超共軛效應(yīng)
歷史
1939年,羅伯特·S·馬利肯在他關(guān)于紫外光譜和共軛分子的研究中首次提出這個(gè)概念。 他觀察到隨著烯上的烷烴增多,吸收光譜移向長(zhǎng)波長(zhǎng)端。這種紅移在一般的共軛化合物中很常見(jiàn),例如丁二烯中。他也首次提出這些取代烯烴的氫化熱較低的原因也是由于超共軛。在超共軛這個(gè)概念提出之前,人們已經(jīng)在1935年發(fā)現(xiàn)了Baker-Nathan效應(yīng)。
應(yīng)用
超共軛也可以解釋很多其他的化學(xué)現(xiàn)象,例如端基異構(gòu)效應(yīng)、偏轉(zhuǎn)效應(yīng)、β-硅效應(yīng)、環(huán)外羰基的振動(dòng)頻率以及取代碳正離子的穩(wěn)定性等。根據(jù)量子力學(xué)模型的推導(dǎo),交叉式構(gòu)象的優(yōu)先性也可以由超共軛效應(yīng)來(lái)解釋,而不是老的教科書(shū)提到的位阻效應(yīng)。
對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響
超共軛效應(yīng)能影響分子的結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì),主要體現(xiàn)在:
鍵長(zhǎng):超共軛效應(yīng)是σ鍵鍵長(zhǎng)變短。例如,1,3-丁二烯與丙炔中C–C單鍵鍵長(zhǎng)均為1.46?,小于一般的C-C單鍵鍵長(zhǎng)。對(duì)于1,3-丁二烯,可由電子離域解釋,而丙炔無(wú)交叉的C-C雙鍵,沒(méi)有離域大π鍵,其C–C單鍵鍵長(zhǎng)小于一般值是炔基的π鍵與甲基C-H鍵的σ-π超共軛導(dǎo)致的。
偶極矩:1,1,1-三氯乙烷相比氯仿偶極矩大得多,這可能是氯仿中氯的p軌道與C-H鍵之間的超共軛減小了電子偏向氯的程度的緣故。
生成熱:有超共軛效應(yīng)的分子,生成熱大于鍵能的總和;丙烯的氫化熱小于乙烯,1-丁烯氫化熱大于丙烯。
碳正離子的穩(wěn)定性:(CH 3 ) 3 C > (CH 3 ) 2 CH > (CH 3 )CH 2 > CH 3 自由C–C σ鍵可自由旋轉(zhuǎn),碳正離子β位的C-H鍵能與器空p軌道發(fā)生σ-p超共軛而使其穩(wěn)定。能發(fā)生超共軛的C-H鍵越多,碳正離子越穩(wěn)定。
參見(jiàn)
共軛效應(yīng)
參考文獻(xiàn)
^ Organic chemistry John McMurry 2nd edition ISBN 0534079687
^ Intensities of Electronic Transitions in Molecular Spectra IV. Cyclic Dienes and Hyperconjugation Robert S. Mulliken J. Chem. Phys. -- May 1939 -- Volume 7, Issue 5, pp. 339-352doi:10.1063/1.1750446
^ Hyperconjugation not steric repulsion leads to the staggered structure of ethane Pophristic, V. & Goodman, L.Nature411, 565–568 ( 2001 )Abstract
^ Chemistry: A new twist on molecular shape Frank WeinholdNature411, 539-541 (31 May 2001 )Abstract
^ Deasy, C.L. Hyperconjugation. Chem. Rev. 1945, 36 (2): 145. doi:10.1021/cr60114a001 .
^ Schmeising, H.N.; 等. A Re-Evaluation of Conjugation and Hyperconjugation: The Effects of Changes in Hybridisation on Carbon Bonds. Tetrahedron. 1959, 5 (2–3): 166. doi:10.1016/0040-4020(59)80102-2 . 引文格式1維護(hù):顯式使用等標(biāo)簽 (link)
免責(zé)聲明:以上內(nèi)容版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯您的原創(chuàng)版權(quán)請(qǐng)告知,我們將盡快刪除相關(guān)內(nèi)容。感謝每一位辛勤著寫(xiě)的作者,感謝每一位的分享。
- 有價(jià)值
- 一般般
- 沒(méi)價(jià)值
{{item.userName}} 舉報(bào)
{{item.time}} {{item.replyListShow ? '收起' : '展開(kāi)'}}評(píng)論 {{curReplyId == item.id ? '取消回復(fù)' : '回復(fù)'}}
{{_reply.userName}} 舉報(bào)
{{_reply.time}}