内容正文:
推拉电子效应
一、键的极性对化学性质的影响
羧酸
pKa
CH3CH2COOH
4.88
CH3COOH
4.76
HCOOH
3.75
CH2ClCOOH
2.86
CHCl2COOH
1.29
CCl3COOH
0.65
CF3COOH
0.23
(1)解释酸性CF3COOH>CCl3COOH:________________,F—C的________大于Cl—C,使CF3—的________大于CCl3—的______导致三氟乙酸的羧基中的羟基的________更大,更易电离出H+
(2)解释酸性CHCl2COOH>CH2ClCOOH:Cl的__________较大,___________电子作用明显,二氯乙酸中的C原子更多,使羧基中的羟基的__________更大,更易电离出H+
(3)解释酸性HCOOH>CH3COOH>CH3CH2COOH:烃基是___________电子基团,烃基越长_________效应越大,使羧基中的羟基________________更小,更难电离出H+
二、鲍林规则
(1)快速判断含氧酸的强弱:画出结构式,数__________________的数目
(2)若n相同,则比较____________________________,如H2CO3>H2SiO3的文字解释为:原子半径______________,__________吸电子能力更强,故H2CO3中的羟基_________更强,更易电离出H+。
三、羧基氢和u-H的活性
一方面,羟基中的O原子的________所占据的原子轨道与羰基的__________会有一定的重叠,电子向羰基方向移动,形成一种___________效应,使羟基中的H原子更易电离成H+
另一方面羧基整体具有_____电子作用,使得α-C上的C—H键____增强,一定条件下u-H具有反应活性。
四、电子效应及成因
1、电子效应:取代基导致母体分子中电子云密度分布改变的效应,按最终的结果分为推电子效应和吸电子效应。产生电子效应的原因有多种,主要包括了诱导效应、共轭效应、超共轭效应、场效应等等。
例:官能团之间存在相互影响
酸性:苯甲酸<甲酸,体现了__________对_________的影响,结果为________电子效应
取代反应容易程度:苯>苯甲酸,体现了________对_______的影响,结果为_______电子效应
2、诱导效应
(1)定义及表示:分子中各原子或基团的__________存在差异,导致共价键电子云沿着原子链向某一方向移动的效应。若为吸电子诱导效应,则表示为-I,若为推电子诱导效应,则表示为+I
(2)实质:电性作用,电子偏向_______________较大的原子。但静电作用受距离的制约,因此一般只在母体外不超过三根________键的距离内起作用。
(3)常见的-I与+I(与CH3COOH中—CH3中的H原子进行比较)
硝氰羰卤羟氨苯拉走电子酸更狠烷基越长越能推比较酸性必吃亏
例:比较碱性NH3、N2H4、NF3
3、共轭效应【共轭和p-T共轭】
苯甲醛 苯酚
(1)定义及表示:分子中各原子或基团相互影响使共轭体系内的兀电子或p电子分布改变的效应。若为拉电子共轭效应,则表示为-C,若为推电子共轭效应,则表示为+C。
(2)实质:轨道重叠引起的电子离域,在整个共轭体系内存在,无距离制约,电子云密度高低交替排列。
苯环电子云密度整体_____________________
邻对位电子云密度_______________________
间位电子云密度_________________________
苯环电子云密度整体_____________________
邻对位电子云密度_______________________
间位电子云密度_________________________
苯环电子云密度整体_____________________
邻对位电子云密度_______________________
间位电子云密度_________________________
氯原子诱导拉电子作用使苯环________化,但共轭推电子作用使其__________位(相对)
容易取代。
(3)常见的-C与+C(与苯中的H原子进行比较):
不饱和键共轭拉(-C)氮氧氟氯共轭推(+C)
4、苯环为母体时取代基的I与C综合作用
基团
诱导效应
共轭效应
总效应
—N+R3
—NO2
—CN
/—COOH
—CF3
—X
—CH3
—OH/—OR
—NH2/—NHCOR
—O-
例:试根据即有事实,反推理论解释下列表格中各种比较
羧酸
pKa
C6H5COOH
4.20
HCOOH
3.75
CH3COOH
4.76
C6H5CH2COOH
4.31
(1)酸性C6H5COOH<HCOOH:
对于—COOH,苯基(________电子诱导效应________于通过π-π共轭产生的_______电子共轭效应)整体表现为_________电子效应,使—OH的极性__________,酸性____________
(2)酸性CH3COOH<HCOOH:
对于—COOH,—CH3为__________电子基团(存在__________电子诱导效应),使—OH的极性______________,酸性_______________
(3)酸性CH3COOH<C6H5COOH:
对于—COOH,苯基(____________电子诱导效应____________于通过π-π共轭产生的电子共轭效应)整体表现为________电子效应;但__________电子的程度________于—CH3,故乙酸中—OH的极性更___________,酸性更________
(4)酸性CH3COOH<C6H5CH2COOH:
对于—CH2COOH,苯基为________电子基团(存在________电子诱导效应),使—OH的极性_________,酸性_________
※(5)酸性C6H5CH2COOH<C6H5COOH(存在争议,只给出一种解释):
对于—COOH电离后产生的—COO-结构,—C6H5CH2无法与其形成共轭结构,而苯基可以与其形成共轭结构,使酸根更稳定,更易电离出H+
三、高考化学中的电子效应问题
、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是___________________________________
V是常用的乙基化试剂若用a表示V中—CH3的碳氢键,b表示V中的—CH2—的碳氢键,则两种碳氢键极性大小关系是a_______b
例3:同一条件下,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为___________
※例4:比较下列两个化合物的碱性
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