Bài giảng hóa học hiệu ứng cấu trúc

Mục tiêu• Nêu được các ví dụ về sự phân cực của các liên kết trong phân tử • Trình bày được đặc điểm của hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng liên hợp.. • So sánh và giải thích được tính chất củ

HIỆU ỨNG ĐIỆN TỬ (HIỆU ỨNG CẤU TRÚC)

2 TIẾT (2)

Mục tiêu

• Nêu được các ví dụ về sự phân cực của

các liên kết trong phân tử

• Trình bày được đặc điểm của hiệu ứng

cảm ứng, hiệu ứng liên hợp.

• So sánh và giải thích được tính chất của

một số hợp chất hữu cơ bằng các hiệu

ứng cấu trúc.

Sự phân cực của liên kết

Hay

Công thức thật sự của phân tử là tổ hợp tuyến tính

của các công thức giới hạn

HIỆU ỨNG CẢM ỨNG

Nhóm nguyên tử hút e, đẩy e

+ Nhóm nguyên tử hút e gây hiệu ứng cảm âm(-I)

-F > -Cl > -Br > -I –>-C≡CH > –>-CH=CH2

Độ âm điện Csp > Csp2 > Csp3

+ Nhóm nguyên tử đẩy e gây hiệu ứng cảm dương(+I)

-C(CH3)3 > -CH(CH3)2 > -CH2CH3 > -CH3

-O2- < -S

2-Acid - Base

Hằng số acid, base(Ka,Kb) càng lớn: acid, base càng mạnh và ngược lại

Bronsted - Lowry Cho H+ Nhận H+

Ảnh huởng tính chất

R hút e: Làm tăng sự phân cực của liên kết O-H về phía O, H+

dê đứt ⇒ tính acid tăng.

Làm giảm mật độ e trên nguyên tử N, giảm khả năng nhận H+ ⇒ tính base giảm

R đẩy e: Làm giảm sự phân cực của liên kết O-H về phía O, H+

HỆ LIÊN HỢP HIỆU ỨNG LIÊN HỢP

Sự liên hợp

Sự xen phủ của các orbital p cách nhau 1 nối σ

để tạo thành orbital chung cho cả phân tử.

Sự liên hợp cũng được biểu diễn bỡi các công thức

giới hạn.

Hay

C C

C C

H

H H

H

C C

C C

H H

H H

H H

CH2 CH CH CH2 CH2 CH CH CH2

Năng lượng cộng hưởng của benzen

Năng lượng cộng hưởng

-30Kcal/mol ∆H0 = -24,5 Kcal/mol

∆H0 = -26,5 Kcal/mol

∆H0 = -49,3 Kcal/mol

∆H0 = -28,4 Kcal/mol

Hiệu ứng liên hợp

Là hiện tượng phân bố lại(lan truyền) e trong phân tử, xảy

ra khi hệ liên hợp có chứa nguyên tử hoặc nhóm

nguyên tử đẩy hoặc hút e

Kí hiệu là C(conjugate effect)

CH2 CH CH CH CH3 CH2 CH CH CH CH3

Hiệu ứng liên hợp không giảm khi mạch C kéo dài, nó truyền đi trong toàn hệ liên hợp

CH CH CH OCH

Các hệ thống liên hợp điển hình

- Liên kết π với orbital p trống:

- Liên kết π với đôi e p cô lập

- Liên kết π tiếp cách:

- Điện tử p cô lập và obital p trống

- Liên kết π với điện tử độc thân

Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử gây

hiệu ứng liên hợp

+ Các ntử, nhóm ntử (–C), có thể nhận một đôi điện

tử –NO2 > –SO3H > –C≡N > –C≡C–R > –HC=CH2

+ Các ntử, nhóm ntử (+C), những nhóm chức có

mang một hay nhiều đôi điện tử:

–NH2 –O–R –OH –X –O2- –C:

-+ Có một số nhóm, hiệu ứng liên hợp thay đổi tùy theo

bản chất của nhóm thế liên kết với chúng

N

O O

C _C

+

N

H H

Sự liên hợp trong acetic acid

CH3 C

O

OH

CH3 C O

O H

CH3 C O

O H

VD1: so sánh tính acid của etanol và phenol

3 Hiệu ứng siêu liên hợp

(siêu tiếp cách )

Định nghĩa

Là hiệu ứng cộng hưởng của nối σC–H của gốc alkyl tiếp cách với liên kết π hoặc obitan p trống làm cho các liên kết σ này linh động môt phần

Ví dụ:

H C

H H

C H H

H C

HH

CH

H

H C

H

CH

HH

Ứng dụng hiệu ứng siêu liên hợp

2.Tiểu phân càng có nhiều hiệu ứng siêu

H

H C C

R H

H

R C C

R R

R

H C C

R R

R R