कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव। विषय पर रसायन विज्ञान (ग्रेड 10) में शैक्षिक और कार्यप्रणाली सामग्री

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एक अणु में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव और इसके संचरण के तरीके

अणु बनाने वाले परमाणु एक दूसरे को प्रभावित करते हैं, यह प्रभाव सहसंयोजक बंधित परमाणुओं की श्रृंखला के साथ संचरित होता है और अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व के पुनर्वितरण की ओर जाता है। ऐसी घटना को कहा जाता है इलेक्ट्रोनिक प्रभाव उप.

प्रेरक प्रभाव

बांड ध्रुवीकरण:

अधिष्ठापन का प्रभाव (मैं-प्रभाव) डिप्टी बुलाया प्रसारण हाथीप्रतिसिंहासन प्रभाव डिप्टी पर चेन वाई-सम्बन्ध।

आगमनात्मक प्रभाव जल्दी से कम हो जाता है (2-3 कनेक्शन के बाद)

प्रभाव एच स्वीकृत = 0

इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता (- मैं-प्रभाव):

हैल, ओएच, एनएच 2, नंबर 2, सीओओएच, सीएन

मजबूत स्वीकर्ता - उद्धरण: NH 3 +, आदि।

इलेक्ट्रॉन दाता (+ मैं-प्रभाव):

एसपी 2-कार्बन के बगल में अल्काइल समूह:

ऋणायन:--ओ-

पहले और दूसरे समूह की धातुएँ:

मेसोमेरिक प्रभाव

अणु के इलेक्ट्रॉन घनत्व के पुनर्वितरण में मुख्य भूमिका delocalized p- और p-इलेक्ट्रॉनों द्वारा निभाई जाती है।

मेसोमेरिक प्रभाव या प्रभाव विकार (एम-प्रभाव) - यह गलीइवितरण इलेक्ट्रॉनों पर संयुग्म प्रणाली।

मेसोमेरिक प्रभाव उन पदार्थों के पास होता है जिनके परमाणुओं में एक अनहाइब्रिडाइज्ड पी-ऑर्बिटल होता है और बाकी अणु के साथ संयुग्मन में भाग ले सकता है। मेसोमेरिक प्रभाव की दिशा में, प्रतिस्थापन इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता दोनों हो सकते हैं:

और इलेक्ट्रॉन दाताओं:

कई प्रतिस्थापनों में आगमनात्मक और मेसोमेरिक दोनों प्रभाव होते हैं (तालिका देखें)। सभी पदार्थों के लिए, हैलोजन के अपवाद के साथ, निरपेक्ष मूल्य में मेसोमेरिक प्रभाव आगमनात्मक से काफी अधिक है।

यदि अणु में कई स्थानापन्न हैं, तो उनके इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव सुसंगत या असंगत हो सकते हैं।

यदि सभी पदार्थ एक ही स्थान पर इलेक्ट्रॉन घनत्व में वृद्धि (या कमी) करते हैं, तो उनके इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों को सुसंगत कहा जाता है। अन्यथा, उनके इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों को असंगत कहा जाता है।

स्थानिक प्रभाव

एक प्रतिस्थापक का प्रभाव, विशेष रूप से यदि वह विद्युत आवेश वहन करता है, न केवल रासायनिक बंधों के माध्यम से, बल्कि अंतरिक्ष के माध्यम से भी प्रेषित किया जा सकता है। इस मामले में, स्थानापन्न की स्थानिक स्थिति निर्णायक महत्व की है। ऐसी घटना को कहा जाता है स्थानिक प्रभाव डिप्टीइस्टील

उदाहरण के लिए:

प्रतिस्थापन सक्रिय कण के प्रतिक्रिया केंद्र के दृष्टिकोण को रोक सकता है और इस तरह प्रतिक्रिया दर को कम कर सकता है:

परमाणु अणु इलेक्ट्रॉन प्रतिस्थापक

एक रिसेप्टर के साथ एक दवा पदार्थ की बातचीत के लिए अणुओं की आकृति के एक निश्चित ज्यामितीय पत्राचार की भी आवश्यकता होती है, और आणविक ज्यामितीय विन्यास में परिवर्तन जैविक गतिविधि को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।

साहित्य

1. बेलोबोरोडोव वी.एल., ज़ुराबियन एस.ई., लुज़िन ए.पी., ट्युकावकिना एन.ए. कार्बनिक रसायन विज्ञान (मूल पाठ्यक्रम)। बस्टर्ड, एम।, 2003, पी। 67 - 72।

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कार्बनिक यौगिकों के रासायनिक गुण रासायनिक बंधों के प्रकार, बंधे हुए परमाणुओं की प्रकृति और अणु में उनके पारस्परिक प्रभाव से निर्धारित होते हैं। ये कारक, बदले में, परमाणुओं की इलेक्ट्रॉनिक संरचना और उनके परमाणु कक्षकों की परस्पर क्रिया द्वारा निर्धारित होते हैं।

1. कार्बन परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना

परमाणु अंतरिक्ष का वह भाग जिसमें इलेक्ट्रॉन मिलने की संभावना अधिकतम होती है, परमाणु कक्षीय (AO) कहलाता है।

रसायन विज्ञान में, कार्बन परमाणु और अन्य तत्वों के संकर कक्षकों की अवधारणा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। ऑर्बिटल्स की पुनर्व्यवस्था का वर्णन करने के तरीके के रूप में संकरण की अवधारणा आवश्यक है जब एक परमाणु की जमीनी अवस्था में अयुग्मित इलेक्ट्रॉनों की संख्या बनने वाले बंधों की संख्या से कम हो। एक उदाहरण कार्बन परमाणु है, जो सभी यौगिकों में एक टेट्रावैलेंट तत्व के रूप में प्रकट होता है, लेकिन इसके बाहरी इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर कक्षाओं को भरने के नियमों के अनुसार, केवल दो अयुग्मित इलेक्ट्रॉन जमीनी अवस्था में हैं 1s22s22p2 (चित्र। 2.1, ए और परिशिष्ट 2-1)। इन मामलों में, यह माना जाता है कि विभिन्न परमाणु ऑर्बिटल्स, ऊर्जा के करीब, एक दूसरे के साथ मिल सकते हैं, एक ही आकार और ऊर्जा के हाइब्रिड ऑर्बिटल्स का निर्माण कर सकते हैं।

हाइब्रिड ऑर्बिटल्स, अधिक ओवरलैप के कारण, गैर-हाइब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स की तुलना में मजबूत बॉन्ड बनाते हैं।

संकरित कक्षकों की संख्या के आधार पर, एक कार्बन परमाणु तीन अवस्थाओं में से एक में हो सकता है

संकरण का प्रकार अंतरिक्ष में हाइब्रिड एओ के उन्मुखीकरण को निर्धारित करता है और इसके परिणामस्वरूप, अणुओं की ज्यामिति, यानी उनकी स्थानिक संरचना।

अणुओं की स्थानिक संरचना अंतरिक्ष में परमाणुओं और परमाणु समूहों की पारस्परिक व्यवस्था है।

एसपी 3 संकरण। एक उत्तेजित कार्बन परमाणु के चार बाहरी AO को मिलाते समय (चित्र 2.1, b देखें) - एक 2s - और तीन 2p-कक्षक - चार समतुल्य sp3-संकर कक्षक उत्पन्न होते हैं। उनके पास त्रि-आयामी "आठ" का आकार है, जिनमें से एक ब्लेड दूसरे की तुलना में बहुत बड़ा है।

प्रत्येक संकर कक्षक एक इलेक्ट्रॉन से भरा होता है। Sp3 संकरण की अवस्था में कार्बन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s22(sp3)4 होता है (चित्र 2.1, c देखें)। संकरण की ऐसी स्थिति संतृप्त हाइड्रोकार्बन (अल्केन्स) में कार्बन परमाणुओं की विशेषता है और, तदनुसार, अल्काइल रेडिकल्स में।

पारस्परिक प्रतिकर्षण के कारण, sp3-हाइब्रिड AO अंतरिक्ष में टेट्राहेड्रोन के शीर्षों की ओर निर्देशित होते हैं, और उनके बीच के कोण 109.5 के बराबर होते हैं? (सबसे लाभप्रद स्थान; अंजीर। 2.2, ए)।

स्थानिक संरचना को स्टीरियोकेमिकल सूत्रों का उपयोग करके दर्शाया गया है। इन सूत्रों में, sp3-संकरित कार्बन परमाणु और उसके दो बंधन चित्र के तल में रखे जाते हैं और एक नियमित रेखा द्वारा रेखांकन द्वारा निरूपित किए जाते हैं। एक बोल्ड लाइन या बोल्ड वेज एक कनेक्शन को दर्शाता है जो ड्राइंग के विमान से आगे बढ़ता है और पर्यवेक्षक की ओर निर्देशित होता है; एक बिंदीदार रेखा या एक रची हुई कील (............) - एक कनेक्शन जो पर्यवेक्षक से ड्राइंग के विमान से परे जाता है

चावल। 2.2. कार्बन परमाणु के संकरण के प्रकार। केंद्र में बिंदु परमाणु का केंद्रक है (हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के छोटे अंशों को आंकड़े को सरल बनाने के लिए छोड़ दिया जाता है; अनहाइब्रिडाइज्ड पी-एओ को रंग में दिखाया गया है)

एसपी 2 संकरण। उत्तेजित कार्बन परमाणु के एक 2s - और दो 2p-AO को मिलाने पर, तीन समतुल्य sp2-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स बनते हैं और 2p-AO अनहाइब्रिड रहता है। Sp2 संकरण की अवस्था में कार्बन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास 1s22(sp2)32p1 होता है (चित्र 2.1, d देखें)। कार्बन परमाणु के संकरण की यह स्थिति असंतृप्त हाइड्रोकार्बन (एल्किन्स) के साथ-साथ कार्बोनिल और कार्बोक्सिल जैसे कुछ कार्यात्मक समूहों के लिए विशिष्ट है।

sp2-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स एक ही तल में 120° के कोण पर स्थित होते हैं, और असंकरित AO लंबवत तल में होता है (चित्र 2.2, b देखें)। Sp2 संकरण अवस्था में कार्बन परमाणु का त्रिकोणीय विन्यास होता है। दोहरे बंधन से बंधे कार्बन परमाणु चित्र के तल में हैं, और उनके एकल बंधन पर्यवेक्षक की ओर और दूर निर्देशित हैं जैसा कि ऊपर वर्णित है (चित्र 2.3, बी देखें)।

सपा संकरण। उत्तेजित कार्बन परमाणु के एक 2s- और एक 2p-ऑर्बिटल्स को मिलाने पर, दो समतुल्य sp-हाइब्रिड AO बनते हैं, जबकि दो p-AO अनहाइब्रिड रहते हैं। sp संकरण अवस्था में कार्बन परमाणु का इलेक्ट्रॉनिक विन्यास होता है

चावल। 2.3. मीथेन (ए), ईथेन (बी) और एसिटिलीन (सी) के स्टीरियोकेमिकल सूत्र

1s22(sp2)22p2 (चित्र 2.1e देखें)। कार्बन परमाणु के संकरण की यह अवस्था ट्रिपल बॉन्ड वाले यौगिकों में होती है, उदाहरण के लिए, एल्काइन्स, नाइट्राइल्स में।

एसपी-हाइब्रिड ऑर्बिटल्स 180 के कोण पर स्थित हैं, और दो अनहाइब्रिड एओ परस्पर लंबवत विमानों में हैं (चित्र 2.2, सी देखें)। एसपी-संकरण की स्थिति में कार्बन परमाणु में एक रैखिक विन्यास होता है, उदाहरण के लिए, एसिटिलीन अणु में, सभी चार परमाणु एक ही सीधी रेखा पर होते हैं (चित्र 2.3, सी देखें)।

अन्य ऑर्गेनोजेन तत्वों के परमाणु भी संकरित अवस्था में हो सकते हैं।

2.2. कार्बन परमाणु के रासायनिक बंधन

कार्बनिक यौगिकों में रासायनिक बंध मुख्य रूप से सहसंयोजक बंधों द्वारा दर्शाए जाते हैं।

एक सहसंयोजक बंधन एक रासायनिक बंधन है जो बंधित परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों के समाजीकरण के परिणामस्वरूप बनता है।

ये साझा इलेक्ट्रॉन आणविक कक्षा (MOs) पर कब्जा कर लेते हैं। एक नियम के रूप में, MO एक बहुकेंद्रीय कक्षीय है और इसे भरने वाले इलेक्ट्रॉन निरूपित (छितरी हुई) हैं। इस प्रकार, MO, AO की तरह, खाली हो सकता है, एक इलेक्ट्रॉन या दो इलेक्ट्रॉनों के साथ विपरीत स्पिन * से भरा हो सकता है।

2.2.1. वाई- और पी-बांड

सहसंयोजक बंध दो प्रकार के होते हैं: y (सिग्मा)- और p (pi)-बंध।

एक y-बंध एक सहसंयोजक बंधन होता है, जब AO दो बंधित परमाणुओं के नाभिक को इस सीधी रेखा पर अधिकतम ओवरलैप के साथ जोड़ने वाली एक सीधी रेखा (अक्ष) के साथ ओवरलैप करता है।

वाई-बॉन्ड तब उत्पन्न होता है जब कोई एओ ओवरलैप करता है, जिसमें हाइब्रिड वाले भी शामिल हैं। चित्र 2.4 कार्बन परमाणुओं के बीच उनके संकर sp3-AO और CH y-बंधों के अक्षीय अतिव्यापन के परिणामस्वरूप कार्बन के संकर sp3-AO और हाइड्रोजन के s-AO को अतिव्याप्त करने के परिणामस्वरूप y-बंध के निर्माण को दर्शाता है।

* अधिक जानकारी के लिए देखें: पुजाकोव रसायन शास्त्र। - एम .: जियोटार-मीडिया, 2007। - अध्याय 1।

चावल। 2.4. AOs के अक्षीय अतिव्यापी द्वारा एथेन में y-आबंधों का निर्माण (हाइब्रिड ऑर्बिटल्स के छोटे अंशों को छोड़ दिया जाता है, कार्बन के sp3-AOs को रंग में दिखाया जाता है, हाइड्रोजन के s-AOs को काले रंग में दिखाया जाता है)

अक्षीय ओवरलैप के अलावा, एक अन्य प्रकार का ओवरलैप संभव है - पी-एओ का पार्श्व ओवरलैप, जिससे पी-बॉन्ड का निर्माण होता है (चित्र 2.5)।

पी-परमाणु कक्षक

चावल। 2.5. पी-एओ पार्श्व ओवरलैप द्वारा एथिलीन में पी-बॉन्ड गठन

एक पी-बॉन्ड एक बंधन है जो गैर-संकरित पी-एओ के पार्श्व ओवरलैप द्वारा गठित होता है जिसमें परमाणुओं के नाभिक को जोड़ने वाली सीधी रेखा के दोनों किनारों पर अधिकतम ओवरलैप होता है।

कार्बनिक यौगिकों में पाए जाने वाले कई बंधन y - और p- बंधों का एक संयोजन हैं: डबल - एक y - और एक p-, ट्रिपल - एक y - और दो p-बॉन्ड।

एक सहसंयोजक बंधन के गुणों को ऊर्जा, लंबाई, ध्रुवता और ध्रुवीकरण जैसी विशेषताओं के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है।

बंध ऊर्जा वह ऊर्जा है जो तब निकलती है जब एक बंधन बनता है या दो बंधे हुए परमाणुओं को अलग करने के लिए आवश्यक होता है। यह बंधन शक्ति के माप के रूप में कार्य करता है: जितनी अधिक ऊर्जा होगी, बंधन उतना ही मजबूत होगा (तालिका 2.1)।

बंध की लंबाई बंधित परमाणुओं के केंद्रों के बीच की दूरी है। एक डबल बॉन्ड एक बॉन्ड से छोटा होता है, और एक ट्रिपल बॉन्ड डबल बॉन्ड से छोटा होता है (तालिका 2.1 देखें)। संकरण की विभिन्न अवस्थाओं में कार्बन परमाणुओं के बीच बंधों का एक सामान्य पैटर्न होता है -

तालिका 2.1. सहसंयोजक बंधों की मुख्य विशेषताएं

संकर कक्षक में s-कक्षक के अंश में वृद्धि के साथ, आबंध की लंबाई कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, यौगिकों की श्रृंखला में प्रोपेन CH3CH2CH3, प्रोपेन CH3CH=CH2, प्रोपीन CH3C=CH, क्रमशः CH3-C बॉन्ड की लंबाई 0.154 है; 0.150 और 0.146 एनएम।

बंधन की ध्रुवीयता इलेक्ट्रॉन घनत्व के असमान वितरण (ध्रुवीकरण) के कारण होती है। किसी अणु की ध्रुवता उसके द्विध्रुव आघूर्ण के मान से निर्धारित होती है। एक अणु के द्विध्रुव आघूर्णों से अलग-अलग आबंधों के द्विध्रुव आघूर्णों की गणना की जा सकती है (तालिका 2.1 देखें)। द्विध्रुवीय क्षण जितना बड़ा होगा, बंधन उतना ही अधिक ध्रुवीय होगा। बंध की ध्रुवता का कारण बंधित परमाणुओं की वैद्युतीयऋणात्मकता में अंतर है।

वैद्युतीयऋणात्मकता एक अणु में एक परमाणु की वैलेंस इलेक्ट्रॉनों को धारण करने की क्षमता की विशेषता है। किसी परमाणु की वैद्युतीयऋणात्मकता में वृद्धि के साथ, उसकी दिशा में बंध इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन की डिग्री बढ़ जाती है।

बॉन्ड एनर्जी के आधार पर, अमेरिकी रसायनज्ञ एल। पॉलिंग (1901-1994) ने परमाणुओं की सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी (पॉलिंग स्केल) की मात्रात्मक विशेषता का प्रस्ताव दिया। इस पैमाने (पंक्ति) में, विशिष्ट कार्बनिक तत्वों को सापेक्ष इलेक्ट्रोनगेटिविटी के अनुसार व्यवस्थित किया जाता है (तुलना के लिए दो धातुएं दी जाती हैं) निम्नानुसार हैं:

इलेक्ट्रोनगेटिविटी किसी तत्व का पूर्ण स्थिरांक नहीं है। यह नाभिक के प्रभावी आवेश, AO संकरण के प्रकार और प्रतिस्थापकों के प्रभाव पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, sp2- या sp-संकरण अवस्था में कार्बन परमाणु की विद्युत ऋणात्मकता sp3-संकरण अवस्था की तुलना में अधिक होती है, जो संकर कक्षीय में s-कक्षक के अंश में वृद्धि से जुड़ी होती है। परमाणुओं के sp3- से sp2- और आगे sp-संकरित अवस्था में संक्रमण के दौरान, संकर कक्षक की लंबाई धीरे-धीरे कम हो जाती है (विशेषकर उस दिशा में जो y-बंध के निर्माण के दौरान सबसे बड़ा ओवरलैप प्रदान करती है), जिसका अर्थ है कि इलेक्ट्रॉन घनत्व अधिकतम एक ही क्रम में संबंधित परमाणु के नाभिक के करीब सभी के लिए स्थित है।

एक गैर-ध्रुवीय या व्यावहारिक रूप से गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन के मामले में, बंधुआ परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में अंतर शून्य या शून्य के करीब होता है। जैसे-जैसे वैद्युतीयऋणात्मकता में अंतर बढ़ता है, बंधन की ध्रुवता बढ़ती जाती है। 0.4 तक के अंतर के साथ, वे एक कमजोर ध्रुवीय, 0.5 से अधिक - एक मजबूत ध्रुवीय सहसंयोजक बंधन, और 2.0 से अधिक - एक आयनिक बंधन की बात करते हैं। ध्रुवीय सहसंयोजक बंध हेटेरोलाइटिक दरार के लिए प्रवण होते हैं

एक बंधन की ध्रुवीकरण एक बाहरी विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में बंधन इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन में व्यक्त की जाती है, जिसमें एक अन्य प्रतिक्रियाशील कण भी शामिल है। ध्रुवीकरण इलेक्ट्रॉन गतिशीलता द्वारा निर्धारित किया जाता है। इलेक्ट्रॉन अधिक गतिशील होते हैं, वे परमाणुओं के नाभिक से जितने दूर होते हैं। ध्रुवीकरण के संदर्भ में, पी-बॉन्ड वाई-बॉन्ड से काफी अधिक है, क्योंकि पी-बॉन्ड का अधिकतम इलेक्ट्रॉन घनत्व बाध्य नाभिक से दूर स्थित है। ध्रुवीकरण काफी हद तक ध्रुवीय अभिकर्मकों के संबंध में अणुओं की प्रतिक्रियाशीलता को निर्धारित करता है।

2.2.2. दाता-स्वीकर्ता बंधन

दो एक-इलेक्ट्रॉन एओ का ओवरलैप एक सहसंयोजक बंधन बनाने का एकमात्र तरीका नहीं है। एक परमाणु (दाता) के दो-इलेक्ट्रॉन कक्षीय दूसरे परमाणु (स्वीकर्ता) के रिक्त कक्षक के साथ परस्पर क्रिया द्वारा एक सहसंयोजक बंधन बनाया जा सकता है। डोनर ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें या तो ऑर्बिटल्स होते हैं जिनमें इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी होती है या पी-एमओ। इलेक्ट्रॉनों के अकेले जोड़े के वाहक (अंग्रेजी गैर-बंधन से एन-इलेक्ट्रॉन) नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, हैलोजन के परमाणु हैं।

यौगिकों के रासायनिक गुणों की अभिव्यक्ति में इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। विशेष रूप से, वे यौगिकों की दाता-स्वीकर्ता बातचीत में प्रवेश करने की क्षमता के लिए जिम्मेदार हैं।

एक बंधन भागीदारों में से एक से इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी द्वारा गठित सहसंयोजक बंधन को दाता-स्वीकर्ता बंधन कहा जाता है।

गठित दाता-स्वीकर्ता बंधन केवल गठन के तरीके में भिन्न होता है; इसके गुण अन्य सहसंयोजक बंधों के समान हैं। दाता परमाणु एक सकारात्मक चार्ज प्राप्त करता है।

दाता-स्वीकर्ता बंधन जटिल यौगिकों की विशेषता है।

2.2.3. हाइड्रोजन बांड

एक हाइड्रोजन परमाणु एक दृढ़ता से विद्युतीय तत्व (नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फ्लोरीन, आदि) से जुड़ा होता है, जो उसी या किसी अन्य अणु के पर्याप्त रूप से विद्युतीय परमाणु के इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी के साथ बातचीत करने में सक्षम होता है। परिणामस्वरूप हाइड्रोजन बंध उत्पन्न होता है, जो एक प्रकार का दाता है-

स्वीकर्ता बंधन। ग्राफिक रूप से, हाइड्रोजन बांड को आमतौर पर तीन बिंदुओं द्वारा दर्शाया जाता है।

हाइड्रोजन बांड ऊर्जा कम (10-40 kJ/mol) है और मुख्य रूप से इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन द्वारा निर्धारित की जाती है।

इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड अल्कोहल जैसे कार्बनिक यौगिकों के जुड़ाव का कारण बनते हैं।

हाइड्रोजन बांड यौगिकों के भौतिक (क्वथनांक और गलनांक, चिपचिपाहट, वर्णक्रमीय विशेषताओं) और रासायनिक (एसिड-बेस) गुणों को प्रभावित करते हैं। इस प्रकार, इथेनॉल C2H5OH (78.3? C) का क्वथनांक डाइमिथाइल ईथर CH3OCH3 (-24? C) की तुलना में बहुत अधिक है, जिसका आणविक भार समान है और हाइड्रोजन बांड के कारण जुड़ा नहीं है।

हाइड्रोजन बांड इंट्रामोल्युलर भी हो सकते हैं। सैलिसिलिक एसिड के आयनों में इस तरह के बंधन से इसकी अम्लता में वृद्धि होती है।

हाइड्रोजन बांड मैक्रोमोलेक्यूलर यौगिकों - प्रोटीन, पॉलीसेकेराइड, न्यूक्लिक एसिड की स्थानिक संरचना के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

2.3. संबंधित सिस्टम

एक सहसंयोजक बंधन को स्थानीयकृत या निरूपित किया जा सकता है। एक बंधन को स्थानीयकृत कहा जाता है, जिसके इलेक्ट्रॉनों को वास्तव में बंधे हुए परमाणुओं के दो नाभिकों के बीच विभाजित किया जाता है। यदि बंध इलेक्ट्रॉनों को दो से अधिक नाभिकों द्वारा साझा किया जाता है, तो एक एक निरूपित बंधन की बात करता है।

एक delocalized बंधन एक सहसंयोजक बंधन है जिसका आणविक कक्षीय दो से अधिक परमाणुओं तक फैला है।

ज्यादातर मामलों में डेलोकलाइज्ड बॉन्ड पी-बॉन्ड होते हैं। वे युग्मित प्रणालियों की विशेषता हैं। इन प्रणालियों में, परमाणुओं का एक विशेष प्रकार का पारस्परिक प्रभाव होता है - संयुग्मन।

संयुग्मन (मेसोमेरिक, ग्रीक से। मेसोस - औसत) एक आदर्श, लेकिन गैर-मौजूद संरचना की तुलना में एक वास्तविक अणु (कण) में बंधों और आवेशों का संरेखण है।

संयुग्मन में शामिल डेलोकाइज्ड पी-ऑर्बिटल्स या तो दो या दो से अधिक पी-बॉन्ड, या पी-बॉन्ड और पी-ऑर्बिटल के साथ एक परमाणु से संबंधित हो सकते हैं। इसके अनुसार, पी, पी-संयुग्मन और सी, पी-संयुग्मन प्रतिष्ठित हैं। संयुग्मन प्रणाली खुली या बंद हो सकती है और इसमें न केवल कार्बन परमाणु होते हैं, बल्कि हेटेरोएटम भी होते हैं।

2.3.1. ओपन सर्किट सिस्टम

पी, पी-संयुग्मन। कार्बन श्रृंखला के साथ पी, पी-संयुग्मित प्रणालियों का सबसे सरल प्रतिनिधि ब्यूटाडाइन-1,3 (चित्र। 2.6, ए) है। कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु और, परिणामस्वरूप, इसके अणु में सभी y-बंध एक ही तल में स्थित होते हैं, जिससे एक सपाट y-कंकाल बनता है। कार्बन परमाणु sp2 संकरण की स्थिति में हैं। प्रत्येक कार्बन परमाणु के असंकरित p-AOs y-कंकाल तल के लंबवत और एक दूसरे के समानांतर स्थित होते हैं, जो उनके अतिव्यापन के लिए एक आवश्यक शर्त है। ओवरलैपिंग न केवल C-1 और C-2, C-3 और C-4 परमाणुओं के p-AO के बीच होता है, बल्कि C-2 और C-3 परमाणुओं के p-AO के बीच भी होता है। जो चार कार्बन परमाणुओं को कवर करते हुए एक एकल p का निर्माण करता है। -सिस्टम, यानी, एक डेलोकाइज्ड सहसंयोजक बंधन उत्पन्न होता है (चित्र 2.6, बी देखें)।

चावल। 2.6. 1,3-ब्यूटाडीन अणु का परमाणु कक्षीय मॉडल

यह अणु में बंधन लंबाई में परिवर्तन में परिलक्षित होता है। बॉन्ड की लंबाई C-1-C-2, साथ ही C-3-C-4 ब्यूटाडीन-1,3 में कुछ हद तक बढ़ जाती है, और पारंपरिक डबल और सिंगल की तुलना में C-2 और C-3 के बीच की दूरी को छोटा कर दिया जाता है। बांड। दूसरे शब्दों में, इलेक्ट्रॉन निरूपण की प्रक्रिया बांड की लंबाई के संरेखण की ओर ले जाती है।

पादप जगत में बड़ी संख्या में संयुग्मित दोहरे बंधन वाले हाइड्रोकार्बन आम हैं। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, कैरोटीन, जो गाजर, टमाटर आदि का रंग निर्धारित करते हैं।

एक खुली संयुग्मन प्रणाली में हेटेरोएटम भी शामिल हो सकते हैं। श्रृंखला में एक हेटेरोएटम के साथ खुले पी, पी-संयुग्मित प्रणालियों के उदाहरण बी, सी-असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक हैं। उदाहरण के लिए, एक्रोलिन CH2=CH-CH=O में एल्डिहाइड समूह तीन sp2-संकरित कार्बन परमाणुओं और एक ऑक्सीजन परमाणु की संयुग्मन श्रृंखला का सदस्य है। इनमें से प्रत्येक परमाणु एकल पी-सिस्टम में एक पी-इलेक्ट्रॉन का योगदान देता है।

पीएन-पेयरिंग। इस प्रकार का संयुग्मन अक्सर संरचनात्मक खंड वाले यौगिकों में प्रकट होता है - सीएच = सीएच-एक्स, जहां एक्स एक हेटेरोएटम है जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एक साझा जोड़ी (मुख्य रूप से ओ या एन) होती है। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, विनाइल ईथर, जिसके अणुओं में डबल बॉन्ड ऑक्सीजन परमाणु के पी-ऑर्बिटल के साथ संयुग्मित होता है। एक डीलोकलाइज़्ड थ्री-सेंटर बॉन्ड sp2-हाइब्रिडाइज्ड कार्बन परमाणुओं के दो p-AO और n-इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी के साथ एक हेटेरोएटम के एक p-AO को ओवरलैप करके बनता है।

कार्बोक्सिल समूह में एक समान डेलोकाइज्ड थ्री-सेंटर बॉन्ड का निर्माण होता है। यहाँ, C=O बंध के p-इलेक्ट्रॉन और OH समूह के ऑक्सीजन परमाणु के n-इलेक्ट्रॉन संयुग्मन में भाग लेते हैं। पूरी तरह से संरेखित बॉन्ड और चार्ज वाले संयुग्मित सिस्टम में नकारात्मक चार्ज किए गए कण शामिल हैं, जैसे एसीटेट आयन।

इलेक्ट्रॉन घनत्व शिफ्ट की दिशा एक घुमावदार तीर द्वारा इंगित की जाती है।

पेयरिंग परिणाम प्रदर्शित करने के अन्य ग्राफिकल तरीके हैं। इस प्रकार, एसीटेट आयन (I) की संरचना मानती है कि आवेश दोनों ऑक्सीजन परमाणुओं पर समान रूप से वितरित है (जैसा कि चित्र 2.7 में दिखाया गया है, जो सत्य है)।

अनुनाद सिद्धांत में संरचनाएं (II) और (III) का उपयोग किया जाता है। इस सिद्धांत के अनुसार, एक वास्तविक अणु या कण का वर्णन कुछ तथाकथित गुंजयमान संरचनाओं के एक समूह द्वारा किया जाता है, जो केवल इलेक्ट्रॉनों के वितरण में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। संयुग्मित प्रणालियों में, गुंजयमान संकर में मुख्य योगदान विभिन्न पी-इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण के साथ संरचनाओं द्वारा किया जाता है (इन संरचनाओं को जोड़ने वाला दो तरफा तीर प्रतिध्वनि सिद्धांत का एक विशेष प्रतीक है)।

सीमा (सीमा) संरचनाएं वास्तव में मौजूद नहीं हैं। हालांकि, वे एक अणु (कण) में इलेक्ट्रॉन घनत्व के वास्तविक वितरण में कुछ हद तक "योगदान" करते हैं, जिसे सीमित संरचनाओं के सुपरइम्पोजिशन (सुपरपोजिशन) द्वारा प्राप्त एक गुंजयमान संकर के रूप में दर्शाया जाता है।

सी में, कार्बन श्रृंखला के साथ पी-संयुग्मित सिस्टम, संयुग्मन किया जा सकता है यदि पी-बॉन्ड के बगल में एक अनहाइब्रिडाइज्ड पी-ऑर्बिटल वाला कार्बन परमाणु होता है। ऐसी प्रणालियाँ मध्यवर्ती कण हो सकती हैं - कार्बनियन, कार्बोकेशन, मुक्त कण, उदाहरण के लिए, एलिल संरचनाएं। मुक्त मूलक एलिल अंश लिपिड पेरोक्सीडेशन की प्रक्रियाओं में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

एलिल आयन में CH2=CH-CH2 sp2-संकरित कार्बन परमाणु C-3 सामान्य संयुग्मित की आपूर्ति करता है

चावल। 2.7. पेनिसिलिन में COONa समूह का इलेक्ट्रॉन घनत्व मानचित्र

सिस्टम में दो इलेक्ट्रॉन हैं, एलिल रेडिकल में CH2=CH-CH2+ - एक, और एलिल कार्बोकेशन में CH2=CH-CH2+ कोई आपूर्ति नहीं करता है। नतीजतन, जब पी-एओ तीन एसपी 2-संकरित कार्बन परमाणुओं को ओवरलैप करता है, तो चार (कार्बनियन में), तीन (फ्री रेडिकल में), और दो (कार्बोकेशन में) इलेक्ट्रॉनों से युक्त एक डेलोकाइज्ड थ्री-सेंटर बॉन्ड बनता है। क्रमश।

औपचारिक रूप से, एलिल केशन में सी -3 परमाणु एक सकारात्मक चार्ज करता है, एलिल रेडिकल में इसमें एक अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन होता है, और एलिल आयन में इसका नकारात्मक चार्ज होता है। वास्तव में, ऐसी संयुग्मित प्रणालियों में, इलेक्ट्रॉन घनत्व का एक निरूपण (फैलाव) होता है, जो बांडों और आवेशों के संरेखण की ओर जाता है। इन प्रणालियों में C-1 और C-3 परमाणु समतुल्य हैं। उदाहरण के लिए, एलिल धनायन में, उनमें से प्रत्येक +1/2 का धनात्मक आवेश वहन करता है और C-2 परमाणु से "डेढ़" बंधन से जुड़ा होता है।

इस प्रकार, संयुग्मन पारंपरिक संरचना सूत्रों द्वारा प्रस्तुत संरचनाओं की तुलना में वास्तविक संरचनाओं में इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण में एक महत्वपूर्ण अंतर की ओर जाता है।

2.3.2. बंद लूप सिस्टम

चक्रीय संयुग्मित प्रणालियाँ संयुग्मित खुली प्रणालियों की तुलना में उन्नत थर्मोडायनामिक स्थिरता वाले यौगिकों के समूह के रूप में बहुत रुचि रखती हैं। इन यौगिकों में अन्य विशेष गुण भी होते हैं, जिनकी समग्रता सुगंधितता की सामान्य अवधारणा से जुड़ी होती है। इनमें ऐसे औपचारिक रूप से असंतृप्त यौगिकों की क्षमता शामिल है

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने के लिए, जोड़ नहीं, ऑक्सीकरण एजेंटों और तापमान के प्रतिरोध।

सुगंधित प्रणालियों के विशिष्ट प्रतिनिधि एरेन और उनके डेरिवेटिव हैं। सुगंधित हाइड्रोकार्बन की इलेक्ट्रॉनिक संरचना की विशेषताएं बेंजीन अणु के परमाणु कक्षीय मॉडल में स्पष्ट रूप से प्रकट होती हैं। बेंजीन की रूपरेखा छह sp2-संकरित कार्बन परमाणुओं द्वारा बनाई गई है। सभी y-बंध (C-C और C-H) एक ही तल में स्थित होते हैं। छह असंकरित p-AO अणु के तल के लंबवत और एक दूसरे के समानांतर स्थित होते हैं (चित्र 2.8, a)। प्रत्येक पी-एओ दो पड़ोसी पी-एओ के साथ समान रूप से ओवरलैप कर सकता है। इस ओवरलैप के परिणामस्वरूप, एक एकल डेलोकाइज्ड पी-सिस्टम उत्पन्न होता है, जिसमें उच्चतम इलेक्ट्रॉन घनत्व y-कंकाल तल के ऊपर और नीचे स्थित होता है और चक्र के सभी कार्बन परमाणुओं को कवर करता है (चित्र 2.8, बी देखें)। पी-इलेक्ट्रॉन घनत्व पूरे चक्रीय प्रणाली में समान रूप से वितरित किया जाता है, जिसे चक्र के अंदर एक वृत्त या बिंदीदार रेखा द्वारा दर्शाया जाता है (चित्र 2.8, सी देखें)। बेंजीन रिंग में कार्बन परमाणुओं के बीच सभी बॉन्ड की लंबाई (0.139 एनएम) समान होती है, सिंगल और डबल बॉन्ड की लंबाई के बीच मध्यवर्ती।

क्वांटम यांत्रिक गणनाओं के आधार पर, यह स्थापित किया गया था कि ऐसे स्थिर अणुओं के निर्माण के लिए, एक तलीय चक्रीय प्रणाली में (4n + 2) p-इलेक्ट्रॉन होना चाहिए, जहां n = 1, 2, 3, आदि। (Hückel का नियम, 1931) . इन आंकड़ों को ध्यान में रखते हुए, "सुगंधितता" की अवधारणा को ठोस बनाना संभव है।

एक यौगिक सुगंधित होता है यदि इसमें एक तलीय वलय और एक संयुग्मित p-इलेक्ट्रॉन प्रणाली होती है जो वलय के सभी परमाणुओं को समाहित करती है और जिसमें (4n + 2) p-इलेक्ट्रॉन होते हैं।

Hückel का नियम किसी भी तलीय संघनित तंत्र पर लागू होता है जिसमें ऐसे कोई परमाणु नहीं होते हैं जो एक से अधिक के लिए सामान्य हों।

चावल। 2.8. बेंजीन अणु का परमाणु कक्षीय मॉडल (हाइड्रोजन परमाणु छोड़े गए; स्पष्टीकरण के लिए पाठ देखें)

दो चक्र। संघनित बेंजीन के छल्ले वाले यौगिक, जैसे नेफ़थलीन और अन्य, सुगंधितता के मानदंडों को पूरा करते हैं।

युग्मित प्रणालियों की स्थिरता। संयुग्मित और विशेष रूप से सुगंधित प्रणाली का गठन एक ऊर्जावान रूप से अनुकूल प्रक्रिया है, क्योंकि ऑर्बिटल्स के अतिव्यापी होने की डिग्री बढ़ जाती है और पी-इलेक्ट्रॉनों का निरूपण (फैलाव) होता है। इस संबंध में, संयुग्मित और सुगंधित प्रणालियों ने थर्मोडायनामिक स्थिरता में वृद्धि की है। उनमें कम मात्रा में आंतरिक ऊर्जा होती है और गैर-संयुग्मित प्रणालियों की तुलना में जमीनी अवस्था में निम्न ऊर्जा स्तर पर कब्जा कर लेते हैं। इन स्तरों के बीच के अंतर का उपयोग संयुग्मित यौगिक के थर्मोडायनामिक स्थिरता को मापने के लिए किया जा सकता है, अर्थात इसकी संयुग्मन ऊर्जा (डेलोकलाइज़ेशन एनर्जी)। Butadiene-1,3 के लिए, यह छोटा है और लगभग 15 kJ/mol की मात्रा है। संयुग्मित श्रृंखला की लंबाई में वृद्धि के साथ, संयुग्मन ऊर्जा और, तदनुसार, यौगिकों की थर्मोडायनामिक स्थिरता में वृद्धि होती है। बेंजीन के लिए संयुग्मन ऊर्जा बहुत अधिक है और इसकी मात्रा 150 kJ/mol है।

2.4. प्रतिस्थापकों का इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव 2.4.1. प्रेरक प्रभाव

एक अणु में एक ध्रुवीय y-आबंध निकटतम y-आबंधों के ध्रुवीकरण का कारण बनता है और पड़ोसी परमाणुओं पर आंशिक आवेशों की उपस्थिति की ओर जाता है*।

पदार्थ न केवल "स्वयं" के ध्रुवीकरण का कारण बनते हैं, बल्कि पड़ोसी वाई-बॉन्ड का भी ध्रुवीकरण करते हैं। परमाणुओं के प्रभाव के इस प्रकार के संचरण को आगमनात्मक प्रभाव (/-प्रभाव) कहा जाता है।

आगमनात्मक प्रभाव y-बंधों के इलेक्ट्रॉनों के विस्थापन के परिणामस्वरूप प्रतिस्थापकों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव का स्थानांतरण है।

वाई-बॉन्ड की कमजोर ध्रुवीकरण के कारण, सर्किट में तीन या चार बॉन्ड के बाद आगमनात्मक प्रभाव क्षीण हो जाता है। इसकी क्रिया उस कार्बन परमाणु के संबंध में सबसे अधिक स्पष्ट होती है जिसमें एक स्थानापन्न होता है। प्रतिस्थापी के आगमनात्मक प्रभाव की दिशा को हाइड्रोजन परमाणु से तुलना करके गुणात्मक रूप से अनुमान लगाया जाता है, जिसका आगमनात्मक प्रभाव शून्य के रूप में लिया जाता है। ग्राफिक रूप से, /-प्रभाव के परिणाम को एक तीर द्वारा दर्शाया गया है जो वैलेंस लाइन की स्थिति के साथ मेल खाता है और अधिक विद्युतीय परमाणु की ओर इशारा करता है।

/v\हाइड्रोजन परमाणु से अधिक मजबूत, एक नकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव (-/- प्रभाव) प्रदर्शित करता है।

इस तरह के प्रतिस्थापन आमतौर पर सिस्टम के इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम करते हैं; उन्हें इलेक्ट्रॉन निकालने वाले पदार्थ कहा जाता है। इनमें अधिकांश कार्यात्मक समूह शामिल हैं: OH, NH2, COOH, NO2 और धनायनित समूह, उदाहरण के लिए - NH3+।

एक पदार्थ जो हाइड्रोजन परमाणु की तुलना में y-बंध के इलेक्ट्रॉन घनत्व को श्रृंखला के कार्बन परमाणु की ओर स्थानांतरित करता है, एक सकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव (+/- प्रभाव) प्रदर्शित करता है।

इस तरह के प्रतिस्थापन श्रृंखला (या रिंग) में इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाते हैं और इलेक्ट्रॉन दाता प्रतिस्थापन कहलाते हैं। इनमें sp2-संकरित कार्बन परमाणु पर स्थित एल्काइल समूह और आवेशित कणों में आयनिक केंद्र शामिल हैं, उदाहरण के लिए -O-।

2.4.2. मेसोमेरिक प्रभाव

संयुग्मित प्रणालियों में, इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव के हस्तांतरण में मुख्य भूमिका डेलोकाइज्ड सहसंयोजक बंधों के पी-इलेक्ट्रॉनों द्वारा निभाई जाती है। एक डेलोकाइज्ड (संयुग्मित) पी-सिस्टम के इलेक्ट्रॉन घनत्व में बदलाव के रूप में प्रकट होने वाले प्रभाव को मेसोमेरिक (एम-इफेक्ट) या संयुग्मन प्रभाव कहा जाता है।

मेसोमेरिक प्रभाव - संयुग्मित प्रणाली के साथ प्रतिस्थापन के इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव का स्थानांतरण।

इस मामले में, विकल्प स्वयं संयुग्मित प्रणाली का सदस्य है। यह संयुग्मन प्रणाली में या तो एक पी-बॉन्ड (कार्बोनिल, कार्बोक्सिल समूह, आदि), या एक हेटेरोएटम (एमिनो और हाइड्रॉक्सी समूह) के इलेक्ट्रॉनों की एक साझा जोड़ी, या एक खाली या एक-इलेक्ट्रॉन से भरा पी-एओ पेश कर सकता है। .

एक पदार्थ जो संयुग्मित प्रणाली में इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है, एक सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव (+M - प्रभाव) प्रदर्शित करता है।

एम-इफेक्ट में सब्स्टीट्यूट होते हैं, जिसमें इलेक्ट्रॉनों की एक अकेली जोड़ी (उदाहरण के लिए, एक एनिलिन अणु में एक एमिनो समूह) या एक संपूर्ण नकारात्मक चार्ज वाले परमाणु शामिल हैं। ये विकल्प सक्षम हैं

इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी को एक सामान्य संयुग्मित प्रणाली में स्थानांतरित करने के लिए, अर्थात, वे इलेक्ट्रॉन-दाता हैं।

एक पदार्थ जो संयुग्मित प्रणाली में इलेक्ट्रॉन घनत्व को कम करता है, एक नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव (-एम - प्रभाव) प्रदर्शित करता है।

संयुग्मित प्रणाली में एम-प्रभाव ऑक्सीजन या नाइट्रोजन परमाणुओं द्वारा कार्बन परमाणु के लिए एक दोहरे बंधन से बंधे होते हैं, जैसा कि ऐक्रेलिक एसिड और बेंजाल्डिहाइड के उदाहरण में दिखाया गया है। ऐसे समूह इलेक्ट्रॉन निकालने वाले होते हैं।

इलेक्ट्रॉन घनत्व के विस्थापन को एक घुमावदार तीर द्वारा इंगित किया जाता है, जिसकी शुरुआत से पता चलता है कि कौन से p- या p-इलेक्ट्रॉनों को विस्थापित किया जा रहा है, और अंत वह बंधन या परमाणु है जिससे वे विस्थापित होते हैं। मेसोमेरिक प्रभाव, आगमनात्मक प्रभाव के विपरीत, संयुग्मित बंधों की एक प्रणाली पर बहुत अधिक दूरी पर प्रसारित होता है।

एक अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व के वितरण पर प्रतिस्थापन के प्रभाव का मूल्यांकन करते समय, आगमनात्मक और मेसोमेरिक प्रभावों (तालिका 2.2) की परिणामी कार्रवाई को ध्यान में रखना आवश्यक है।

तालिका 2.2. कुछ पदार्थों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव

प्रतिस्थापकों के इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव एक गैर-प्रतिक्रियाशील अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व वितरण का गुणात्मक अनुमान देना और इसके गुणों की भविष्यवाणी करना संभव बनाते हैं।

अणुओं में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव कार्बनिक यौगिकों का सबसे महत्वपूर्ण गुण है, जो उन्हें सरल अकार्बनिक यौगिकों से अलग करता है। पारस्परिक प्रभाव, पड़ोसी परमाणुओं की बातचीत के परिणामस्वरूप, कार्बनिक अणुओं में सीसी ए-बॉन्ड की श्रृंखला के साथ प्रेषित होता है और विशेष रूप से संयुग्मित सीसी बॉन्ड की श्रृंखला के साथ सफल होता है और अणु में प्रतिक्रिया केंद्रों की चुनिंदाता को निश्चित रूप से निर्धारित करता है। अभिकर्मक। यह पहले ही उल्लेख किया गया था कि अभिकर्मकों को इलेक्ट्रॉन-दान (न्यूक्लियोफिलिक) और इलेक्ट्रॉन-निकासी (इलेक्ट्रोफिलिक) वाले में विभाजित किया जाता है। यह भी जोड़ा जाना चाहिए कि जब इलेक्ट्रॉन-दान और इलेक्ट्रॉन-निकासी गुणों की भरपाई या पूरी तरह से अनुपस्थित हो तो वे इलेक्ट्रोन्यूट्रल हो सकते हैं। इसके अलावा, किसी को मुक्त मूलक अभिकर्मकों (R* या R*), आणविक और आयनिक के बीच अंतर करना चाहिए। अभिकर्मकों के वर्गीकरण और गुणों पर बाद में विस्तार से चर्चा की जाएगी।

परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव पहले से ही एएम की संरचना के शास्त्रीय सिद्धांत से आता है। बटलरोव द्वारा तैयार किया गया था और पहली बार उनके छात्र ने कज़ान स्कूल ऑफ केमिस्ट्स वी। वी। मार्कोवनिकोव से अपने डॉक्टरेट शोध प्रबंध "रासायनिक यौगिकों में परमाणुओं के पारस्परिक प्रभाव पर सामग्री" (1869) में तैयार किया था।

पहली बार, अल्केन्स के अणुओं और अल्केन्स के हैलोजन डेरिवेटिव में परमाणुओं के पारस्परिक प्रभाव की खोज की गई थी। मार्कोवनिकोव ने पाया कि एक असममित इलेक्ट्रॉन खोल के साथ अल्कीन, उदाहरण के लिए सीएच-सीएच = सीएच,

^सी \u003d सीएच 2, / सी \u003d सीएच-सीएच 3, हाइड्रोजन ब्रोमाइड इस तरह से जोड़ा जाता है

इस तरह से कि HBr अपने हाइड्रोजन परमाणु को सबसे अधिक हाइड्रोजनीकृत (H-परमाणुओं की अधिकतम संख्या के साथ) कार्बन को दान करता है:

प्रतिक्रिया व्यावहारिक रूप से दूसरे मार्ग के साथ नहीं जाती है

क्योंकि 2-मिथाइलप्रोपीन में यह प्रकट होता है प्रेरण इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव 4 / एल - ऑर्बिटल्स के संबंध में मिथाइल (एल्काइल) समूह। प्रेरण प्रभाव (/-प्रभाव) विभिन्न इलेक्ट्रोनगेटिविटी वाले परमाणुओं के रासायनिक बंधनों की श्रृंखला में ए-इलेक्ट्रॉन क्लाउड के ध्रुवीकरण के कारण होता है।

अंतर्गत अणु का ध्रुवीकरणइलेक्ट्रोस्टैटिक बलों की कार्रवाई के तहत इलेक्ट्रॉन घनत्व के पुनर्वितरण को समझें, जिसमें सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के "गुरुत्वाकर्षण केंद्र" का आंशिक पृथक्करण होता है। इस मामले में, कम-ध्रुवीयता वाले कण (द्विध्रुवों के कम विद्युत क्षण वाले) ध्रुवीकरण के लिए अधिक प्रवण होते हैं। इसी समय, न केवल परमाणु, बल्कि परमाणु समूहों में भी वैद्युतीयऋणात्मकता होती है। ऐल्किल समूहों का संबंध a, r-कक्षकों, अर्थात् परमाणुओं से है

सी 5/ में स्थित है? 2-हाइब्रिड अवस्था, इलेक्ट्रॉन-दान करने की क्षमता। एल्काइल समूहों की इस इलेक्ट्रॉनिक क्रिया के परिणामस्वरूप, बंधन 4^-ऑर्बिटल दूसरे कार्बन परमाणु की ओर ध्रुवीकृत हो जाता है।

परिणामस्वरूप, भिन्नात्मक आवेश C, \u003d ^ - \u003d- C 2 उत्पन्न होते हैं। ऐसा प्रभाव,

अन्य परमाणुओं में ए-इलेक्ट्रॉन घनत्व के हस्तांतरण के साथ जाने को +/- प्रभाव कहा जाता है, क्योंकि सीएच 3 -समूहों पर एक छोटा भिन्नात्मक चार्ज 6+ उत्पन्न होता है। इसलिए, ध्रुवीय सहसंयोजक एच-बीआर अणु एन-बंध के संबंध में इस तरह से उन्मुख होता है कि प्रारंभिक अधिनियम में, एक अल्पकालिक संक्रमण राज्य पहले उत्पन्न होता है

जो पहले एक कार्बोकेशन (सीएच 3) 2 सी-सीएच 3 और ब्र ~ में बदल जाता है, और फिर वे जल्दी और आसानी से (सीएच 3) 2 सी (बीआर) -सीएच 3 में पुनर्संयोजित हो जाते हैं।

प्राथमिक अधिनियम में गठित कार्बोकेशन की स्थिरता के दृष्टिकोण से भी इस मुद्दे पर विचार किया जा सकता है (इसमें सकारात्मक चार्ज का सबसे ऊर्जावान रूप से अनुकूल निरूपण)। यह एक अधिक सरल दृष्टिकोण है, हालांकि सार फिर से ±/-इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव के प्रभाव में आता है, प्राथमिक की तुलना में तृतीयक कार्बोकेशन की स्थिरता के कारण के रूप में।

मिथाइल और अन्य अल्काइल समूहों के अलावा, +/- प्रभाव, यानी, उनके इलेक्ट्रॉन घनत्व के एक छोटे से हिस्से को खोने की क्षमता, आवधिक प्रणाली के समूह I - III के धातु परमाणुओं (Li, Ca, A1,) के पास है। आदि), साथ ही हाइड्राइड समूह (-SiH 3, -PH 2, -BH 2, -A1H 2), उनके एल्काइल डेरिवेटिव (-SiR 3, -PR 2, -BR 2, -A1R 2, आदि) .

नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और हैलोजन के व्युत्पन्न, जिनमें सी-परमाणुओं की तुलना में अधिक इलेक्ट्रोनगेटिविटी होती है, ध्रुवीकरण का कारण बनते हैं, यानी, ए-इलेक्ट्रॉनों के इलेक्ट्रॉन घनत्व में उनके ऑर्बिटल्स की ओर एक बदलाव और एक नकारात्मक आगमनात्मक (-/) प्रभाव होता है। उदाहरण के लिए, मीथेन के विपरीत क्लोरोफॉर्म CHC1 3 में पर्याप्त रूप से उच्च प्रोटॉन-दाता क्षमता होती है, क्योंकि H-CC1 3 बॉन्ड का c-ऑर्बिटल क्लोरीन परमाणुओं की ओर दृढ़ता से ध्रुवीकृत होता है। इसी प्रकार, तीन परमाणुओं की ध्रुवण क्रिया

CC1 3 COOH में क्लोरीन ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड के OH बंधन में स्थानांतरित हो जाता है, परिणामस्वरूप, OH बंधन इतनी दृढ़ता से ध्रुवीकृत हो जाता है कि CC1 3 COOH, कमजोर एसिटिक एसिड CH 3 COOH के विपरीत, अपेक्षाकृत मजबूत एसिड बन जाता है। इन उदाहरणों में, शॉर्ट-रेंज (CHC1 3) और अधिक इलेक्ट्रोपोसिटिव या इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं और उनके समूहों के साथ-साथ एन-ऑर्बिटल्स का उपयोग करके उनसे जुड़े अन्य परमाणुओं पर लंबी दूरी के पारस्परिक प्रभाव को अंजाम दिया जाता है। यह स्थापित किया गया है कि ±/- प्रभाव सी-बॉन्ड श्रृंखला के साथ कुछ हद तक प्रेषित होता है, व्यावहारिक रूप से पांचवें-छठे कार्बन परमाणु पर लुप्त होती है, जबकि संयुग्मित एन-बॉन्ड स्वतंत्र रूप से अंतिम परमाणु तक ±/- प्रभाव को प्रसारित करता है। संयुग्मित श्रृंखला का।

±/- प्रभाव के एन-सिस्टम में आसान संचरण के तंत्र की जांच नहीं की गई है। यह माना जा सकता है कि यह एन-इलेक्ट्रॉनों के निरूपण के कारण है, एन-इलेक्ट्रॉनों की पूरी संयुग्मित श्रृंखला के साथ उनकी उच्च गतिशीलता, जिसके परिणामस्वरूप (5+) - या (बी-) - कार्बन पर चार्ज कार्यात्मक समूह के संपर्क परमाणु से जुड़ा परमाणु, जो इस भिन्नात्मक आवेश को प्रेरित करता है, इस परमाणु पर सामान्यीकृत -इलेक्ट्रॉन बादल के विस्थापन द्वारा "बुझाया" जाता है, और अधिकतम (S±) - आवेश के अंतिम परमाणु पर प्रकट होता है एन-सिस्टम। (8+) - और (8-) - आवेशों का ऐसा अधिकतम पृथक्करण ऊर्जावान रूप से अनुकूल है, क्योंकि यह इलेक्ट्रॉनों को अधिकतम स्थान का उपयोग करने की अनुमति देता है।

सरल स्थिर अणुओं के उन्मूलन (अंग्रेजी से, उन्मूलन - उन्मूलन) की प्रतिक्रियाओं में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव अजीब है, क्योंकि पड़ोसी कार्बन परमाणुओं में स्थित कार्यात्मक समूहों के तत्वों के अतिरिक्त:

AM बटलरोव के छात्र AM जैतसेव द्वारा स्थापित नियम के अनुसार HBr (HC1, HI) का उन्मूलन, मार्कोवनिकोव जोड़ नियम के विपरीत तरीके से आगे बढ़ता है, अर्थात, H परमाणु को Br के साथ कम से कम हाइड्रोजनीकृत कार्बन से हटा दिया जाता है। परमाणु। इसी तरह, एच 2 0 क्वाटरनेरी एमाइन के अल्कोहल और हाइड्रॉक्साइड से अलग हो जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि प्राथमिक सीएच बांड के सी-ऑर्बिटल्स की तुलना में माध्यमिक सीएच बांड के संबंध ए-ऑर्बिटल्स बहुत कम स्थिर (ऊर्जा में उच्च स्थित) हैं। और भी कम

तृतीयक - "सी" एच-ऑर्बिटल्स स्थिर हैं, जो आउटगोइंग पार्टनर (बीआर, ओएच) को अधिकतम आसानी से हाइड्रोजन दान करते हैं। सीएच बांड की ऊर्जाएं हैं: प्राथमिक 414, माध्यमिक 393 और तृतीयक 376 केजे/मोल। जैसा कि देखा जा सकता है, बाध्यकारी 4^" एन एमओ की स्थिरता बहुत महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होती है।

यह हाइड्रोजन (2.1) की तुलना में कार्बन परमाणु (पॉलिंग 2.5 के अनुसार) की अधिक विद्युत ऋणात्मकता के कारण है। तृतीयक कार्बन परमाणु अपने तीन बंधनों को अधिक विद्युतीय पड़ोसियों पर खर्च करता है, द्वितीयक - दो पर, जबकि प्राथमिक सी-परमाणु कार्बन बंधन पर न्यूनतम रासायनिक आत्मीयता और 3H-परमाणु पर अधिकतम खर्च करता है।

परमाणुओं का एक अन्य महत्वपूर्ण प्रकार का पारस्परिक प्रभाव विस्थापन है पी-अधिक विद्युत ऋणात्मक परमाणु या परमाणुओं के समूह के लिए इलेक्ट्रॉन घनत्व। यदि बाध्य परमाणुओं की श्रृंखला में, ए-इलेक्ट्रॉनों के अलावा, क्यू-इलेक्ट्रॉन भी हैं, तो ऐसे परमाणुओं के संयुग्मित आर-सिस्टम में अधिक इलेक्ट्रॉन-दान या इलेक्ट्रॉन-निकालने वाले परमाणु की शुरूआत से ध्रुवीकरण होगा। एन-सिस्टम। उदाहरण के लिए, 1,3-ब्यूटाडीन, 2-मिथाइल-1,3-ब्यूटाडीन (आइसोप्रीन) और 2-क्लोरो-1,3-ब्यूटाडीन (क्लोरोप्रीन):

Butadiene में, उन पर p-इलेक्ट्रॉनों (p-सममिति) की उपस्थिति के कारण बंधित कार्बन परमाणुओं का परस्पर प्रभाव होता है। ऊपर से निम्नानुसार, असंतृप्त परमाणुओं के ऐसे पारस्परिक प्रभाव को n, n-संयुग्मन, या n-संयुग्मन कहा जाता है। इस तरह की संयुग्मित प्रणाली में α-इलेक्ट्रॉन-दाता सीएच 3 समूह की शुरूआत एन-सिस्टम का ध्रुवीकरण करती है और संयुग्मित श्रृंखला में बांड ऑर्डर में वृद्धि की ओर ले जाती है, जबकि α, एन-ब्यूटाडीन सिस्टम का ध्रुवीकरण परिचय पर एक मजबूत इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता (C1 ​​परमाणु), जो एक साथ r-संयुग्मन में प्रवेश करने की क्षमता रखता है, आंशिक रूप से अपने इलेक्ट्रॉन जोड़े को कक्षीय में स्थानांतरित करता है, की ओर जाता है

अंततः संयुग्मित एन-सिस्टम में बॉन्ड ऑर्डर में कमी के लिए। इसलिए यह इस प्रकार है कि संयुग्मित डायन एन-सिस्टम के संबंध में क्लोरीन परमाणु का प्रभाव इसके + सी-प्रभाव (सकारात्मक संयुग्मन प्रभाव) से बहुत अधिक है। इलेक्ट्रॉन-दान (ईडी) या इलेक्ट्रॉन-निकासी (ईए) प्रतिस्थापन द्वारा संयुग्मित एन-सिस्टम का ध्रुवीकरण भी डब्ल्यूआईएस को बदलता है और परमाणुओं पर छोटे भिन्नात्मक आवेशों की उपस्थिति की ओर जाता है। सबसे बड़ा ऋणात्मक (-CH 3) या धनात्मक (-C1) आवेश C 4 ब्यूटाडीन श्रृंखला पर स्थित होगा।

उपरोक्त उदाहरणों से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि कार्बनिक अणुओं में कई प्रकार के रासायनिक रूप से बंधित परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव होता है। यह प्रभाव विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों (इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव, क्रिया, विस्थापन) के रूप में व्यक्त किया जाता है, एक दूसरे पर निकट दूरी वाले परमाणुओं के विद्युत क्षेत्रों की क्रिया (क्षेत्र प्रभाव, ± एफ-प्रभाव) और स्थानिक बाधाएं (स्थिर प्रभाव, ±?-प्रभाव), परमाणुओं द्वारा अणुओं के प्रतिक्रिया केंद्रों की स्क्रीनिंग के परिणामस्वरूप रासायनिक प्रतिक्रियाओं में उत्पन्न होता है।

यह प्रेरण प्रभाव (±/- प्रभाव) और संयुग्मन प्रभाव (± सी-प्रभाव) के बीच अंतर करने के लिए प्रथागत है। ए-इलेक्ट्रॉन-दाता या स्वीकर्ता क्षमता के आधार पर संकेतों (+) या (-) द्वारा निरूपित प्रेरण प्रभाव, अणुओं के एसिड-बेस गुणों में स्पष्ट रूप से प्रकट होते हैं। तो, सभी हेलोएसेटिक एसिड एसिटिक एसिड से अधिक मजबूत होते हैं, क्योंकि हैलोजन ध्रुवीकरण करते हैं

जी-सीएच ^-श्रृंखला के साथ सभी सेंट-बॉन्ड, बॉन्ड ऑर्डर में कमी का कारण बनते हैं

О-Н और इसकी ध्रुवता में वृद्धि, और, परिणामस्वरूप, Н + को विभाजित करने की क्षमता। -Н, NH, S-H आबंध के ध्रुवीकरण को इसका प्रोटोनाइजेशन कहा जाता है और इससे अम्ल वियोजन (वृद्धि) में वृद्धि होती है। के लीअम्ल वियोजन स्थिरांक हैं)। सभी प्रतिस्थापन - इलेक्ट्रॉनिक स्वीकर्ता - समान रूप से कार्य करते हैं। सभी इलेक्ट्रॉन दाता जो एसिटिक एसिड के मिथाइल समूह में एच-परमाणु को प्रतिस्थापित करते हैं, विपरीत तरीके से कार्य करते हैं, कम करते हैं के एल.इलेक्ट्रॉन-सक्रिय प्रतिस्थापनों की क्रिया (दाता और स्वीकर्ता, यानी कार्यात्मक .)

समूह एफ, एक साधारण प्रकार (बी-आर-एफ) के अणुओं के मूल केंद्रों (-बी) पर एसिड केंद्रों (-ओ-एच, आदि) पर प्रभाव के विपरीत है। इसी तरह, न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं पर ईडी और ईए प्रतिस्थापन का प्रभाव, जब एक इलेक्ट्रॉन-दाता कार्यात्मक समूह (एफ ") को दूसरे द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है

इस मामले में, कार्यात्मक समूह (एफ) के संपर्क परमाणु के साथ हाइड्रोकार्बन अवशेष (आर) के बंधन का विभाजन एफ ^ -आर बंधन के क्रम में कमी और इसके ध्रुवीकरण के परिणामस्वरूप होता है इसके इलेक्ट्रॉन युग्म द्वारा F" का आक्रमण:

छोड़ने वाले समूह Ф" के रूप में एसजी, बीआर", जी, एनसीएस", एनओजे, एचएसओ; आदि जैसे मूल प्रकृति के कोई भी समूह हो सकते हैं, और एक प्रवेश समूह के रूप में पहले से ही सूचीबद्ध किया जा सकता है (Ф"), साथ ही जैसे NH 2 , SH", SR", RCOO", HSOj, HPO ^ और इसी तरह, यानी मजबूत न्यूक्लियोफाइल।

कोई भी प्रतिस्थापन एक गैर-सुगंधित प्रकृति के हाइड्रोकार्बन अवशेष आर के साथ सहसंयोजक बंधुआ समूह (एफ) के रूप में कार्य कर सकता है। आमतौर पर ये एच-परमाणु, सीएच 3 और अन्य एल्किल, सी 6 एचएस- और किसी भी अन्य एरेन के अवशेष होते हैं। अधिक जटिल प्रतिस्थापन मामलों का बहुत कम अध्ययन किया गया है और सैद्धांतिक रूप से विकसित नहीं किया गया है।

श्रृंखला में तीन से अधिक एन-ऑर्बिटल्स वाले अणुओं और अन्य आणविक कणों (आयनों, मुक्त कण) में, संयुग्मन प्रभाव उत्पन्न होते हैं। वे देय हैं, जैसा कि दो या दो से अधिक समान या भिन्न प्रकृति के एन-सिस्टम (सीएच 2 \u003d सीएच-, सीएच \u003d सी-ग्रुप्स) या एन-सिस्टम (के लिए) द्वारा प्रतिस्थापित ब्यूटाडाइन के उदाहरण के लिए संकेत दिया गया था। उदाहरण, CH 2 \u003d CH-, QH5- आदि) प्रतिक्रियाशील परमाणुओं या समूहों के साथ

परमाणु जिनके कक्षक होते हैं: 1) पीजेड -या डीके-; 2) एक इलेक्ट्रॉन या इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी से भरा हुआ; 3) इलेक्ट्रॉनों से मुक्त। ऐसे के उदाहरण

परमाणु या उनके समूह -CH 2, -CH 2, -CH 2, -CH-, -CH, हो सकते हैं?

सीएच -, कई हेटेरोएटम (गैर-धातु और धातु) और उनके समूह, उदाहरण के लिए, \u003d 0, -0-, "ओएच, -एनएच 2, -एनएच-, -एन \u003d, -एसएच, -एस-, आदि।

उदाहरण पीसी-और n-conjugate सिस्टम पहले ही दिए जा चुके हैं। सबसे आम और महत्वपूर्ण में, हम नाम देंगे जैसे:

एलिल रेडिकल में, तीन एन-इलेक्ट्रॉनों के संयुग्मन के परिणामस्वरूप, अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन द्वारा निर्मित स्पिन घनत्व सभी तीन कार्बन परमाणुओं में वितरित किया जाता है, जो चरम परमाणुओं (-0.622) पर प्रचलित होता है और बीच में +0.231 की मात्रा होती है। कार्बन परमाणु। जटिल अणुओं की क्वांटम-रासायनिक गणना के सिद्धांत की सही स्थिति से दूर, वर्तमान को दर्शाते हुए ये आंकड़े बताते हैं कि गणना मात्राओं का पूर्ण मान नहीं दे सकती है। उपरोक्त आंकड़े अपने आप में अर्थहीन हैं, यदि बेतुका भी नहीं है, क्योंकि यह स्वाभाविक है कि एक एकल अयुग्मित इलेक्ट्रॉन द्वारा संयुग्मित प्रणाली में निर्मित स्पिन घनत्व किसी भी परमाणु द्वारा बाधित नहीं होना चाहिए और कुल मिलाकर एकता के बराबर होना चाहिए। उपरोक्त आंकड़ों से यह पता चलता है कि इलेक्ट्रॉन दो भागों में विभाजित होता है जो परस्पर क्रिया नहीं करते हैं, क्योंकि औसत कार्बन परमाणु पर एक अयुग्मित इलेक्ट्रॉन से कोई इलेक्ट्रॉन घनत्व नहीं होता है। लेकिन, जटिल अणुओं के आधुनिक गणना तंत्र की अपूर्णता के बावजूद, दिए गए आंकड़े बताते हैं कि स्पिन घनत्व का योग (2-0.622) - 0.231 1 के करीब है और यह कि इलेक्ट्रॉन के लिए अधिकतम स्थान पर कब्जा करना ऊर्जावान रूप से अधिक लाभदायक है। संयुग्मित प्रणाली के चरम परमाणुओं पर इलेक्ट्रॉन स्पिन घनत्व के अधिकतम वितरण के साथ।

बेंज़िल रेडिकल में स्पिन घनत्व वितरण की गणना के परिणामों को समझना और भी कठिन है

उपरोक्त आरेख से देखा जा सकता है कि गणना में इलेक्ट्रॉन घनत्व घाटा 0.2 इकाई तक पहुंच गया। एक इलेक्ट्रॉन का आवेश।

इसके कारण, कट्टरपंथी काफी स्थिर हो जाता है। बेंज़िल धनायन में, रिक्त p-कक्षक HOMO के साथ परस्पर क्रिया करता है, अर्थात H *, - कक्षीय बेंजीन नाभिक से a- और n-इलेक्ट्रॉन घनत्व के हस्तांतरण के साथ, विशेष रूप से ऑर्थो- और ldrya- प्रावधान। इस मामले में, 5 " + 38 \u003d 1. ए-, एन-ऑर्बिटल्स के इस तरह के पारस्परिक प्रभाव के परिणामस्वरूप, इलेक्ट्रोफिलिक अभिकर्मकों के साथ बेंजीन रिंग की प्रतिक्रियाशीलता सबसे अधिक कम हो जाती है, और न्यूक्लियोफिलिक अभिकर्मकों के साथ, इसके विपरीत, यह बहुत बढ़ जाता है। (+) चार्ज का डेलोकलाइज़ेशन आर र

कक्षकों को कार्बोकेशन C 6 H 5 CH 2 द्वारा स्पष्ट रूप से स्थिर किया जाता है।

ट्राइफेनिलमेथाइल आयन (सी 6 एच 5) 3 सी ' में, जिसमें एचबीएमओ (यानी एच) के साथ मिथाइल कार्बन परमाणु के भरे हुए आरजी-ऑर्बिटल के ला-संयुग्मन के परिणामस्वरूप एक सपाट संरचना और एक उज्ज्वल (चेरी लाल) रंग होता है। ** ई) बेंजीन नाभिक,

ऋणात्मक आवेश को स्थानीयकृत किया जाता है ऑर्थो- और बेंजीन नाभिक की चरबी-स्थिति। परमाणुओं के इस पारस्परिक प्रभाव के कारण, कार्बनियन दृढ़ता से स्थिर हो जाता है, और बेंजीन नाभिक कमजोर इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता (1 2, पाइरीडीन, C 6 H 5 N0 2, आदि) के साथ भी बहुत आसानी से बातचीत करने की क्षमता प्राप्त कर लेता है।

विनाइल क्लोराइड एक गैर-बंधन कक्षीय (p C |, p-इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी, और एक 71 बंधन के बीच एक mt-संयुग्मन का एक उदाहरण है। परिणामस्वरूप, CC 1 बंधन काफ़ी मजबूत हो जाता है (12 kJ / mol) और थोड़ा छोटा। क्षार के साथ प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाओं में हलोजन परमाणु थोड़ा प्रतिक्रियाशील हो जाता है। नीचे विनाइल क्लोराइड के बाध्यकारी MO का ऊर्जा आरेख है (चित्र। 2.21)। mt-संयुग्मन का ऊर्जा लाभ होता है

चावल। 2.21. विनाइल क्लोराइड के बाध्यकारी एमओ (ll-संयुग्मन)

उनके निरूपण के कारण एमटी-इलेक्ट्रॉनों के रहने के तथाकथित क्षेत्र में वृद्धि के परिणामस्वरूप। एन-इलेक्ट्रॉनों के लिए सीएच 2 = सीएच-, क्लोरीन का 3^-कक्षीय निरूपण का एक कमजोर भंडार हो सकता है। विनाइल क्लोराइड के समान एक एमटी-संयुग्मन स्थिति क्लोरोबेंजीन QHs-Cl, एनिलिन С6Н5-НН 2, फिनोल QHs-OH के अणु में होती है:

जहाँ X एक विषमपरमाणु है।

अणुओं में परमाणुओं के तीसरे प्रकार के पारस्परिक प्रभाव पर गंभीरता से ध्यान देने योग्य है, जिसे क्षेत्र प्रभाव (^-प्रभाव) कहा जाता है। क्षेत्र प्रभाव अवधारणा/- और सी-प्रभावों की तुलना में कम विकसित है।

वर्तमान में, क्षेत्र प्रभाव को आयनित परमाणुओं के एक स्थिर विद्युत आवेश की क्रिया के रूप में समझा जाता है जो एक अणु बनाते हैं, या एक ही आणविक कण के पड़ोसी या आस-पास के परमाणुओं पर ध्रुवीकृत बंधों के द्विध्रुवों के बड़े भिन्नात्मक आवेश होते हैं।

एक उदाहरण अर्धध्रुवीय बंधन वाले अणु होंगे, उदाहरण के लिए ++

सीएच 3 - एस- सीएच 3 (डाइमिथाइल सल्फोऑक्साइड), (सी 2 एच 5) 3 एन-ओ (ट्राइथाइलमाइन ऑक्साइड),

मजबूत इंट्रामोल्युलर के कारण पूर्ण आवेश पृथक्करण वाले अणु

एसिड-बेस इंटरैक्शन, जैसे, उदाहरण के लिए, NH-CH 2 - COO (ग्लाइसिन) और अन्य सभी अमीनो एसिड और कॉम्प्लेक्स, अत्यधिक ध्रुवीय तिल n -l / 2

ठंडा, उदाहरण के लिए, सी 6 एच-_ 1/2 (नाइट्रोबेंजीन) या आयन (सी 2 एच 5) 4 एन (टेट्राएथिल-

अमोनियम), सी 2 एच 5-एन \u003d एन (बेंजेनियाज़ोनियम), (सी 2 एच 5) 2 ओएच (डायथाइलहाइड्रॉक्सोनियम),

जटिल यौगिकों के आयन - धनायन और आयन, जिनमें से कोई नाम दे सकता है [Co (YH 2 CH 3) 6] 3+ (कोबाल्ट हेक्सामिथाइलमाइनेट), * ~ (फेरिसिया-

एनआईडी), फे (सी 5 एच 5) 2 (फेरिसिनियम केशन), (निकल डाइमिथाइलग्लॉक्सिमाइन)।

इस संरचना के ज्ञात यौगिकों की संख्या असीम रूप से बड़ी है। बिंदु आवेश वाहकों के विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, पड़ोसी रासायनिक बंध ध्रुवीकृत हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बाध्य परमाणुओं और परमाणु समूहों के रासायनिक गुण जो आवेश स्रोत के निकट होते हैं, बदल जाते हैं। इस मामले में, एफ-इफेक्ट में सहसंयोजक / -इफेक्ट की तुलना में बहुत अधिक लंबी दूरी की कार्रवाई होती है। विद्युत आवेश का प्रभाव 3 एनएम तक की दूरी तक फैला होता है।

संयुग्मित प्रणाली में युक्त कई जटिल अणुओं में, दाता-स्वीकर्ता बातचीत में सक्षम ध्रुवीय सॉल्वैंट्स के समाधान में आयनीकरण (एसिड-बेस पृथक्करण) के लिए प्रवण कार्यात्मक समूह, पूरे अणु या उसके व्यक्तिगत भागों पर चार्ज को स्थानांतरित कर दिया जाता है।

इस तरह के एक साधारण कण का एक उदाहरण डाइमिथाइलग्लॉक्सिमाइन आयन हो सकता है

इन मामलों में, एक क्षेत्र प्रभाव होता है, लेकिन इसकी क्रिया का तंत्र जटिल होता है और यहां पर विचार नहीं किया जाता है।

पारस्परिक प्रभाव समान रूप से कार्बनिक और अकार्बनिक दोनों जटिल यौगिकों में प्रकट होता है। उत्तरार्द्ध में, वैलेंस शेल के परमाणु और आणविक कक्षाओं के पारस्परिक प्रभाव को कहा जाता था इलेक्ट्रॉनिक समन्वय प्रभावये प्रभाव इस तरह के समन्वय रासायनिक बंधन के समन्वित लिगैंड पर प्रभाव के कारण होते हैं: ओ-बॉन्ड, डाइवेटिव के-बॉन्ड, उलटा डाइवेटिव पी-बॉन्ड, साथ ही कार्रवाई कटियन फ़ील्ड।उन्हें घरेलू साहित्य में नाम मिला सी-प्रभाव समन्वय, समन्वय का % प्रभाव, समन्वय का उलटा पी-प्रभावऔर चार्ज प्रभाव।

एक धातु आयन (एम - चार्ज छोड़ा गया) और एक लिगैंड (एल - चार्ज छोड़ा गया) से एक जटिल यौगिक (एम + एल एमएल) के गठन के दौरान इन प्रभावों के परिणामस्वरूप, समन्वित अवस्था में एल लिगैंड्स के गुण भिन्न हो सकते हैं मुक्त एल से बहुत:

इस तथ्य का व्यापक रूप से औद्योगिक और प्रयोगशाला प्रतिक्रियाओं के उत्प्रेरण में उपयोग किया जाता है। इन मामलों में, प्रतिक्रिया क्षेत्र में ^ -धातुओं के लवण की शुरूआत के कारण, जटिल यौगिक बनते हैं, और इस तरह के कटैलिसीस को "जटिल कटैलिसीस" कहा जाता है।

सामग्री "कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव" का उद्देश्य कक्षा 10-11 में काम करने वाले शिक्षकों की मदद करना है। सामग्री में "एन.एम. बटलरोव द्वारा कार्बनिक यौगिकों की संरचना का सिद्धांत, अणुओं में परमाणुओं का पारस्परिक प्रभाव" विषय पर एक सैद्धांतिक और व्यावहारिक हिस्सा है। आप इस विषय पर प्रस्तुति का उपयोग कर सकते हैं।

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पूर्वावलोकन:

कार्बनिक यौगिकों के अणुओं में इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव

किसी भी हेटेरोएटम (हलोजन, नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, आदि) या समूह द्वारा अल्केन अणुओं में हाइड्रोजन परमाणुओं के प्रतिस्थापन से इलेक्ट्रॉन घनत्व का पुनर्वितरण होता है। इस घटना की प्रकृति अलग है। यह हेटेरोएटम (इसकी इलेक्ट्रोनगेटिविटी) के गुणों और बांड के प्रकार पर निर्भर करता है जिसके माध्यम से यह प्रभाव फैलता है।

प्रेरक प्रभाव

यदि प्रतिस्थापक के प्रभाव को -बॉन्ड की भागीदारी के साथ स्थानांतरित किया जाता है, तो बांड की इलेक्ट्रॉनिक स्थिति में क्रमिक परिवर्तन होता है। इस ध्रुवीकरण को कहा जाता हैआगमनात्मक प्रभाव (I), इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलाव की दिशा में एक तीर द्वारा दर्शाया गया है:

सीएच 3-सीएच 2 सीएल,

HOCH 2-सीएच 2 सीएल,

सीएच 3-सीएच 2 सीओओएच,

सीएच 3-सीएच 2 नं 2, आदि।

आगमनात्मक प्रभाव एक परमाणु या परमाणुओं के समूह की प्रवृत्ति के कारण होता है जो इलेक्ट्रॉन घनत्व को आपूर्ति या खींचता है, और इसलिए यह सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है। एक नकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव उन तत्वों द्वारा प्रदर्शित किया जाता है जो कार्बन की तुलना में अधिक विद्युतीय होते हैं, अर्थात। हैलोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और अन्य, साथ ही कार्बन से जुड़े तत्व पर सकारात्मक चार्ज वाले समूह। आवर्त सारणी के समूह में आवर्त में दाएँ से बाएँ और ऊपर से नीचे की ओर ऋणात्मक आगमनात्मक प्रभाव घटता है:

एफ> ओ> एन,

एफ> सीएल> बीआर> जे।

पूरी तरह से चार्ज किए गए प्रतिस्थापन के मामले में, कार्बन-बंधुआ परमाणु की बढ़ती इलेक्ट्रोनगेटिविटी के साथ नकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव बढ़ता है:

>ओ + - >> एन +

जटिल पदार्थों के मामले में, नकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव उन परमाणुओं की प्रकृति से निर्धारित होता है जो प्रतिस्थापक बनाते हैं। इसके अलावा, आगमनात्मक प्रभाव परमाणुओं के संकरण की प्रकृति पर निर्भर करता है। इस प्रकार, कार्बन परमाणुओं की इलेक्ट्रोनगेटिविटी इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्स के संकरण और निम्नलिखित दिशा में परिवर्तन पर निर्भर करती है:

सकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव कार्बन की तुलना में कम विद्युतीय तत्वों द्वारा प्रदर्शित किया जाता है; कुल नकारात्मक चार्ज वाले समूह; एल्काइल समूह। +I-प्रभाव श्रृंखला में घटता है:

(सीएच 3) 3 सी-> (सीएच 3) 2 सीएच-> सीएच 3 -सीएच 2 -> सीएच 3 -> एच-।

जैसे-जैसे श्रृंखला की लंबाई बढ़ती है, एक प्रतिस्थापन का आगमनात्मक प्रभाव तेजी से घटता है।

तालिका 1. प्रतिस्थापन और उनके इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों की सारांश तालिका

मेसोमेरिक प्रभाव

इलेक्ट्रॉनों की एक मुक्त जोड़ी के साथ एक प्रतिस्थापन की उपस्थिति या पी-इलेक्ट्रॉनों वाले सिस्टम से जुड़ी एक खाली पी-ऑर्बिटल, पी-ऑर्बिटल्स के साथ प्रतिस्थापन (कब्जे वाले या खाली) के पी-ऑर्बिटल्स को मिलाने और पुनर्वितरण की संभावना की ओर ले जाती है। यौगिकों में इलेक्ट्रॉन घनत्व। ऐसा प्रभाव कहा जाता हैमेसोमेरिक

इलेक्ट्रॉन घनत्व की शिफ्ट आमतौर पर महत्वहीन होती है और बांड की लंबाई व्यावहारिक रूप से नहीं बदलती है। इलेक्ट्रॉन घनत्व में एक नगण्य बदलाव को द्विध्रुवीय क्षणों से आंका जाता है, जो संयुग्मित प्रणाली के चरम परमाणुओं पर बड़े संयुग्मन प्रभावों के मामले में भी छोटे होते हैं।

मेसोमेरिक प्रभाव को इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलाव की ओर इशारा करते हुए एक घुमावदार तीर द्वारा दर्शाया जाता है:

इलेक्ट्रॉन बादल विस्थापन की दिशा के आधार पर, मेसोमेरिक प्रभाव सकारात्मक (+M) हो सकता है:

और नकारात्मक (-एम):

सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव (+M) इलेक्ट्रॉनों की अकेली जोड़ी को ले जाने वाले परमाणु की इलेक्ट्रोनगेटिविटी में वृद्धि के साथ घटता है, इसे दूर करने की प्रवृत्ति में कमी के साथ-साथ परमाणु की मात्रा में वृद्धि के कारण। हैलोजन का सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव निम्नलिखित दिशा में बदलता है:

एफ> सीएल> बीआर> जे (+ एम प्रभाव)।

एक संयुग्मित समूह से जुड़े परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों के एकाकी जोड़े वाले समूह का सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव होता है।पीआई प्रणाली:

एनएच 2 (एनएचआर, एनआर 2 .) )> OH (OR)> X (हलोजन)(+ एम-प्रभाव)।

सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव कम हो जाता है यदि परमाणु एक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता समूह से जुड़ा होता है:

एनएच 2> -एनएच-सीओ-सीएच 3।

नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव परमाणु की वैद्युतीयऋणात्मकता में वृद्धि के साथ बढ़ता है और अपने अधिकतम मूल्यों तक पहुँच जाता है यदि स्वीकर्ता परमाणु एक आवेश वहन करता है:

>सी=ओ + एच >>>सी=ओ.

नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव में कमी तब देखी जाती है जब स्वीकर्ता समूह दाता समूह के साथ संयुग्मित हो:

सीओ-ओ- 2 (-एम-प्रभाव)।

तालिका 2. प्रतिस्थापन और उनके इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों की सारांश तालिका

अतिसंयुग्मन या अतिसंयुग्मन

सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव के समान प्रभाव तब होता है जब एकाधिक बंधन में हाइड्रोजन को एक अल्किल समूह द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। यह प्रभाव कई बंधनों की ओर निर्देशित होता है और इसे हाइपरकोन्जुगेशन (सुपरकोन्जुगेशन) कहा जाता है:

प्रभाव एक सकारात्मक मेसोमेरिक जैसा दिखता है, क्योंकि यह संयुग्मित प्रणाली को इलेक्ट्रॉनों को दान करता है:

सुपरकॉन्जुगेशन क्रम में घटता है:

सीएच 3> सीएच 3 -सीएच 2> (सीएच 3) 2 सीएच> (सीएच 3) 3 सी।

हाइपरकोन्जुगेशन के प्रभाव को प्रकट करने के लिए - सिस्टम से सटे कार्बन परमाणु में कम से कम एक हाइड्रोजन परमाणु होना आवश्यक है। टर्ट-ब्यूटाइल समूह इस प्रभाव को प्रदर्शित नहीं करता है, और इसलिए इसका मेसोमेरिक प्रभाव शून्य है।

तालिका 3. प्रतिस्थापन और उनके इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों की सारांश तालिका

पूर्वावलोकन:

कार्बनिक पदार्थों की प्रतिक्रियाशीलता पर समस्याओं का समाधान।

अभ्यास 1 । एसिड गतिविधि को बढ़ाने के क्रम में पदार्थों को व्यवस्थित करें: पानी, एथिल अल्कोहल, फिनोल।

समाधान

अम्लता किसी पदार्थ की पृथक्करण पर H आयन देने की क्षमता है।+ .

सी 2 एच 5 ओएच सी 2 एच 5 ओ - + एच +, एच 2 ओ एच + + ओएच - (या 2 एच 2 ओ एच 3 ओ + + ओएच -),

सी 6 एच 5 ओएच सी 6 एच 5 ओ - + एच +।

पानी की तुलना में फिनोल की मजबूत अम्लीय प्रकृति को बेंजीन नाभिक के प्रभाव से समझाया गया है। ऑक्सीजन परमाणु के इलेक्ट्रॉनों का अकेला युग्म किसके साथ संयुग्मन में प्रवेश करता है-बेंजीन नाभिक के इलेक्ट्रॉन। नतीजतन, ऑक्सीजन परमाणु का इलेक्ट्रॉन घनत्व आंशिक रूप से ऑक्सीजन-कार्बन बंधन में बदल जाता है (जबकि बेंजीन नाभिक में ऑर्थो और पैरा स्थितियों में इलेक्ट्रॉन घनत्व में वृद्धि)। ऑक्सीजन-हाइड्रोजन बंधन की इलेक्ट्रॉन जोड़ी ऑक्सीजन परमाणु की ओर अधिक मजबूती से आकर्षित होती है।

इससे हाइड्रॉक्सिल समूह के हाइड्रोजन परमाणु पर अधिक धनात्मक आवेश उत्पन्न होता है, जो प्रोटॉन के रूप में इस हाइड्रोजन के उन्मूलन में योगदान देता है।

शराब के पृथक्करण के लिए स्थिति अलग है। ऑक्सीजन-हाइड्रोजन बंधन CH . से सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव (इलेक्ट्रॉन घनत्व का इंजेक्शन) से प्रभावित होता है 3 -समूह। इसलिए, पानी के अणु की तुलना में अल्कोहल में ओ-एच बंधन को तोड़ना अधिक कठिन होता है, और इसके परिणामस्वरूप, फिनोल।

ये पदार्थ अम्लता में पंक्तिबद्ध होते हैं:

सी 2 एच 5 ओएच 2 ओ 6 एच 5 ओएच।

कार्य 2. ब्रोमीन के साथ प्रतिक्रिया दर बढ़ाने के क्रम में निम्नलिखित पदार्थों को व्यवस्थित करें: एथिलीन, क्लोरोइथिलीन, प्रोपलीन, ब्यूटेन -1, ब्यूटेन -2।

समाधान

इन सभी पदार्थों में दोहरा बंधन होता है और ब्रोमीन के साथ प्रतिक्रिया करेगा। लेकिन इस पर निर्भर करता है कि डबल बॉन्ड कहां स्थित है और कौन से पदार्थ इलेक्ट्रॉन घनत्व बदलाव को प्रभावित करते हैं, प्रतिक्रिया दर अलग होगी। इन सभी पदार्थों को एथिलीन के व्युत्पन्न के रूप में मानें:

क्लोरीन का नकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव होता है - यह दोहरे बंधन से इलेक्ट्रॉन घनत्व को खींचता है और इसलिए इसकी प्रतिक्रियाशीलता को कम करता है।

तीन पदार्थों में एल्काइल पदार्थ होते हैं जिनका सकारात्मक प्रेरण प्रभाव होता है, और इसलिए एथिलीन की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशीलता होती है। एथिल और दो मिथाइल समूहों का सकारात्मक प्रभाव एक मिथाइल से अधिक होता है, इसलिए, ब्यूटेन -2 और ब्यूटेन -1 की प्रतिक्रियाशीलता प्रोपेन से बड़ा है।

ब्यूटेन -2 एक सममित अणु है, और सी-सी डबल बॉन्ड नॉनपोलर है। ब्यूटेन -1 में, बंधन ध्रुवीकृत होता है, इसलिए यह यौगिक आम तौर पर अधिक प्रतिक्रियाशील होता है।

इन पदार्थों को ब्रोमीन के साथ अभिक्रिया दर बढ़ाने के क्रम में निम्नलिखित पंक्ति में व्यवस्थित किया गया है:

क्लोरोएथीन

टास्क 3। कौन सा एसिड अधिक मजबूत होगा: क्लोरोएसेटिक, ट्राइक्लोरोएसेटिक या ट्राइफ्लोरोएसेटिक?

समाधान

एसिड की ताकत अधिक मजबूत होती है, एच को अलग करना आसान होता है+ :

सीएच 2 सीएलसीओओएच सीएफ 3 सीओओ - + एच +।

सभी तीन एसिड इस मायने में भिन्न हैं कि उनके पास अलग-अलग संख्या में विकल्प हैं। क्लोरीन एक प्रतिस्थापन है जो एक मजबूत नकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव प्रदर्शित करता है (इलेक्ट्रॉन घनत्व को अपने आप खींचता है), जो ओ-एच बंधन को कमजोर करने में योगदान देता है। तीन क्लोरीन परमाणु इस प्रभाव को और भी अधिक दिखाते हैं। इसका मतलब है कि ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड क्लोरोएसेटिक एसिड से ज्यादा मजबूत होता है। इलेक्ट्रोनगेटिविटी की श्रृंखला में, फ्लोरीन सबसे चरम स्थान पर है, यह एक और भी अधिक इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता है, और ओ-एच बॉन्ड ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड की तुलना में और भी कमजोर है। इसलिए, ट्राइफ्लोरोएसेटिक एसिड ट्राइक्लोरोएसेटिक एसिड से अधिक मजबूत होता है।

ये पदार्थ, अम्ल की बढ़ती शक्ति के क्रम में, निम्न पंक्ति में पंक्तिबद्ध हैं:

CH2ClCOOH 3 कूह 3 कूह।

कार्य 4. क्षारीयता बढ़ाने के क्रम में निम्नलिखित पदार्थों को व्यवस्थित करें: एनिलिन, मिथाइलमाइन, डाइमिथाइलमाइन, अमोनिया, डिफेनिलमाइन।

समाधान

इन यौगिकों के मुख्य गुण नाइट्रोजन परमाणु पर एकाकी इलेक्ट्रॉन युग्म से जुड़े हैं। यदि किसी पदार्थ में इलेक्ट्रॉन घनत्व को इस इलेक्ट्रॉन युग्म पर पंप किया जाता है, तो यह पदार्थ अमोनिया से अधिक मजबूत आधार होगा (हम इसकी गतिविधि को एकता के रूप में लेंगे), यदि किसी पदार्थ में इलेक्ट्रॉन घनत्व खींच लिया जाता है, तो पदार्थ होगा अमोनिया की तुलना में कमजोर आधार।

मिथाइल रेडिकल का सकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव होता है (इलेक्ट्रॉन घनत्व को बढ़ाता है), जिसका अर्थ है कि मिथाइलमाइन अमोनिया की तुलना में एक मजबूत आधार है, और डाइमिथाइलमाइन पदार्थ मिथाइलमाइन की तुलना में अधिक मजबूत आधार है।

बेंजीन की अंगूठी, संयुग्मन प्रभाव द्वारा, इलेक्ट्रॉन घनत्व को अपने ऊपर खींचती है (नकारात्मक प्रेरण प्रभाव), इसलिए एनिलिन अमोनिया की तुलना में कमजोर आधार है, एनिलिन की तुलना में डिफेनिलमाइन एक कमजोर आधार है।

इन पदार्थों को उनकी मौलिकता के अनुसार एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है:

कार्य 5. निर्जलीकरण चार्ट लिखें n-butyl, sec-butyl और tert -ब्यूटाइल ऐल्कोहॉल सल्फ्यूरिक अम्ल की उपस्थिति में। निर्जलीकरण की बढ़ती दर के क्रम में इन अल्कोहल को व्यवस्थित करें। स्पष्टीकरण दें।

मध्यवर्ती यौगिकों की स्थिरता कई प्रतिक्रियाओं की दर को प्रभावित करती है। इन प्रतिक्रियाओं में, मध्यवर्ती पदार्थ कार्बोकेशन होते हैं, और वे जितने अधिक स्थिर होते हैं, उतनी ही तेजी से प्रतिक्रिया होती है।

तृतीयक कार्बोकेशन सबसे स्थिर है। निर्जलीकरण प्रतिक्रिया की दर के अनुसार इन अल्कोहल को निम्नलिखित श्रृंखला में वितरित किया जा सकता है:

एक कार्बनिक यौगिक अणु एक निश्चित क्रम में जुड़े परमाणुओं का एक संग्रह है, आमतौर पर सहसंयोजक बंधों द्वारा। इस मामले में, बाध्य परमाणु आकार में भिन्न हो सकते हैं वैद्युतीयऋणात्मकता. मात्रा वैद्युतीयऋणात्मकताध्रुवीयता और ताकत (गठन की ऊर्जा) जैसे महत्वपूर्ण बंधन विशेषताओं को बड़े पैमाने पर निर्धारित करते हैं। बदले में, एक अणु में बंधनों की ध्रुवीयता और ताकत, काफी हद तक, अणु की कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की क्षमता को निर्धारित करती है।

वैद्युतीयऋणात्मकताकार्बन परमाणु इसके संकरण की स्थिति पर निर्भर करता है। यह शेयर से संबंधित हैएस- संकर कक्षक में कक्षक: यह y . से छोटा होता हैएसपी 3 - और एसपी 2 - और एसपी पर अधिक -हाइब्रिड परमाणु।

अणु बनाने वाले सभी परमाणु परस्पर जुड़े हुए हैं और परस्पर प्रभाव का अनुभव करते हैं। यह प्रभाव मुख्यतः सहसंयोजक बंधों की एक प्रणाली के माध्यम से तथाकथित . की सहायता से प्रेषित होता है इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव।

इलेक्ट्रॉनिक प्रभावप्रतिस्थापकों के प्रभाव में अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व का परिवर्तन कहलाता है।

एक ध्रुवीय बंधन से जुड़े परमाणुओं में आंशिक आवेश होते हैं, जिन्हें ग्रीक अक्षर "डेल्टा" (डेल्टा) द्वारा निरूपित किया जाता है।डी ) परमाणु "खींच" इलेक्ट्रॉन घनत्वएस-इसकी दिशा में कनेक्शन, एक नकारात्मक चार्ज प्राप्त करता हैडी -. एक सहसंयोजक बंधन से जुड़े परमाणुओं की एक जोड़ी पर विचार करते समय, अधिक विद्युतीय परमाणु कहा जाता है इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता. उनके साथीएस -बॉन्ड, क्रमशः, एक समान इलेक्ट्रॉन घनत्व घाटा होगा, अर्थात। आंशिक सकारात्मकचार्जडी +, कहा जाएगा इलेक्ट्रॉन दाता.

श्रृंखला के साथ इलेक्ट्रॉन घनत्व का बदलावएस-संबंधों को कहा जाता है प्रेरक प्रभावऔर निरूपितमैं।

आगमनात्मक प्रभाव सर्किट के माध्यम से भिगोना के साथ प्रेषित होता है। सभी के इलेक्ट्रॉन घनत्व के विस्थापन की दिशाएस-कनेक्शन सीधे तीरों द्वारा इंगित किए जाते हैं।

इस पर निर्भर करते हुए कि इलेक्ट्रॉन घनत्व माना कार्बन परमाणु से दूर जाता है या उसके पास पहुंचता है, आगमनात्मक प्रभाव को नकारात्मक कहा जाता है (-मैं ) या सकारात्मक (+I)। आगमनात्मक प्रभाव का संकेत और परिमाण अंतर द्वारा निर्धारित किया जाता है वैद्युतीयऋणात्मकताप्रश्न में कार्बन परमाणु और उसे बुलाने वाले समूह के बीच।

इलेक्ट्रॉन निकालने वाले पदार्थ, यानी। एक परमाणु या परमाणुओं का समूह जो इलेक्ट्रॉन घनत्व को बदलता हैएस-एक कार्बन परमाणु से स्वयं के बंधन, प्रदर्शित करते हैं नकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव (- आई-इफेक्ट)।

इलेक्ट्रोडोनोरपदार्थ, यानी एक परमाणु या परमाणुओं का एक समूह जो इलेक्ट्रॉन घनत्व को अपने से दूर कार्बन परमाणु की ओर विस्थापित करता है, प्रदर्शित करता है सकारात्मक आगमनात्मक प्रभाव(+ मैं-प्रभाव)।

I-प्रभाव स्निग्ध हाइड्रोकार्बन रेडिकल्स द्वारा प्रदर्शित किया जाता है, अर्थात। एल्काइल रेडिकल्स (मिथाइल, एथिल, आदि)। अधिकांश कार्यात्मक समूह − . प्रदर्शित करते हैंमैं - प्रभाव: हैलोजन, अमीनो समूह, हाइड्रॉक्सिल, कार्बोनिल, कार्बोक्सिल समूह।

आगमनात्मक प्रभाव उस स्थिति में भी प्रकट होता है जब बाध्य कार्बन परमाणु संकरण की स्थिति में भिन्न होते हैं।

मिथाइल समूह के आगमनात्मक प्रभाव को दोहरे बंधन में स्थानांतरित करते समय, यह मुख्य रूप से चल द्वारा प्रभावित होता हैपी-कनेक्शन।

इलेक्ट्रॉन घनत्व के वितरण पर प्रतिस्थापन का प्रभाव, के माध्यम से प्रेषित होता हैपी-कनेक्शन, कहा जाता है मेसोमेरिक प्रभाव (एम)।मेसोमेरिक प्रभाव नकारात्मक और सकारात्मक भी हो सकता है। संरचनात्मक सूत्रों में, यह एक घुमावदार तीर द्वारा दर्शाया जाता है जो इलेक्ट्रॉन घनत्व के केंद्र से शुरू होता है और उस स्थान पर समाप्त होता है जहां इलेक्ट्रॉन घनत्व शिफ्ट होता है।

इलेक्ट्रॉनिक प्रभावों की उपस्थिति से अणु में इलेक्ट्रॉन घनत्व का पुनर्वितरण होता है और व्यक्तिगत परमाणुओं पर आंशिक आवेशों की उपस्थिति होती है। यह अणु की प्रतिक्रियाशीलता को निर्धारित करता है।