแบบการดำรงอยู่ขององค์ประกอบทางเคมี ข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับโครงสร้างโมเลกุลและไม่ใช่โมเลกุลของสาร วิทยาศาสตร์อะตอม-โมเลกุล

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 15/04/2555


โครงสร้างทางเคมี - ลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมในโมเลกุลลำดับการเชื่อมต่อและอิทธิพลซึ่งกันและกัน การเชื่อมต่อของอะตอมที่ประกอบเป็นสารประกอบอินทรีย์ การพึ่งพาคุณสมบัติของสารกับชนิดของอะตอมปริมาณและลำดับของการสลับกัน

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 12/12/2010


การเปรียบเทียบโมเลกุลกับกลุ่มสมมาตร การสร้างความสมมาตรที่สมบูรณ์ของโมเลกุลและการจำแนกประเภทของอะตอมให้เท่ากัน ผลคูณเมทริกซ์ของการนำเสนอดั้งเดิม สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงสมมาตรของเมทริกซ์บางตัว ตัวอย่างเซตของเมทริกซ์

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 13/07/2552


อิทธิพลร่วมกันของอะตอมและวิธีการถ่ายทอดในโมเลกุลอินทรีย์ บทบาทของไอออไนซ์ในการสำแดงกิจกรรมทางชีวภาพ ฟอสโฟไลปิดเป็นส่วนประกอบโครงสร้างของเยื่อหุ้มเซลล์ สเตอริโอเคมีของสารประกอบอินทรีย์ ปฏิกิริยาของกรดอะมิโนโปรตีน

หลักสูตรการบรรยาย เพิ่มเมื่อ 03/05/2013


คาร์โบไฮเดรตเป็นสารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ทำความคุ้นเคยกับการจำแนกประเภท: โอลิโกแซ็กคาไรด์ โพลีแซ็กคาไรด์ ลักษณะของตัวแทนของโมโนแซ็กคาไรด์: กลูโคส, น้ำตาลผลไม้, ดีออกซีไรโบส

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 18/03/2013


การคำนวณพารามิเตอร์ของโมเลกุลที่ประกอบด้วยไอออนอิมิดาโซเลียมและไอออนเตตราฟลูออโรบอเรตโดยใช้ซอฟต์แวร์ การได้รับโครงสร้างของโมเลกุลการกระจายความหนาแน่นของอิเล็กตรอนบนพื้นผิว ตำแหน่งของจุดเชื่อมต่อที่สำคัญ

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 24/11/2556


โครงสร้างโมเลกุล พันธะอะตอม และคุณสมบัติของอะเซทิลีนในฐานะสารเคมี คุณลักษณะของการผลิตอัลไคน์โดยเทอร์โมไลซิสของมีเทนและไฮโดรจิเนชันของคาร์บอนในอุตสาหกรรม และปฏิกิริยาการกำจัดในห้องปฏิบัติการ ปฏิกิริยาของอัลคีนที่เกี่ยวข้องกับพันธะสาม

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 08/05/2013


ประเภทของพันธะเคมี: โควาเลนต์ ไอออนิก และโลหะ กลไกการก่อตัวและลักษณะของพันธะโควาเลนต์ระหว่างผู้บริจาคและผู้รับ วาเลนซีและสถานะออกซิเดชันขององค์ประกอบ โมเลกุลของสารประกอบเคมี ขนาดและมวลของอะตอมและโมเลกุล

วิดีโอสอน 1: ผลอุปนัย โครงสร้างของโมเลกุล เคมีอินทรีย์

วิดีโอสอน 2: เอฟเฟกต์ Mesomeric (เอฟเฟกต์การผันคำกริยา) ส่วนที่ 1

วิดีโอสอน 3: เอฟเฟกต์ Mesomeric (เอฟเฟกต์การผันคำกริยา) ส่วนที่ 2

บรรยาย: ทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์: ความคล้ายคลึงและไอโซเมอริซึม (โครงสร้างและเชิงพื้นที่) อิทธิพลซึ่งกันและกันของอะตอมในโมเลกุล

เคมีอินทรีย์- สาขาวิชาเคมีที่ศึกษาสารประกอบคาร์บอน ตลอดจนโครงสร้าง คุณสมบัติ และการแปลงระหว่างกัน

สารอินทรีย์ ได้แก่ คาร์บอนออกไซด์ กรดคาร์บอนิก คาร์บอเนต และไบคาร์บอเนต ในขณะนี้ มีสารอินทรีย์ประมาณ 30 ล้านชนิดที่เป็นที่รู้จัก และจำนวนนี้ยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง สารประกอบจำนวนมากเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติเฉพาะของคาร์บอน ประการแรก อะตอมขององค์ประกอบที่กำหนดสามารถเชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่ที่มีความยาวตามใจชอบ การเชื่อมต่อนี้ไม่เพียงแต่สามารถเป็นแบบอนุกรมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแบบแยกสาขาและแบบวนด้วย พันธะที่แตกต่างกันเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของคาร์บอน: เดี่ยว สอง และสาม ประการที่สอง ความจุของคาร์บอนในสารประกอบอินทรีย์คือ IV ซึ่งหมายความว่าในสารประกอบอินทรีย์ทั้งหมด อะตอมของคาร์บอนจะอยู่ในสถานะตื่นเต้น โดยมีอิเล็กตรอน 4 ตัวที่ไม่ได้รับการจับคู่กำลังค้นหาคู่ของพวกมันอย่างแข็งขัน ดังนั้นอะตอมของคาร์บอนจึงสามารถสร้างพันธะ 4 พันธะกับอะตอมของธาตุอื่นได้ องค์ประกอบเหล่านี้รวมถึง: ไฮโดรเจน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ฟอสฟอรัส, ซัลเฟอร์, ฮาโลเจน ในจำนวนนี้ คาร์บอนมักเกิดพันธะกับไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย A.M. Butlerov พัฒนาทฤษฎีโครงสร้างของสารประกอบอินทรีย์ซึ่งกลายเป็นพื้นฐานของเคมีอินทรีย์และมีความเกี่ยวข้องในปัจจุบัน

บทบัญญัติหลักของทฤษฎีนี้:

อะตอมของโมเลกุลของสารอินทรีย์จะพันกันตามลำดับที่สอดคล้องกับความจุของพวกมัน เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนเป็นแบบเตตระวาเลนต์ จึงก่อตัวเป็นสายโซ่ที่มีโครงสร้างทางเคมีต่างกัน

ลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมของโมเลกุลของสารอินทรีย์จะกำหนดลักษณะของคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

การเปลี่ยนแปลงลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมยังนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของสารด้วย

อะตอมของโมเลกุลของสารอินทรีย์มีอิทธิพลซึ่งกันและกันซึ่งส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมทางเคมีของพวกมัน

ดังนั้นการรู้โครงสร้างของโมเลกุลของสารอินทรีย์จึงสามารถทำนายคุณสมบัติของมันได้และในทางกลับกันความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของสารจะช่วยสร้างโครงสร้างของมัน

จากตำแหน่งที่สองของทฤษฎีของ Butlerov เป็นที่ชัดเจนสำหรับเราว่าคุณสมบัติของสารอินทรีย์ไม่เพียงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโมเลกุลเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับลำดับการเชื่อมต่อของอะตอมของโมเลกุลด้วย ดังนั้นความคล้ายคลึงและไอโซเมอร์จึงเป็นเรื่องธรรมดาในสารอินทรีย์

คล้ายคลึงกัน- เป็นสารที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกัน แต่มีองค์ประกอบต่างกัน

ไอโซเมอร์- เป็นสารที่มีองค์ประกอบเชิงปริมาณและคุณภาพคล้ายกัน แต่มีโครงสร้างและคุณสมบัติทางเคมีต่างกัน

พิจารณาประเภทของไอโซเมอริซึม:

1.1. ไอโซเมอริซึมของโครงกระดูกคาร์บอน:

1.2. ตำแหน่งไอโซเมอร์นิยม:

1.2.1. ไอโซเมอริซึมของพันธะพหุคูณ

1.2.2. ไอโซเมอริซึมของสารทดแทน

1.2.3. ไอโซเมอริซึมของหมู่ฟังก์ชัน

1.3. ไอโซเมอร์ระหว่างคลาส:

2. ไอโซเมอร์เชิงพื้นที่

นี่เป็นปรากฏการณ์ทางเคมีที่สารต่าง ๆ ที่มีลำดับการเกาะติดกันของอะตอมเท่ากันจะแตกต่างกันด้วยตำแหน่งของอะตอมหรือกลุ่มอะตอมในอวกาศที่แตกต่างกันคงที่ ไอโซเมอริซึมประเภทนี้อาจเป็นแบบเรขาคณิตและแบบออปติคอล

2.1. ไอโซเมอริซึมทางเรขาคณิต หากโมเลกุลของสารประกอบเคมีมีพันธะ C=C สองเท่าหรือมีวงจร ในกรณีนี้ เรขาคณิตหรือซิส - ทรานส์ไอโซเมอร์ริซึมก็เป็นไปได้

ในกรณีที่องค์ประกอบแทนที่เหมือนกันอยู่บนด้านเดียวกันของระนาบ เราสามารถพูดได้ว่านี่คือไอโซเมอร์ที่ถูกต้อง เมื่อองค์ประกอบแทนที่อยู่ฝั่งตรงข้าม นี่คือทรานส์ไอโซเมอร์ ไอโซเมอริซึมประเภทนี้เป็นไปไม่ได้ในกรณีที่อะตอมของคาร์บอนอย่างน้อยหนึ่งอะตอมที่พันธะคู่มีองค์ประกอบแทนที่เหมือนกันสองตัว ตัวอย่างเช่น cis-trans isomerism ไม่สามารถใช้ได้กับโพรพีน

ในกรณีเช่นนี้จะเกิดไอโซเมอริซึมแบบออพติคัลขึ้น สารประกอบสองชนิด - แอนติบอดีเช่นมือซ้ายและขวาของบุคคล:

อิทธิพลซึ่งกันและกันของอะตอมในโมเลกุล

แนวคิดเกี่ยวกับโครงสร้างทางเคมีซึ่งเป็นลำดับของอะตอมที่เชื่อมต่อถึงกัน ได้รับการขยายออกไปพร้อมกับการกำเนิดของทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์ มีสองวิธีที่เป็นไปได้ที่ส่วนหนึ่งของโมเลกุลมีอิทธิพลต่ออีกส่วนหนึ่ง:

ผลอุปนัย

เอฟเฟกต์เมโซเมอร์

ผลอุปนัย (I) ตัวอย่างเช่น เราสามารถใช้โมเลกุล 1-คลอโรโพรเพน (CH 3 CH 2 CH 2 Cl) พันธะระหว่างอะตอมของคาร์บอนและคลอรีนที่นี่เป็นแบบขั้ว เนื่องจากอะตอมแบบหลังมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจากอะตอมของคาร์บอนไปเป็นอะตอมของคลอรีน ประจุบวกบางส่วน (δ+) เริ่มก่อตัวบนอะตอมของคาร์บอน และประจุลบบางส่วน (δ-) เริ่มก่อตัวบนอะตอมของคลอรีน . การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจะถูกระบุโดยลูกศรชี้ไปที่อะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า

นอกจากการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนแล้ว การกระจัดยังเป็นไปได้ด้วย แต่ในระดับที่น้อยกว่า การกระจัดเกิดขึ้นจากอะตอมของคาร์บอนตัวที่สองไปตัวแรกจากตัวที่สามไปที่สอง การเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นไปตามสายโซ่ของพันธะ σ นี้เรียกว่าผลอุปนัย (I) มันจะจางหายไปเมื่อมันเคลื่อนตัวออกจากกลุ่มผู้มีอิทธิพล และหลังจากพันธะ 3 σ ก็จะไม่ปรากฏในทางปฏิบัติ ผลอุปนัยเชิงลบมากที่สุด (-I) ประกอบด้วยองค์ประกอบย่อยต่อไปนี้: –F, –Cl, –Br, –I, –OH, –NH 2 , –CN, –NO 2 , –COH, –COOH เป็นลบเนื่องจากมีอิเลคโตรเนกาติวีตมากกว่าคาร์บอน

เมื่ออิเล็กโทรเนกาติวีตี้ของอะตอมน้อยกว่าอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมคาร์บอน การถ่ายโอนความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจากองค์ประกอบทดแทนเหล่านี้ไปยังอะตอมของคาร์บอนจะเริ่มต้นขึ้น ซึ่งหมายความว่ามิกเซอร์มีผลอุปนัยเชิงบวก (+I) สารทดแทนที่มีเอฟเฟกต์ +I ถือเป็นอนุมูลไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว ในเวลาเดียวกัน ผล +I จะเพิ่มขึ้นตามความยาวของอนุมูลไฮโดรคาร์บอน: –CH 3, –C 2 H 5, –C 3 H 7, –C 4 H 9

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าอะตอมของคาร์บอนที่อยู่ในสถานะเวเลนซ์ต่างกันจะมีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่างกัน อะตอมของคาร์บอนซึ่งอยู่ในสถานะ sp-hybridization มีอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ค่อนข้างสูงเมื่อเปรียบเทียบกับอะตอมของคาร์บอนในสถานะ sp2-hybridization อะตอมเหล่านี้จะมีอิเลคโตรเนกาติวิตีมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอะตอมของคาร์บอนในสถานะการผสมพันธุ์ sp3

เอฟเฟกต์เมโซเมอร์(ม) ผลการผันคำกริยาเป็นอิทธิพลบางอย่างขององค์ประกอบทดแทนซึ่งถูกส่งผ่านระบบของพันธะπแบบคอนจูเกต สัญญาณของเอฟเฟกต์นี้ถูกกำหนดโดยหลักการเดียวกันกับสัญญาณของเอฟเฟกต์อุปนัย ในกรณีที่องค์ประกอบแทนที่เริ่มเพิ่มความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในระบบคอนจูเกต ก็จะมีผล mesomeric เชิงบวก (+M) มันจะเป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนด้วย มีเพียงพันธะคาร์บอน-คาร์บอนสองเท่าซึ่งเป็นองค์ประกอบทดแทนเท่านั้นที่สามารถมีผลเชิงบวกต่อ mesomeric ในทางกลับกันจะต้องมีคู่อิเล็กตรอนเดี่ยว: -NH 2, -OH, ฮาโลเจน องค์ประกอบทดแทนที่สามารถดึงความหนาแน่นของอิเล็กตรอนออกจากระบบคอนจูเกตได้จะมีผลทาง mesomeric เป็นลบ (–M) ควรสังเกตด้วยว่าความหนาแน่นของอิเล็กตรอนในระบบจะลดลง กลุ่มต่อไปนี้มีผลกระทบด้านลบของหน่วยความจำ: –NO 2, –COOH, –SO 3 H, -COH, >C=O

ด้วยการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเช่นเดียวกับการเกิดขึ้นของผลกระทบของ mesomeric และอุปนัยทำให้เกิดประจุบวกหรือลบบนอะตอม การก่อตัวนี้สะท้อนให้เห็นในคุณสมบัติทางเคมีของสาร ในเชิงกราฟิก เอฟเฟกต์ mesomeric มักแสดงด้วยลูกศรโค้ง ลูกศรนี้มีต้นกำเนิดที่จุดศูนย์กลางของความหนาแน่นของอิเล็กตรอน สิ้นสุดเมื่อความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเปลี่ยนไป

ตัวอย่าง: ในโมเลกุลไวนิลคลอไรด์ เอฟเฟกต์มีโซเมอร์เกิดขึ้นเมื่อคู่อิเล็กตรอนเดี่ยวของอะตอมคลอรีนจับคู่กับอิเล็กตรอนของพันธะ π ระหว่างอะตอมของคาร์บอน ผลจากการผันคำกริยานี้ทำให้เกิดประจุบวกบางส่วนบนอะตอมของคลอรีน

เมฆ π-อิเล็กตรอน ซึ่งมีความคล่องตัวอันเป็นผลมาจากอิทธิพลของคู่อิเล็กตรอน เริ่มเคลื่อนตัวไปยังอะตอมของคาร์บอนชั้นนอกสุด

หากโมเลกุลมีพันธะเดี่ยวและพันธะคู่สลับกัน โมเลกุลนั้นก็จะมีระบบ π-อิเล็กตรอนแบบคอนจูเกต

เอฟเฟกต์ mesomeric ในโมเลกุลนี้ไม่จางหายไป