सेंद्रिय यौगिकांच्या रेणूंमध्ये इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव. विषयावरील रसायनशास्त्रातील शैक्षणिक आणि पद्धतशीर साहित्य (ग्रेड 10).

ज्ञान बेस मध्ये आपले चांगले काम पाठवा सोपे आहे. खालील फॉर्म वापरा

विद्यार्थी, पदवीधर विद्यार्थी, तरुण शास्त्रज्ञ जे ज्ञानाचा आधार त्यांच्या अभ्यासात आणि कार्यात वापरतात ते तुमचे खूप आभारी असतील.

वर पोस्ट केले http://www.allbest.ru/

रेणूमधील अणूंचा परस्पर प्रभाव आणि त्याच्या प्रसाराच्या पद्धती

रेणू बनवणारे अणू एकमेकांवर प्रभाव टाकतात; हा प्रभाव सहसंयोजक बंधित अणूंच्या साखळीसह प्रसारित केला जातो आणि रेणूमध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेचे पुनर्वितरण होते. या इंद्रियगोचर म्हणतात इलेक्ट्रॉनिक परिणाम उप

प्रेरक प्रभाव

बाँड ध्रुवीकरण:

प्रेरक परिणाम (आय-प्रभाव) उप म्हणतात प्रसारण eleलासिंहासन प्रभाव उप द्वारे साखळ्या y-कनेक्शन

प्रेरक प्रभाव त्वरीत कमी होतो (2-3 कनेक्शननंतर)

प्रभाव H = 0 स्वीकारला

इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारे (- आय-प्रभाव):

Hal, OH, NH 2, NO 2, COOH, CN

मजबूत स्वीकारकर्ते - कॅशन्स: NH 3 +, इ.

इलेक्ट्रॉन दाता (+ आय-प्रभाव):

एसपी 2 कार्बनच्या पुढे अल्काइल गट:

Anions: --O -

प्रथम आणि द्वितीय गटातील धातू:

मेसोमेरिक प्रभाव

रेणूच्या इलेक्ट्रॉन घनतेच्या पुनर्वितरणात मुख्य भूमिका delocalized p- आणि p-इलेक्ट्रॉनद्वारे खेळली जाते.

मेसोमेरिक प्रभाव किंवा प्रभाव जोडणी (एम-प्रभाव) - या लेनeवितरण इलेक्ट्रॉन द्वारे संयुग्मित प्रणाली

ज्यांच्या अणूंमध्ये संकरित पी-ऑर्बिटल असते आणि ते उर्वरित रेणूंसोबत संयुग्मनात भाग घेऊ शकतात अशा घटकांद्वारे मेसोमेरिक प्रभाव पडतो. मेसोमेरिक प्रभावाच्या दिशेने, पर्याय इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारे म्हणून कार्य करू शकतात:

आणि इलेक्ट्रॉन दाता:

अनेक पर्यायांमध्ये प्रेरक आणि मेसोमेरिक दोन्ही प्रभाव असतात (टेबल पहा). हॅलोजनचा अपवाद वगळता सर्व घटकांसाठी, परिपूर्ण मूल्यातील मेसोमेरिक प्रभाव प्रेरक प्रभावापेक्षा लक्षणीयरीत्या ओलांडतो.

जर रेणूमध्ये अनेक घटक असतील तर त्यांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव समन्वित किंवा विसंगत असू शकतात.

जर सर्व घटक समान ठिकाणी इलेक्ट्रॉन घनता वाढवतात (किंवा कमी करतात), तर त्यांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव समन्वित म्हणतात. अन्यथा, त्यांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव असंबद्ध असल्याचे म्हटले जाते.

अवकाशीय प्रभाव

प्रतिस्थापकाचा प्रभाव, विशेषत: जर त्याच्यावर विद्युत प्रभार असेल तर, केवळ रासायनिक बंधनांद्वारेच नव्हे तर अंतराळातून देखील प्रसारित केला जाऊ शकतो. या प्रकरणात, प्रतिस्थापकाची अवकाशीय स्थिती निर्णायक महत्त्वाची आहे. या इंद्रियगोचर म्हणतात अवकाशीय परिणाम उपestitela

उदाहरणार्थ:

प्रतिस्थापक सक्रिय कणास प्रतिक्रिया केंद्राजवळ येण्यापासून रोखू शकतो आणि त्याद्वारे प्रतिक्रिया दर कमी करू शकतो:

अणू रेणू इलेक्ट्रॉन उप

संवाद औषधी पदार्थरिसेप्टरसह रेणूंच्या आकृतिबंधासाठी विशिष्ट भौमितीय पत्रव्यवहार देखील आवश्यक असतो आणि आण्विक भौमितिक कॉन्फिगरेशन बदलल्याने जैविक क्रियाकलापांवर लक्षणीय परिणाम होतो.

साहित्य

1. बेलोबोरोडोव्ह व्ही.एल., झुरब्यान एस.ई., लुझिन ए.पी., ट्युकाव्किना एन.ए. सेंद्रिय रसायनशास्त्र (मुख्य कोर्स). बस्टर्ड, एम., 2003, पी. ६७ - ७२.

2. N.A. Tyukavkina, Yu.I. बाउकोव्ह. जैविक रसायनशास्त्र. DROFA, M., 2007, p. 36-45.

Allbest.ru वर पोस्ट केले

तत्सम कागदपत्रे

विचार करणे औषधे ibuprofen असलेले. इबुप्रोफेनचे फायदे आणि तोटे. बेसिक क्वांटम रासायनिक गुणधर्म ibuprofen रेणू. इबुप्रोफेन रेणूमध्ये बाह्य व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉनच्या इलेक्ट्रॉन घनतेचे वितरण.

सादरीकरण, 03/18/2018 जोडले


यौगिकांमध्ये रासायनिक बंधाच्या प्रकाराचे निर्धारण. इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीमधील बदलांची वैशिष्ट्ये. रासायनिक बंधाच्या इलेक्ट्रॉन घनतेमध्ये बदल. मेसोमेरिक प्रभावाची संकल्पना. जोडलेल्या प्रणालींची स्थिरता, त्यांचे प्रकार. चक्रीय यौगिकांचा उदय.

सादरीकरण, 02/10/2014 जोडले


रासायनिक घटक म्हणजे त्याच प्रकारच्या अणूंचा संग्रह. उघडत आहे रासायनिक घटक. अणू आणि रेणूंचे आकार. रासायनिक घटकांच्या अस्तित्वाचे स्वरूप. पदार्थांच्या आण्विक आणि गैर-आण्विक रचनेबद्दल काही माहिती. अणु-आण्विक विज्ञान.

सादरीकरण, 04/15/2012 जोडले


रासायनिक रचना- रेणूमधील अणूंच्या जोडणीचा क्रम, त्यांच्या परस्पर संबंधांचा क्रम आणि परस्पर प्रभाव. सेंद्रिय संयुगे बनवणारे अणूंचे कनेक्शन; अणूंच्या प्रकारावर पदार्थांच्या गुणधर्मांचे अवलंबन, त्यांचे प्रमाण आणि क्रमवारी.

सादरीकरण, जोडले 12/12/2010


सममिती गटासह रेणूची तुलना. रेणूच्या संपूर्ण सममितीची स्थापना आणि अणूंचे समतुल्य मध्ये वर्गीकरण. मूळ प्रतिनिधित्वांचे मॅट्रिक्स उत्पादन. विशिष्ट मॅट्रिक्सच्या सममिती परिवर्तनाशी संबंधित. मॅट्रिक्सच्या संचाची उदाहरणे.

अमूर्त, 07/13/2009 जोडले


अणूंचा परस्पर प्रभाव आणि सेंद्रीय रेणूंमध्ये त्याच्या प्रसाराच्या पद्धती. जैविक क्रियाकलापांच्या प्रकटीकरणात आयनीकरणाची भूमिका. फॉस्फोलिपिड्स म्हणून संरचनात्मक घटकसेल पडदा. सेंद्रिय यौगिकांची स्टिरिओकेमिस्ट्री. amino ऍसिडस्, प्रथिने प्रतिक्रिया.

व्याख्यानांचा अभ्यासक्रम, 03/05/2013 जोडला


सेंद्रिय पदार्थ म्हणून कार्बोहायड्रेट्स ज्यांच्या रेणूंमध्ये कार्बन, हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन अणू असतात, वर्गीकरणाशी परिचितता: oligosaccharides, polysaccharides. मोनोसाकराइड्सच्या प्रतिनिधींची वैशिष्ट्ये: ग्लुकोज, फळ साखर, डीऑक्सीरिबोज.

सादरीकरण, 03/18/2013 जोडले


सॉफ्टवेअर वापरून इमिडाझोलियम केशन आणि टेट्राफ्लुरोबोरेट आयन असलेल्या रेणूच्या पॅरामीटर्सची गणना. रेणूंची रचना, त्यांच्या पृष्ठभागावर इलेक्ट्रॉन घनतेचे वितरण प्राप्त करणे. स्थान गंभीर मुद्देकनेक्शन

चाचणी, 11/24/2013 जोडले


रासायनिक पदार्थ म्हणून रेणू संरचना, अणू बंध आणि ऍसिटिलीनचे गुणधर्म. उद्योगात मिथेनचे थर्मोलिसिस आणि कार्बनचे हायड्रोजनेशन आणि प्रयोगशाळेतील निर्मूलन प्रतिक्रियाद्वारे अल्काइन्सच्या उत्पादनाची वैशिष्ट्ये. ट्रिपल बाँडचा समावेश असलेल्या अल्काइन्सच्या प्रतिक्रिया.

चाचणी, 08/05/2013 जोडले


रासायनिक बंधांचे प्रकार: सहसंयोजक, आयनिक आणि धातू. सहसंयोजक बंधांची निर्मिती आणि वैशिष्ट्ये दाता-स्वीकार करणारी यंत्रणा. घटकांची व्हॅलेन्सी आणि ऑक्सीकरण स्थिती. रासायनिक संयुगेचे रेणू. अणू आणि रेणूंची परिमाणे आणि वस्तुमान.

सेंद्रिय संयुगेचे रासायनिक गुणधर्म रासायनिक बंधांचे प्रकार, बंधित अणूंचे स्वरूप आणि रेणूमधील त्यांचा परस्पर प्रभाव यावर अवलंबून असतात. हे घटक, यामधून, अणूंच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेद्वारे आणि त्यांच्या अणू कक्षाच्या परस्परसंवादाद्वारे निर्धारित केले जातात.

1. कार्बन अणूची इलेक्ट्रॉनिक रचना

अणु अवकाशाचा भाग ज्यामध्ये इलेक्ट्रॉन शोधण्याची संभाव्यता जास्तीत जास्त असते त्याला अणु कक्षीय (AO) म्हणतात.

रसायनशास्त्रात, कार्बन अणू आणि इतर घटकांच्या संकरित ऑर्बिटल्सची संकल्पना मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. ऑर्बिटल्सच्या पुनर्रचनाचे वर्णन करण्याचा एक मार्ग म्हणून संकरीकरणाची संकल्पना आवश्यक आहे जेव्हा अणूच्या ग्राउंड अवस्थेत जोडलेल्या इलेक्ट्रॉनची संख्या तयार झालेल्या बंधांच्या संख्येपेक्षा कमी असते. कार्बन अणू हे एक उदाहरण आहे, जे सर्व संयुगांमध्ये टेट्राव्हॅलेंट घटक म्हणून प्रकट होते, परंतु ऑर्बिटल्स भरण्याच्या नियमांनुसार, ग्राउंड स्टेट 1s22s22p2 मध्ये त्याच्या बाह्य इलेक्ट्रॉनिक स्तरावर फक्त दोन जोडलेले इलेक्ट्रॉन आहेत (चित्र 2.1, a. आणि परिशिष्ट 2-1). या प्रकरणांमध्ये, असे मानले जाते की भिन्न अणु परिभ्रमण, उर्जेमध्ये समान, एकमेकांमध्ये मिसळू शकतात, समान आकार आणि उर्जेच्या संकरित कक्षा तयार करतात.

हायब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स, जास्त ओव्हरलॅपमुळे, गैर-संकरित ऑर्बिटल्सच्या तुलनेत मजबूत बंध तयार करतात.

संकरीकरणात प्रवेश केलेल्या ऑर्बिटल्सच्या संख्येवर अवलंबून, कार्बन अणू तीनपैकी एका स्थितीत असू शकतो.

संकरीकरणाचा प्रकार अवकाशातील संकरित AO चे अभिमुखता आणि परिणामी, रेणूंची भूमिती, म्हणजेच त्यांची अवकाशीय रचना ठरवते.

रेणूंची अवकाशीय रचना म्हणजे अंतराळातील अणू आणि अणू गटांची सापेक्ष व्यवस्था.

sp3-संकरीकरण. जेव्हा उत्तेजित कार्बन अणूचे चार बाह्य AO (चित्र 2.1, b पहा) - एक 2s आणि तीन 2p ऑर्बिटल्स - मिसळले जातात, तेव्हा चार समतुल्य sp3 संकरित ऑर्बिटल्स तयार होतात. त्यांच्याकडे त्रिमितीय "आठ" चे आकार आहे, त्यातील एक ब्लेड दुसऱ्यापेक्षा खूप मोठा आहे.

प्रत्येक हायब्रिड ऑर्बिटल एका इलेक्ट्रॉनने भरलेला असतो. sp3 हायब्रिडायझेशनच्या अवस्थेतील कार्बन अणूचे इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन 1s22(sp3)4 असते (चित्र 2.1, c पहा). संकरीकरणाची ही अवस्था संतृप्त हायड्रोकार्बन्स (अल्केन्स) मधील कार्बन अणूंचे वैशिष्ट्य आहे आणि त्यानुसार, अल्काइल रॅडिकल्समध्ये.

परस्पर प्रतिकर्षणामुळे, sp3-संकरित AO अवकाशात टेट्राहेड्रॉनच्या शिरोबिंदूंकडे निर्देशित केले जातात आणि त्यांच्यामधील कोन 109.5 इतके आहेत? (सर्वात फायदेशीर स्थान; चित्र 2.2, अ).

स्थानिक रचना स्टिरिओकेमिकल सूत्र वापरून चित्रित केली आहे. या सूत्रांमध्ये, sp3-संकरित कार्बन अणू आणि त्याचे दोन बंध रेखाचित्राच्या समतलात ठेवलेले असतात आणि नियमित रेषेद्वारे ग्राफिकरित्या सूचित केले जातात. जाड रेषा किंवा जाड पाचर हे रेखांकनाच्या समतल भागापासून पुढे विस्तारलेले आणि निरीक्षकाकडे निर्देशित केलेले कनेक्शन दर्शवते; ठिपकेदार रेषा किंवा छायांकित वेज (.........) - ड्रॉईंगच्या समतल पलीकडे निरीक्षकाकडून विस्तारलेले कनेक्शन -

तांदूळ. २.२. कार्बन अणू संकरीकरणाचे प्रकार. मध्यभागी बिंदू अणू केंद्रक आहे (आकृती सोपी करण्यासाठी संकरित ऑर्बिटल्सचे लहान अंश वगळले आहेत; नॉन-हायब्रिड केलेले पी-एओ रंगात दर्शविले आहेत)

sp2-संकरीकरण. जेव्हा उत्तेजित कार्बन अणूचे एक 2s- आणि दोन 2p-AO मिसळले जातात, तेव्हा तीन समतुल्य sp2-हायब्रिड ऑर्बिटल्स तयार होतात आणि एक असंकरित 2p-AO शिल्लक राहतो. SP2 हायब्रिडायझेशनच्या अवस्थेतील कार्बन अणूचे इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन 1s22(sp2)32p1 असते (चित्र 2.1, d पहा). कार्बन अणूच्या संकरीकरणाची ही स्थिती असंतृप्त हायड्रोकार्बन्स (अल्केन्स) तसेच कार्बोनिल आणि कार्बोक्सिल सारख्या काही कार्यशील गटांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

sp2-हायब्रीड ऑर्बिटल्स 120° च्या कोनात एकाच समतलात स्थित आहेत आणि नॉन-हायब्रिडाइज्ड AO लंब समतल आहे (चित्र 2.2, b पहा). sp2 संकरित अवस्थेतील कार्बन अणूचे त्रिकोणीय कॉन्फिगरेशन असते. दुहेरी बंधाने जोडलेले कार्बन अणू रेखाचित्राच्या समतलात असतात, आणि त्यांचे एकल बंध निरीक्षकाच्या दिशेने आणि दूर निर्देशित केले जातात वर वर्णन केल्याप्रमाणे (चित्र 2.3, b पहा).

sp-संकरीकरण. जेव्हा उत्तेजित कार्बन अणूचे एक 2s आणि एक 2p ऑर्बिटल मिसळले जाते, तेव्हा दोन समतुल्य sp-hybrid AO तयार होतात आणि दोन p-AO संकरित नसतात. एसपी-हायब्रिडाइज्ड अवस्थेतील कार्बन अणूमध्ये इलेक्ट्रॉनिक कॉन्फिगरेशन असते

तांदूळ. २.३. मिथेन (a), इथेन (b) आणि acetylene (c) चे स्टिरिओकेमिकल सूत्र

1s22(sp2)22p2 (चित्र 2.1, e पहा). कार्बन अणूच्या संकरीकरणाची ही अवस्था तिहेरी बंध असलेल्या संयुगांमध्ये आढळते, उदाहरणार्थ, अल्काइन्स आणि नायट्रिल्समध्ये.

sp-हायब्रिडाइज्ड ऑर्बिटल्स 180° च्या कोनात स्थित आहेत आणि दोन नॉन-हायब्रिडाइज्ड AO परस्पर लंब असलेल्या विमानांमध्ये स्थित आहेत (चित्र 2.2, c पहा). एसपी-हायब्रिडायझेशनच्या अवस्थेतील कार्बन अणूमध्ये एक रेषीय कॉन्फिगरेशन असते, उदाहरणार्थ, ॲसिटिलीन रेणूमध्ये सर्व चार अणू एकाच सरळ रेषेवर असतात (चित्र 2.3, c पहा).

इतर ऑर्गोजेनिक घटकांचे अणू देखील संकरित अवस्थेत असू शकतात.

२.२. कार्बन अणूचे रासायनिक बंध

सेंद्रिय यौगिकांमधील रासायनिक बंध प्रामुख्याने सहसंयोजक बंधांद्वारे दर्शविले जातात.

सहसंयोजक बंध हे बंधित अणूंमधील इलेक्ट्रॉनच्या सामायिकरणाच्या परिणामी तयार झालेले रासायनिक बंध आहे.

हे सामायिक इलेक्ट्रॉन आण्विक ऑर्बिटल्स (MOs) व्यापतात. नियमानुसार, MO एक मल्टीसेंटर ऑर्बिटल आहे आणि त्यात भरणारे इलेक्ट्रॉन डिलोकलाइज्ड (विखुरलेले) आहेत. अशा प्रकारे, AO प्रमाणे MO, रिक्त असू शकते, एक इलेक्ट्रॉन किंवा दोन इलेक्ट्रॉन विरुद्ध स्पिनने भरलेले*.

२.२.१. y- आणि p- बाँड्स

सहसंयोजक बंधांचे दोन प्रकार आहेत: y (सिग्मा) आणि p (pi) बंध.

y-बंध हा एक सहसंयोजक बंध असतो जेव्हा AO एका सरळ रेषेने (अक्ष) ओव्हरलॅप होतो आणि या सरळ रेषेवर जास्तीत जास्त ओव्हरलॅपसह दोन बंधित अणूंच्या केंद्रकांना जोडतो.

जेव्हा कोणतेही AO, हायब्रीडसह, ओव्हरलॅप होतात तेव्हा y-बॉन्ड होतो. आकृती 2.4 कार्बन अणूंमध्ये त्यांच्या संकरित sp3-AO आणि y-बंधांच्या अक्षीय ओव्हरलॅपच्या परिणामी y-बॉन्डची निर्मिती दर्शवते. C-H मार्गकार्बनच्या हायब्रीड sp3-AO आणि हायड्रोजनच्या s-AO चा ओव्हरलॅप.

* अधिक तपशीलांसाठी, पहा: पुझाकोव्ह रसायनशास्त्र. - एम.: GEOTAR-मीडिया, 2007. - धडा 1.

तांदूळ. २.४. AOs च्या अक्षीय ओव्हरलॅपिंगद्वारे इथेनमध्ये y-बंधांची निर्मिती (हायब्रिड ऑर्बिटल्सचे लहान अंश वगळले जातात, कार्बनचे sp3-AOs रंगात दाखवले जातात, हायड्रोजनचे s-AO काळ्या रंगात दाखवले जातात)

अक्षीय ओव्हरलॅप व्यतिरिक्त, आणखी एक प्रकारचा ओव्हरलॅप शक्य आहे - पी-एओचा पार्श्व ओव्हरलॅप, ज्यामुळे पी-बॉन्ड तयार होतो (चित्र 2.5).

p-अणु कक्षा

तांदूळ. २.५. p-AO च्या पार्श्व ओव्हरलॅपद्वारे इथिलीनमध्ये पी-बॉन्डची निर्मिती

पी-बॉन्ड हा अणूंच्या केंद्रकांना जोडणाऱ्या सरळ रेषेच्या दोन्ही बाजूंना कमाल ओव्हरलॅपसह नॉन-हायब्रिडाइज्ड पी-एओच्या पार्श्व आच्छादनाने तयार झालेला बंध आहे.

सेंद्रिय संयुगेमध्ये आढळणारे एकाधिक बंध हे y- आणि p-बंधांचे संयोजन आहेत: दुहेरी - एक y- आणि एक p-, तिप्पट - एक y- आणि दोन p-बंध.

सहसंयोजक बंधाचे गुणधर्म ऊर्जा, लांबी, ध्रुवता आणि ध्रुवीकरणक्षमता यासारख्या वैशिष्ट्यांद्वारे व्यक्त केले जातात.

बाँडिंग एनर्जी म्हणजे जेव्हा बाँड तयार होतो किंवा दोन बाँड अणू वेगळे करण्यासाठी आवश्यक असते तेव्हा सोडलेली ऊर्जा असते. हे बाँडच्या सामर्थ्याचे मोजमाप म्हणून काम करते: ऊर्जा जितकी जास्त असेल तितके बाँड मजबूत होईल (तक्ता 2.1).

बाँडची लांबी म्हणजे बाँड अणूंच्या केंद्रांमधील अंतर. दुहेरी बाँड सिंगल बाँडपेक्षा लहान असतो आणि तिहेरी बॉण्ड दुहेरी बाँडपेक्षा लहान असतो (टेबल 2.1 पहा). मध्ये स्थित कार्बन अणूंमधील बंध भिन्न स्थितीसंकरीत एक सामान्य नमुना आहे -

तक्ता 2.1. सहसंयोजक बंधांची मूलभूत वैशिष्ट्ये

हायब्रीड ऑर्बिटलमधील s ऑर्बिटलचा अंश जसजसा वाढत जातो तसतसे बाँडची लांबी कमी होते. उदाहरणार्थ, प्रोपेन CH3CH2CH3, प्रोपेन CH3CH=CH2, propine CH3C=CH यौगिकांच्या मालिकेत, CH3-C बाँडची लांबी अनुक्रमे 0.154 आहे; 0.150 आणि 0.146 एनएम.

बाँडची ध्रुवीयता इलेक्ट्रॉन घनतेच्या असमान वितरणामुळे (ध्रुवीकरण) आहे. रेणूची ध्रुवीयता त्याच्या द्विध्रुवीय क्षणाच्या मूल्याद्वारे मोजली जाते. रेणूच्या द्विध्रुवीय क्षणांवरून, वैयक्तिक बंधांच्या द्विध्रुवीय क्षणांची गणना केली जाऊ शकते (तक्ता 2.1 पहा). द्विध्रुवीय क्षण जितका मोठा असेल तितका ध्रुवीय बंध. बाँड ध्रुवीयतेचे कारण म्हणजे बाँड अणूंच्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीमधील फरक.

इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी एका रेणूमधील अणूची व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन ठेवण्याची क्षमता दर्शवते. अणूची विद्युत ऋणात्मकता जसजशी वाढते तसतसे त्याच्या दिशेने बाँड इलेक्ट्रॉनच्या विस्थापनाची डिग्री वाढते.

बाँड एनर्जीच्या मूल्यांवर आधारित, अमेरिकन रसायनशास्त्रज्ञ एल. पॉलिंग (1901-1994) यांनी अणूंच्या सापेक्ष इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीचे परिमाणात्मक वैशिष्ट्य (पॉलिंग स्केल) प्रस्तावित केले. या स्केलमध्ये (मालिका), विशिष्ट ऑर्गोजेन घटकांची मांडणी सापेक्ष इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीनुसार केली जाते (तुलनेसाठी दोन धातू दिलेली आहेत) खालीलप्रमाणे:

इलेक्ट्रोनगेटिव्हिटी हा घटकाचा निरपेक्ष स्थिरांक नाही. हे न्यूक्लियसच्या प्रभावी चार्जवर, एओ संकरीकरणाचा प्रकार आणि पर्यायांच्या प्रभावावर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ, sp2 किंवा sp संकरीकरण अवस्थेतील कार्बन अणूची विद्युत ऋणात्मकता sp3 संकरीकरण अवस्थेपेक्षा जास्त असते, जी संकरित कक्षेतील s ऑर्बिटलच्या अंश वाढीशी संबंधित असते. जेव्हा अणूंचे sp3- वरून sp2- आणि पुढे sp-संकरित अवस्थेत संक्रमण होते, तेव्हा संकरित कक्षेची व्याप्ती हळूहळू कमी होते (विशेषत: y-बंधाच्या निर्मितीदरम्यान सर्वात मोठा आच्छादन प्रदान करणाऱ्या दिशेने), याचा अर्थ असा होतो की जास्तीत जास्त इलेक्ट्रॉन घनता समान क्रमाने संबंधित अणूच्या केंद्रकाच्या जवळ असते.

नॉन-ध्रुवीय किंवा व्यावहारिकदृष्ट्या गैर-ध्रुवीय सहसंयोजक बंधाच्या बाबतीत, बंधित अणूंच्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीमधील फरक शून्य किंवा शून्याच्या जवळ असतो. इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीमधील फरक जसजसा वाढत जातो तसतसे बाँडची ध्रुवीयता वाढते. 0.4 पर्यंतचा फरक कमकुवतपणे ध्रुवीय आहे, 0.5 पेक्षा जास्त मजबूत ध्रुवीय सहसंयोजक बंध आहे आणि 2.0 पेक्षा जास्त एक आयनिक बंध आहे. ध्रुवीय सहसंयोजक बंध हेटेरोलाइटिक क्लीवेजसाठी प्रवण असतात

बाँडची ध्रुवीकरणक्षमता बाह्य विद्युत क्षेत्राच्या प्रभावाखाली बाँड इलेक्ट्रॉनच्या विस्थापनामध्ये व्यक्त केली जाते, ज्यामध्ये दुसऱ्या प्रतिक्रिया देणाऱ्या कणाचा समावेश होतो. ध्रुवीकरणक्षमता इलेक्ट्रॉन गतिशीलतेद्वारे निर्धारित केली जाते. इलेक्ट्रॉन्स अणूंच्या केंद्रकांपासून जितके अधिक मोबाइल असतात. ध्रुवीकरणक्षमतेच्या बाबतीत, पी-बॉन्ड हे वाय-बॉन्डपेक्षा लक्षणीयरीत्या श्रेष्ठ आहे, कारण पी-बॉन्डची जास्तीत जास्त इलेक्ट्रॉन घनता बॉन्डेड न्यूक्लीपासून पुढे असते. ध्रुवीकरणक्षमता मोठ्या प्रमाणावर ध्रुवीय अभिकर्मकांच्या दिशेने रेणूंची प्रतिक्रिया निश्चित करते.

२.२.२. दाता-स्वीकारणारे बंध

दोन एक-इलेक्ट्रॉन AO चे ओव्हरलॅप सहसंयोजक बंध तयार करण्याचा एकमेव मार्ग नाही. एका अणूच्या (दात्याच्या) दोन-इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटलच्या दुसऱ्या अणूच्या (स्वीकारकर्त्याच्या) रिक्त कक्षाशी परस्परसंवादाने सहसंयोजक बंध तयार होऊ शकतो. देणगीदार हे संयुगे असतात ज्यात इलेक्ट्रॉन किंवा p-MO च्या एकाकी जोडी असलेल्या ऑर्बिटल्स असतात. इलेक्ट्रॉनच्या एकाकी जोड्यांचे वाहक (एन-इलेक्ट्रॉन, इंग्रजी नॉन-बॉन्डिंगमधून) नायट्रोजन, ऑक्सिजन आणि हॅलोजनचे अणू आहेत.

संयुगांच्या रासायनिक गुणधर्मांच्या प्रकटीकरणात इलेक्ट्रॉनच्या एकाकी जोड्या महत्त्वाची भूमिका बजावतात. विशेषतः, ते दाता-स्वीकारकर्ता परस्परसंवादात प्रवेश करण्याच्या संयुगेच्या क्षमतेसाठी जबाबदार आहेत.

बाँड भागीदारांपैकी एका इलेक्ट्रॉनच्या जोडीने तयार केलेल्या सहसंयोजक बंधाला दाता-स्वीकारकर्ता म्हणतात.

परिणामी दाता-स्वीकारकर्ता बंध केवळ निर्मितीच्या पद्धतीमध्ये भिन्न असतात; त्याचे गुणधर्म इतर सहसंयोजक बंधांसारखे आहेत. त्यामुळे दात्याचा अणू सकारात्मक चार्ज घेतो.

दाता-स्वीकारणारे बंध जटिल संयुगेचे वैशिष्ट्य आहेत.

२.२.३. हायड्रोजन बंध

जोरदार इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह घटक (नायट्रोजन, ऑक्सिजन, फ्लोरिन इ.) शी जोडलेला हायड्रोजन अणू त्याच किंवा दुसऱ्या रेणूच्या दुसऱ्या पुरेशा इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह अणूच्या इलेक्ट्रॉनच्या एका जोडीशी संवाद साधण्यास सक्षम असतो. परिणामी, हायड्रोजन बंध निर्माण होतो, जो एक प्रकारचा दाता बंध आहे.

स्वीकारणारा बाँड. ग्राफिकदृष्ट्या, हायड्रोजन बाँड सहसा तीन बिंदूंनी दर्शविला जातो.

हायड्रोजन बाँड ऊर्जा कमी आहे (10-40 kJ/mol) आणि मुख्यतः इलेक्ट्रोस्टॅटिक परस्परसंवादाद्वारे निर्धारित केली जाते.

इंटरमोलेक्युलर हायड्रोजन बॉन्ड्स अल्कोहोलसारख्या सेंद्रिय संयुगेचा संबंध निर्धारित करतात.

हायड्रोजन बंध यौगिकांच्या भौतिक (उकळत्या आणि वितळण्याचे बिंदू, चिकटपणा, वर्णक्रमीय वैशिष्ट्ये) आणि रासायनिक (ॲसिड-बेस) गुणधर्मांवर परिणाम करतात. अशा प्रकारे, इथेनॉल C2H5OH (78.3 °C) चा उत्कलन बिंदू डायमिथाइल इथर CH3OCH3 (-24 °C) पेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहे, ज्याचे आण्विक वजन समान आहे आणि हायड्रोजन बाँड्सद्वारे संबंधित नाही.

हायड्रोजन बंध देखील इंट्रामोलेक्युलर असू शकतात. ऐयनोनीं ऐसें बंधन सेलिसिलिक एसिडत्याची आम्लता वाढवते.

हायड्रोजन बंध उच्च-आण्विक संयुगे - प्रथिने, पॉलिसेकेराइड्स, न्यूक्लिक ॲसिडच्या अवकाशीय संरचनेच्या निर्मितीमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावतात.

२.३. संयुग्म प्रणाली

सहसंयोजक बंध स्थानिकीकृत किंवा delocalized असू शकते. स्थानिकीकृत बॉण्ड म्हणजे ज्याचे इलेक्ट्रॉन बॉन्डेड अणूंच्या दोन केंद्रकांमध्ये सामायिक केले जातात. जर बाँडिंग इलेक्ट्रॉन्स दोन पेक्षा जास्त केंद्रकांमध्ये सामायिक केले असतील तर ते डिलोकलाइज्ड बाँडबद्दल बोलतात.

डिलोकलाइज्ड बॉण्ड एक सहसंयोजक बंध आहे ज्याचे आण्विक कक्ष दोनपेक्षा जास्त अणूंमध्ये पसरलेले आहे.

डिलोकलाइज्ड बॉण्ड्स बहुतेक प्रकरणांमध्ये पी-बॉन्ड्स असतात. ते जोडलेल्या प्रणालींचे वैशिष्ट्य आहेत. या प्रणालींमध्ये, अणूंचा एक विशेष प्रकारचा परस्पर प्रभाव उद्भवतो - संयुग्मन.

संयुग्मन (मेसोमेरिझम, ग्रीक मेसोसमधून - मध्य) एक आदर्श, परंतु अस्तित्वात नसलेल्या संरचनेच्या तुलनेत वास्तविक रेणू (कण) मध्ये बंध आणि शुल्कांचे संरेखन आहे.

संयुग्नमध्ये सामील असलेले डिलोकलाइज्ड पी-ऑर्बिटल हे दोन किंवा अधिक पी-बॉन्ड किंवा पी-बॉन्ड आणि पी-ऑर्बिटलसह एक अणूचे असू शकतात. याच्या अनुषंगाने, p, p-संयुग्मन आणि c, p-संयुग्मन मध्ये फरक केला जातो. संयुग्मन प्रणाली खुली किंवा बंद असू शकते आणि त्यात केवळ कार्बन अणूच नाही तर हेटरोएटम देखील असू शकतात.

२.३.१. ओपन सर्किट सिस्टम

p, p-संयुग्मन. कार्बन साखळीसह p, p-संयुग्मित प्रणालीचा सर्वात सोपा प्रतिनिधी म्हणजे butadiene-1,3 (Fig. 2.6, a). कार्बन आणि हायड्रोजनचे अणू आणि परिणामी, त्याच्या रेणूतील सर्व y-बंध एकाच समतलात असतात, एक सपाट y-कंकाल तयार करतात. कार्बन अणू sp2 संकरित अवस्थेत आहेत. प्रत्येक कार्बन अणूचे संकरित न केलेले p-AOs y-skeleton समतलाला लंब असतात आणि एकमेकांना समांतर असतात, जी त्यांच्या ओव्हरलॅपसाठी आवश्यक स्थिती आहे. ओव्हरलॅप केवळ C-1 आणि C-2, C-3 आणि C-4 अणूंच्या p-AO मध्येच नाही तर C-2 आणि C-3 या अणूंच्या p-AO मध्ये देखील होतो, परिणामी एकच p तयार होतो. -AO चार कार्बन अणूंचा अंतर्भाव करणारी -सिस्टम, म्हणजे, एक डिलोकलाइज्ड सहसंयोजक बंध दिसतो (चित्र 2.6, b पहा).

तांदूळ. २.६. १,३ बुटाडीन रेणूचे अणु कक्षीय मॉडेल

हे रेणूमधील बाँड लांबीमधील बदलांमध्ये दिसून येते. 1,3-बुटाडियन मधील C-1-C-2 तसेच C-3-C-4 बाँडची लांबी किंचित वाढली आहे आणि C-2 आणि C-3 मधील अंतर पारंपारिक दुहेरीच्या तुलनेत कमी केले आहे आणि एकल बंध. दुसऱ्या शब्दांत, इलेक्ट्रॉन डिलोकलायझेशनच्या प्रक्रियेमुळे बाँड लांबीचे समानीकरण होते.

मोठ्या संख्येने संयुग्मित दुहेरी बंध असलेले हायड्रोकार्बन्स वनस्पती जगतात सामान्य आहेत. यामध्ये, उदाहरणार्थ, कॅरोटीन्स, जे गाजर, टोमॅटो इत्यादींचा रंग ठरवतात.

खुल्या संयुग्मन प्रणालीमध्ये हेटरोएटम देखील समाविष्ट असू शकतात. साखळीतील heteroatom सह खुल्या p, p-संयुग्मित प्रणालीचे उदाहरण म्हणजे b, c-असंतृप्त कार्बोनिल संयुगे. उदाहरणार्थ, ॲक्रोलिन CH2=CH-CH=O मधील अल्डीहाइड गट तीन sp2-संकरित कार्बन अणू आणि ऑक्सिजन अणूंच्या संयुग्मन साखळीचा सदस्य आहे. यातील प्रत्येक अणूचे योगदान आहे युनिफाइड पी-सिस्टमप्रत्येकी एक पी-इलेक्ट्रॉन.

pn-जोडणी. या प्रकारचे संयुग्मन बहुतेकदा स्ट्रक्चरल फ्रॅगमेंट असलेल्या संयुगांमध्ये आढळते - CH=CH-X, जेथे X हा इलेक्ट्रॉनचा एकटा जोड असलेला हेटरोएटम आहे (प्रामुख्याने O किंवा N). यामध्ये, उदाहरणार्थ, विनाइल इथरचा समावेश होतो, ज्या रेणूंमध्ये ऑक्सिजन अणूच्या पी-ऑर्बिटलसह दुहेरी बंध जोडलेले असतात. दोन p-AO sp2-संकरित कार्बन अणू आणि n-इलेक्ट्रॉनच्या जोडीसह heteroatom चा एक p-AO ओव्हरलॅप करून एक डिलोकलाइज्ड तीन-केंद्र बंध तयार होतो.

कार्बोक्झिल ग्रुपमध्ये समान डिलोकलाइज्ड थ्री-सेंटर बाँडची निर्मिती होते. येथे, C=O बाँडचे p-इलेक्ट्रॉन आणि OH गटाच्या ऑक्सिजन अणूचे n-इलेक्ट्रॉन संयुग्मनात भाग घेतात. पूर्णपणे संरेखित बंध आणि शुल्कासह संयुग्मित प्रणालींमध्ये एसीटेट आयनसारख्या नकारात्मक चार्ज केलेल्या प्रजातींचा समावेश होतो.

इलेक्ट्रॉन घनता शिफ्टची दिशा वक्र बाणाने दर्शविली जाते.

पेअरिंग परिणाम प्रदर्शित करण्याचे इतर ग्राफिकल मार्ग आहेत. अशा प्रकारे, एसीटेट आयन (I) ची रचना असे गृहीत धरते की चार्ज दोन्ही ऑक्सिजन अणूंवर समान रीतीने वितरीत केला जातो (चित्र 2.7 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, जे खरे आहे).

रचना (II) आणि (III) अनुनाद सिद्धांतामध्ये वापरली जातात. या सिद्धांतानुसार, वास्तविक रेणू किंवा कण विशिष्ट तथाकथित अनुनाद संरचनांच्या संचाद्वारे वर्णन केले जातात, जे केवळ इलेक्ट्रॉनच्या वितरणामध्ये एकमेकांपासून भिन्न असतात. संयुग्मित प्रणालींमध्ये, रेझोनान्स हायब्रीडमध्ये मुख्य योगदान पी-इलेक्ट्रॉन घनतेच्या विविध वितरणासह रचनांद्वारे केले जाते (या संरचनांना जोडणारा दुहेरी बाजू असलेला बाण अनुनाद सिद्धांताचे विशेष प्रतीक आहे).

मर्यादा (सीमा) संरचना खरोखर अस्तित्वात नाहीत. तथापि, एक किंवा दुसर्या प्रमाणात, ते रेणू (कण) मध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेच्या वास्तविक वितरणात "योगदान" देतात, जे मर्यादित संरचनांच्या सुपरपोझिशनद्वारे प्राप्त रेझोनंट हायब्रिड म्हणून प्रस्तुत केले जाते.

c मध्ये, कार्बन साखळीसह p-संयुग्मित प्रणाली, p-बॉन्डच्या पुढे नॉन-संकरित p-ऑर्बिटल असलेला कार्बन अणू असल्यास संयुग्मन होऊ शकते. अशा प्रणाली मध्यवर्ती कण असू शकतात - कार्बनियन, कार्बोकेशन्स, फ्री रॅडिकल्स, उदाहरणार्थ, एलीलिक स्ट्रक्चरसह. लिपिड पेरोक्सिडेशन प्रक्रियेत फ्री रॅडिकल एलीलिक मोएटीज महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात.

एलिल आयनॉन CH2=CH-CH2 मध्ये, sp2-संकरित कार्बन अणू C-3 सामान्य संयुग्मामध्ये योगदान देतो

तांदूळ. २.७. पेनिसिलिनमधील COONa गटाचा इलेक्ट्रॉन घनता नकाशा

सिस्टीममध्ये दोन इलेक्ट्रॉन असतात, ॲलिलिक रॅडिकल CH2=CH-CH2+ मध्ये - एक, आणि ॲलिलिक कार्बोकेशनमध्ये CH2 =CH-CH2+ कोणतेही पुरवत नाही. परिणामी, जेव्हा तीन sp2-संकरित कार्बन अणूंचा p-AO ओव्हरलॅप होतो, तेव्हा चार (कार्बनियनमध्ये), तीन (फ्री रॅडिकलमध्ये) आणि दोन (कार्बोकेशनमध्ये) इलेक्ट्रॉन्स असलेले तीन-केंद्रीय बंध तयार होतात, अनुक्रमे

औपचारिकपणे, ॲलील कॅशनमधील C-3 अणू सकारात्मक चार्ज वाहतो, ॲलील रॅडिकलमध्ये तो एक जोडलेले इलेक्ट्रॉन वाहून नेतो आणि ॲलिल आयनमध्ये तो नकारात्मक चार्ज असतो. खरं तर, अशा संयुग्मित प्रणालींमध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेचे डिलोकॅलायझेशन (विसर्जन) असते, ज्यामुळे बंध आणि शुल्कांचे संरेखन होते. या प्रणालींमधील C-1 आणि C-3 अणू समतुल्य आहेत. उदाहरणार्थ, ॲलील केशनमध्ये, त्या प्रत्येकावर +1/2 चा सकारात्मक चार्ज असतो आणि C-2 अणूला "दीड" बॉण्डने जोडलेला असतो.

अशाप्रकारे, पारंपरिक संरचना सूत्रांद्वारे चित्रित केलेल्या संरचनांच्या तुलनेत वास्तविक संरचनांमध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेच्या वितरणामध्ये संयुग्मन परिणामामुळे लक्षणीय फरक दिसून येतो.

२.३.२. बंद-लूप प्रणाली

संयुग्मित खुल्या प्रणालींच्या तुलनेत वाढीव थर्मोडायनामिक स्थिरता असलेल्या संयुगांचा समूह म्हणून चक्रीय संयुग्मित प्रणाली खूप स्वारस्यपूर्ण आहे. या संयुगेमध्ये इतर विशेष गुणधर्म देखील आहेत, ज्याची संपूर्णता एकत्रित केली आहे सामान्य संकल्पनासुगंध यामध्ये अशा औपचारिकपणे असंतृप्त संयुगांची क्षमता समाविष्ट आहे

ऑक्सिडायझिंग एजंट्स आणि तापमानाला जोडण्याऐवजी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियांमध्ये व्यस्त रहा.

सुगंधी प्रणालीचे ठराविक प्रतिनिधी अरेन्स आणि त्यांचे डेरिव्हेटिव्ह आहेत. सुगंधी हायड्रोकार्बन्सच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेची वैशिष्ट्ये बेंझिन रेणूच्या अणु कक्षीय मॉडेलमध्ये स्पष्टपणे प्रकट होतात. बेंझिन फ्रेमवर्क सहा sp2-संकरित कार्बन अणूंनी तयार केले आहे. सर्व y-बंध (C-C आणि C-H) एकाच समतलात आहेत. सहा संकरित p-AO रेणूच्या समतलाला लंब स्थित आहेत आणि एकमेकांना समांतर आहेत (चित्र 2.8, a). प्रत्येक p-AO दोन शेजारच्या p-AO सह समान रीतीने ओव्हरलॅप करू शकतो. अशा ओव्हरलॅपच्या परिणामी, एकल डिलोकलाइज्ड पी-सिस्टम उद्भवते, ज्यामध्ये सर्वात जास्त इलेक्ट्रॉन घनता y-स्केलेटनच्या विमानाच्या वर आणि खाली स्थित असते आणि सायकलच्या सर्व कार्बन अणूंना व्यापते (चित्र 2.8, b पहा) . p-इलेक्ट्रॉन घनता संपूर्ण चक्रीय प्रणालीमध्ये समान रीतीने वितरीत केली जाते, जी चक्राच्या आत वर्तुळ किंवा ठिपके असलेल्या रेषेद्वारे दर्शविली जाते (चित्र 2.8, c पहा). बेंझिन रिंगमधील कार्बन अणूंमधील सर्व बंधांची लांबी समान असते (0.139 nm), एकल आणि दुहेरी बाँडच्या लांबीमधील मध्यवर्ती.

क्वांटम मेकॅनिकल गणनेच्या आधारे, असे स्थापित केले गेले की अशा स्थिर रेणूंच्या निर्मितीसाठी, प्लॅनर चक्रीय प्रणालीमध्ये (4n + 2) p-इलेक्ट्रॉन असणे आवश्यक आहे, जेथे n = 1, 2, 3, इ. (Hückel's नियम, 1931) . हा डेटा विचारात घेऊन, "सुगंधीपणा" ची संकल्पना निर्दिष्ट केली जाऊ शकते.

जर कंपाऊंडमध्ये प्लॅनर रिंग आणि संयुग्मित पी-इलेक्ट्रॉन प्रणाली असेल तर ते सुगंधी असते, ज्यामध्ये रिंगचे सर्व अणू समाविष्ट असतात आणि त्यात (4n + 2) p-इलेक्ट्रॉन असतात.

Hückel चा नियम कोणत्याही प्लॅनर कंडेन्स्ड सिस्टमला लागू होतो ज्यामध्ये कोणतेही अणू पेक्षा जास्त सामायिक केलेले नाहीत

तांदूळ. २.८. बेंझिन रेणूचे अणु कक्षीय मॉडेल (हायड्रोजन अणू वगळले; मजकूरातील स्पष्टीकरण)

दोन चक्र. कंडेन्स्ड बेंझिन रिंग असलेली संयुगे, जसे की नॅप्थालीन आणि इतर, सुगंधीपणाचे निकष पूर्ण करतात.

जोडलेल्या प्रणालींची स्थिरता. संयुग्मित आणि विशेषत: सुगंधी प्रणालीची निर्मिती ही एक उत्साही अनुकूल प्रक्रिया आहे, कारण यामुळे ऑर्बिटल्सच्या ओव्हरलॅपची डिग्री वाढते आणि पी-इलेक्ट्रॉनचे डिलोकॅलायझेशन (डिस्पर्सल) होते. या संदर्भात, संयुग्मित आणि सुगंधी प्रणालींनी थर्मोडायनामिक स्थिरता वाढविली आहे. त्यामध्ये अंतर्गत ऊर्जेचा पुरवठा कमी असतो आणि ग्राउंड स्टेटमध्ये नॉन-कंज्युगेटेड सिस्टमच्या तुलनेत कमी ऊर्जा पातळी व्यापली जाते. या स्तरांमधील फरकावरून, संयुग्मित कंपाऊंडची थर्मोडायनामिक स्थिरता, म्हणजेच त्याची संयुग्मन ऊर्जा (डेलोकलायझेशन एनर्जी) मोजता येते. बुटाडीन-1,3 साठी ते लहान आहे आणि त्याचे प्रमाण सुमारे 15 kJ/mol आहे. संयुग्मित साखळीची लांबी जसजशी वाढते तसतशी संयुग्मन ऊर्जा आणि त्यानुसार संयुगांची थर्मोडायनामिक स्थिरता वाढते. बेंझिनची संयुग्मन ऊर्जा जास्त असते आणि ती 150 kJ/mol इतकी असते.

२.४. पर्यायांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव 2.4.1. प्रेरक प्रभाव

रेणूमधील ध्रुवीय y-बंधामुळे जवळच्या y-बंधांचे ध्रुवीकरण होते आणि शेजारच्या अणूंवर आंशिक शुल्क दिसण्यास कारणीभूत ठरते*.

पर्यायी घटक केवळ स्वतःचेच नव्हे तर शेजारच्या वाय-बॉन्डचे ध्रुवीकरण करतात. अणूंच्या प्रभावाच्या या प्रकारच्या हस्तांतरणास प्रेरक प्रभाव (/-प्रभाव) म्हणतात.

प्रेरक प्रभाव म्हणजे वाय-बॉन्ड्सच्या इलेक्ट्रॉनच्या विस्थापनाच्या परिणामी पर्यायांच्या इलेक्ट्रॉनिक प्रभावाचे हस्तांतरण.

वाय-बॉन्डच्या कमकुवत ध्रुवीकरणामुळे, सर्किटमधील तीन किंवा चार बंधांमधून प्रेरक प्रभाव कमी होतो. त्याचा परिणाम ज्याला एक पर्याय आहे त्याच्या शेजारील कार्बन अणूच्या संबंधात सर्वात जास्त स्पष्ट होतो. हायड्रोजन अणूशी तुलना करून प्रतिस्थापकाच्या प्रेरक प्रभावाची दिशा गुणात्मकपणे मोजली जाते, ज्याचा प्रेरक प्रभाव शून्य मानला जातो. ग्राफिकदृष्ट्या, /-प्रभावचा परिणाम व्हॅलेन्स रेषेच्या स्थितीशी एकरूप असलेल्या आणि अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह अणूकडे निर्देशित केलेल्या बाणाद्वारे दर्शविला जातो.

/in\हायड्रोजन अणूपेक्षा अधिक मजबूत, नकारात्मक प्रेरक प्रभाव (-/-प्रभाव) प्रदर्शित करतो.

असे घटक सामान्यतः सिस्टमची इलेक्ट्रॉन घनता कमी करतात; त्यांना इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग म्हणतात. यामध्ये बहुतेक कार्यशील गट समाविष्ट आहेत: OH, NH2, COOH, NO2 आणि cationic गट, उदाहरणार्थ - NH3+.

हायड्रोजन अणूच्या तुलनेत y-बॉन्डची इलेक्ट्रॉन घनता साखळीच्या कार्बन अणूच्या दिशेने हलवणारा पर्याय सकारात्मक प्रेरक प्रभाव (+/- प्रभाव) प्रदर्शित करतो.

असे घटक साखळीतील (किंवा रिंग) इलेक्ट्रॉन घनता वाढवतात आणि त्यांना इलेक्ट्रॉन-दान म्हणतात. यामध्ये SP2-हायब्रिडाइज्ड कार्बन अणू आणि चार्ज केलेल्या कणांमधील ॲनिओनिक केंद्रांवर स्थित अल्काइल गट समाविष्ट आहेत, उदाहरणार्थ - O-.

२.४.२. मेसोमेरिक प्रभाव

संयुग्मित प्रणालींमध्ये, डीलोकलाइज्ड कोव्हॅलेंट बॉन्ड्सचे पी-इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉनिक प्रभावाच्या प्रसारामध्ये मुख्य भूमिका बजावतात. डिलोकलाइज्ड (संयुग्मित) p-प्रणालीच्या इलेक्ट्रॉन घनतेतील बदलामध्ये प्रकट होणाऱ्या परिणामाला मेसोमेरिक (एम-इफेक्ट) किंवा संयुग्मन प्रभाव म्हणतात.

मेसोमेरिक प्रभाव म्हणजे संयुग्मित प्रणालीद्वारे घटकांच्या इलेक्ट्रॉनिक प्रभावाचे हस्तांतरण.

या प्रकरणात, उप स्वतः जोडलेल्या प्रणालीमध्ये सहभागी आहे. हे संयुग्मन प्रणालीमध्ये एकतर पी-बॉन्ड (कार्बोनील, कार्बोक्सिल गट इ.), किंवा हेटरोएटम इलेक्ट्रॉनची एकमात्र जोडी (अमीनो आणि हायड्रॉक्सी गट), किंवा रिक्त किंवा एका इलेक्ट्रॉन पी-एओने भरलेले असू शकते.

संयुग्मित प्रणालीमध्ये इलेक्ट्रॉन घनता वाढवणारा एक घटक सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव (+M - प्रभाव) प्रदर्शित करतो.

एम-इफेक्ट हे प्रतिस्थापकांद्वारे प्रदर्शित केले जाते ज्यात इलेक्ट्रॉनच्या एकाकी जोडी (उदाहरणार्थ, ॲनिलिन रेणूमधील एमिनो गट) किंवा संपूर्ण ऋण शुल्क असलेल्या अणूंचा समावेश होतो. हे पर्याय सक्षम आहेत

इलेक्ट्रॉनच्या जोडीचे सामान्य संयुग्मित प्रणालीमध्ये हस्तांतरण करण्यासाठी, म्हणजे ते इलेक्ट्रॉन दाता आहेत.

संयुग्मित प्रणालीमध्ये इलेक्ट्रॉन घनता कमी करणारा एक घटक नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव (-M - प्रभाव) प्रदर्शित करतो.

संयुग्मित प्रणालीमधील एम-प्रभाव ऑक्सिजन किंवा नायट्रोजन अणूंमुळे कार्बन अणूला दुहेरी बंधाने जोडलेले असते, जसे ऍक्रेलिक ऍसिड आणि बेंझाल्डिहाइडच्या उदाहरणात दाखवले आहे. असे गट इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग आहेत.

इलेक्ट्रॉन घनता शिफ्ट वक्र बाणाद्वारे दर्शविली जाते, ज्याची सुरूवात कोणते p किंवा p इलेक्ट्रॉन विस्थापित होत आहेत हे दर्शविते आणि ज्याच्या शेवटी ते विस्थापित केले जाणारे बाँड किंवा अणू आहे. मेसोमेरिक प्रभाव, प्रेरक प्रभावाच्या उलट, संयुग्मित बंधांच्या प्रणालीद्वारे खूप मोठ्या अंतरावर प्रसारित केला जातो.

रेणूमधील इलेक्ट्रॉन घनतेच्या वितरणावरील घटकांच्या प्रभावाचे मूल्यांकन करताना, प्रेरक आणि मेसोमेरिक प्रभावांचा परिणाम लक्षात घेणे आवश्यक आहे (तक्ता 2.2).

तक्ता 2.2. काही घटकांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव

सब्स्टिट्यूंट्सच्या इलेक्ट्रॉनिक इफेक्ट्समुळे नॉन-रिॲक्टिंग रेणूमध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेच्या वितरणाचे गुणात्मक मूल्यांकन करणे आणि त्याच्या गुणधर्मांचा अंदाज लावणे शक्य होते.

रेणूंमधील अणूंचा परस्पर प्रभाव हा सेंद्रिय संयुगांचा सर्वात महत्त्वाचा गुणधर्म आहे, जो त्यांना साध्या अजैविक संयुगेपासून वेगळे करतो. परस्पर प्रभाव, शेजारच्या अणूंच्या परस्परसंवादाच्या परिणामी, सेंद्रीय रेणूंमध्ये साखळीच्या बाजूने प्रसारित केला जातो. a-C-C बॉण्ड्सआणि विशेषत: संयुग्मित C-C बाँड्सच्या साखळीसह यशस्वी होते आणि विशिष्ट अभिकर्मकांना रेणूमधील प्रतिक्रिया केंद्रांची निवडकता निर्धारित करते. हे आधीच नमूद केले आहे की अभिकर्मक इलेक्ट्रॉन-दान (न्यूक्लिओफिलिक) आणि इलेक्ट्रॉन-स्वीकार (इलेक्ट्रोफिलिक) मध्ये विभागलेले आहेत. हे देखील जोडले पाहिजे की जेव्हा इलेक्ट्रॉन दाता आणि इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारा गुणधर्म भरपाई किंवा पूर्णपणे अनुपस्थित असतात तेव्हा ते इलेक्ट्रॉन तटस्थ असू शकतात. याव्यतिरिक्त, फ्री रॅडिकल (R* किंवा R*), आण्विक आणि आयनिक अभिकर्मकांमध्ये फरक केला पाहिजे. अभिकर्मकांचे वर्गीकरण आणि गुणधर्मांबद्दल नंतर तपशीलवार चर्चा केली जाईल.

A.M च्या संरचनेच्या शास्त्रीय सिद्धांतावरून अणूंचा परस्पर प्रभाव पडतो. बटलेरोव्ह आणि प्रथम त्यांच्या कझान स्कूल ऑफ केमिस्ट व्ही.व्ही. मार्कोव्हनिकोव्हच्या विद्यार्थ्याने त्यांच्या डॉक्टरेट प्रबंधात "अणूंच्या परस्पर प्रभावाच्या प्रश्नावरील साहित्य" तयार केले होते. रासायनिक संयुगे"(1869).

प्रथमच, अणूंचा परस्पर प्रभाव अल्केन्सच्या रेणूंमध्ये आणि अल्केन्सच्या हॅलोजन डेरिव्हेटिव्हमध्ये आढळला. मार्कोव्हनिकोव्हला असे आढळले की असममित इलेक्ट्रॉन शेल असलेले अल्केन्स, उदाहरणार्थ CH-CH=CH,

^C=CH2, /C=CH-CH3, याप्रमाणे हायड्रोजन ब्रोमाइड जोडा

अशा प्रकारे की HBr त्याचा हायड्रोजन अणू सर्वात हायड्रोजनयुक्त (जास्तीत जास्त H-अणूंच्या संख्येसह) कार्बनला देतो:

प्रतिक्रिया व्यावहारिकपणे दुसऱ्या मार्गावर पुढे जात नाही

कारण 2-मेथिलप्रोपीनमध्ये ते दिसून येते प्रेरण इलेक्ट्रॉन प्रभाव 4 / l - ऑर्बिटल्सच्या संबंधात मिथाइल (अल्काइल) गट. इंडक्शन इफेक्ट (/-प्रभाव) भिन्न इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी असलेल्या अणूंच्या रासायनिक बंधांच्या साखळीतील α-इलेक्ट्रॉन क्लाउडच्या ध्रुवीकरणामुळे होतो.

अंतर्गत रेणूचे ध्रुवीकरणइलेक्ट्रोस्टॅटिक शक्तींच्या प्रभावाखाली इलेक्ट्रॉन घनतेचे पुनर्वितरण समजून घ्या, ज्या दरम्यान सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्काच्या "गुरुत्वाकर्षण केंद्रांचे" आंशिक पृथक्करण होते. त्याच वेळी, कमी-ध्रुवीय कण (कमी विद्युत द्विध्रुवीय क्षण असलेले) ध्रुवीकरणास अधिक प्रवण असतात. शिवाय, केवळ अणूच नाही तर अणू गटांमध्येही विद्युत ऋणात्मकता असते. अल्काइल गटांमध्ये a,t-ऑर्बिटल्स, म्हणजे अणू असतात

C 5/ येथे स्थित आहे? 2-संकरित अवस्था, इलेक्ट्रॉन-दान करण्याची क्षमता. अल्काइल गटांच्या या इलेक्ट्रॉनिक प्रभावाचा परिणाम म्हणून, बाँडिंग 4^-ऑर्बिटल दुसऱ्या कार्बन अणूच्या दिशेने ध्रुवीकरण केले जाते.

परिणामी, फ्रॅक्शनल चार्जेस C उद्भवतात, =^-=- C 2 असा परिणाम होतो

ए-इलेक्ट्रॉन घनतेचे इतर अणूंमध्ये हस्तांतरण होण्याला +/- प्रभाव म्हणतात, कारण CH 3 गटांवर एक लहान अंशात्मक शुल्क 6+ दिसून येतो. म्हणून, ध्रुवीय सहसंयोजक H-Br रेणू आर-बॉन्डच्या संदर्भात अशा प्रकारे ओरिएंटेड आहे की प्राथमिक घटनेत प्रथम अल्पकालीन संक्रमण स्थिती दिसून येते.

जे प्रथम कार्बोकेशन (CH 3) 2 C-CH 3 आणि Br~ मध्ये बदलते आणि नंतर ते (CH 3) 2 C(Br)-CH 3 मध्ये द्रुत आणि सहजपणे पुन्हा एकत्र होतात.

प्राथमिक कायद्यामध्ये तयार झालेल्या कार्बोकेशनच्या स्थिरतेच्या दृष्टिकोनातून देखील या समस्येचा विचार केला जाऊ शकतो (त्यातील सकारात्मक चार्जचे सर्वात उत्साही अनुकूल डिलोकॅलायझेशन). प्राथमिकच्या तुलनेत तृतीयक कार्बोकेशनच्या स्थिरतेचे कारण म्हणून सार पुन्हा ±/-इलेक्ट्रॉनिक प्रभावाच्या प्रभावापर्यंत खाली येतो, तरीही हा एक अधिक सोपा दृष्टीकोन आहे.

मिथाइल आणि इतर अल्काइल गटांव्यतिरिक्त, +/- प्रभाव, म्हणजे, त्यांच्या इलेक्ट्रॉन घनतेचा एक छोटासा भाग गमावण्याची क्षमता, गट I - III च्या धातूच्या अणूंमध्ये असते. आवर्तसारणी(Li, Ca, A1, इ.), तसेच हायड्राइड गट (-SiH 3, -PH 2, -BH 2, -A1H 2), त्यांचे अल्काइल डेरिव्हेटिव्ह (-SiR 3, -PR 2, -BR 2, - A1R 2, इ.).

नायट्रोजन, ऑक्सिजन आणि हॅलोजनचे व्युत्पन्न, ज्यांची C अणूंपेक्षा जास्त इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी असते, ध्रुवीकरणास कारणीभूत ठरते, म्हणजे, a-इलेक्ट्रॉनच्या इलेक्ट्रॉन घनतेमध्ये त्यांच्या कक्षाकडे बदल होतो आणि नकारात्मक प्रेरक (-/) प्रभाव असतो. उदाहरणार्थ, क्लोरोफॉर्म СНС1 3, मिथेनच्या उलट, प्रोटॉन-दात्याची क्षमता बऱ्यापैकी उच्च आहे, कारण Н-СС1 3 बाँडचे सी-ऑर्बिटल क्लोरीन अणूंकडे जोरदारपणे ध्रुवीकरण केलेले आहे. त्याचप्रमाणे, तीन अणूंचा ध्रुवीकरण प्रभाव

CC1 3 COOH मधील क्लोरीन ट्रायक्लोरोएसिटिक ऍसिडच्या O-H बॉण्डमध्ये हस्तांतरित केले जाते, परिणामी O-H बॉण्ड इतके मजबूत ध्रुवीकरण केले जाते की CC1 3 COOH, कमकुवत ऍसिटिक ऍसिड CH 3 COOH विपरीत, तुलनेने मजबूत ऍसिड बनते. या उदाहरणांमध्ये, a- किंवा p-ऑर्बिटल्सचा वापर करून त्यांच्याशी जोडलेल्या इतर अणूंवर अधिक इलेक्ट्रोपॉझिटिव्ह किंवा इलेक्ट्रोनगेटिव्ह अणूंचा आणि त्यांच्या गटांचा अल्प-श्रेणी (SHC1 3) आणि दीर्घ-श्रेणीचा परस्पर प्रभाव आढळतो. हे स्थापित केले गेले आहे की ±/-प्रभाव सी-बॉन्डच्या साखळीसह अधिक कमकुवतपणे प्रसारित केला जातो, व्यावहारिकपणे पाचव्या किंवा सहाव्या कार्बन अणूवर नष्ट होतो, तर संयुग्मित एल-बॉन्ड मुक्तपणे ±/-प्रभाव अंतिम अणूवर प्रसारित करतो. संयुग्मित साखळीचे.

l-प्रणाली ±/-प्रभावामध्ये सहज प्रसारित करण्याच्या यंत्रणेचा अभ्यास केला गेला नाही. असे गृहीत धरले जाऊ शकते की हे n-इलेक्ट्रॉनच्या डिलोकलायझेशनमुळे आहे, एन-इलेक्ट्रॉनच्या संयुग्मित साखळीमध्ये त्यांची उच्च गतिशीलता, परिणामी कार्बन अणूवर (5+)- किंवा (b-) चार्ज होतो. या अणूवर सामान्यीकृत π-इलेक्ट्रॉन क्लाउडचे विस्थापन झाल्यामुळे या फ्रॅक्शनल चार्जला प्रवृत्त करणारा फंक्शनल ग्रुपचा कॉन्टॅक्ट अणू “शमन” होतो आणि π-सिस्टमच्या अंतिम अणूवर जास्तीत जास्त (5±) चार्ज दिसून येतो. (8+)- आणि (8-)-चार्जचे हे जास्तीत जास्त पृथक्करण ऊर्जावानदृष्ट्या फायदेशीर आहे, कारण ते इलेक्ट्रॉनांना जास्तीत जास्त जागा वापरण्याची परवानगी देते.

साध्या स्थिर रेणूंच्या निर्मूलन प्रतिक्रियांमध्ये (इंग्रजीतून, निर्मूलन) अणूंचा परस्पर प्रभाव विलक्षण आहे, कारण शेजारच्या कार्बन अणूंवर स्थित कार्यात्मक गटांच्या घटकांची भर घातली जाते:

ए.एम. बटलेरोव्हचा विद्यार्थी, ए.एम. झैत्सेव्ह याने स्थापन केलेल्या नियमानुसार HBr (HC1, HI) चे निर्मूलन मार्कोव्हनिकोव्ह अतिरिक्त नियमाच्या विरुद्ध होते, म्हणजेच H अणू Br बरोबर कमीत कमी हायड्रोजनेटेड कार्बन अणूमधून काढून टाकला जातो. H20 त्याचप्रमाणे क्वाटरनरी अमाइनच्या अल्कोहोल आणि हायड्रॉक्साइड्सपासून वेगळे केले जाते. हे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की दुय्यम C-H बाँडचे बाँडिंग a-ऑर्बिटल्स प्राथमिक C-H बॉन्ड्सच्या c-ऑर्बिटल्सपेक्षा खूपच कमी स्थिर (ऊर्जेमध्ये जास्त स्थित) असतात. अगदी कमी

तृतीयक - “C”H ऑर्बिटल्स स्थिर असतात, जे जास्तीत जास्त सहजतेने सोडणाऱ्या जोडीदाराला (Br, OH) हायड्रोजन दान करतात. C-H बॉण्ड्सची ऊर्जा आहेतः प्राथमिक 414, द्वितीयक 393 आणि तृतीयक 376 kJ/mol. जसे पाहिले जाऊ शकते, बंधनकारक 4^“n MOs ची स्थिरता खूप लक्षणीयरीत्या बदलते.

हे हायड्रोजन (2.1) पेक्षा कार्बन अणूच्या (पॉलिंग 2.5 नुसार) जास्त इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीमुळे आहे. तृतीयक कार्बन अणू त्याचे तीन बंध अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह शेजाऱ्यांवर खर्च करतो, दुय्यम कार्बन अणू दोनवर खर्च करतो, तर प्राथमिक सी-अणू कार्बन बाँडवर कमीत कमी रासायनिक संबंध आणि जास्तीत जास्त Z-अणूवर खर्च करतो.

अणूंच्या परस्पर प्रभावाचा आणखी एक महत्त्वाचा प्रकार म्हणजे विस्थापन पी-अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह अणू किंवा अणूंच्या गटासाठी इलेक्ट्रॉन घनता. जर बाँड केलेल्या अणूंच्या साखळीत, a-इलेक्ट्रॉन व्यतिरिक्त, d-इलेक्ट्रॉन देखील असतील, तर अशा अणूंच्या संयुग्मित π-प्रणालीमध्ये अधिक इलेक्ट्रॉन-दाता किंवा इलेक्ट्रॉन-स्वीकारकर्ता अणूचा परिचय ध्रुवीकरणास कारणीभूत ठरेल. d-प्रणाली. उदाहरणार्थ, 1,3-बुटाडियन, 2-मिथाइल-1,3-बुटाडियन (आयसोप्रीन) आणि 2-क्लोरो-1,3-ब्युटाडियन (क्लोरोप्रीन):

बुटाडीनमध्ये, ए-बॉन्डेड कार्बन अणूंचा परस्पर प्रभाव असतो कारण त्यांच्यावर pg इलेक्ट्रॉन असतात (l सममिती). वरीलप्रमाणे, असंतृप्त अणूंच्या अशा परस्पर प्रभावाला l, l-संयुग्मन किंवा l-संयुग्मन म्हणतात. अशा संयुग्मित प्रणालीमध्ये a-इलेक्ट्रॉन-दाता CH 3 गटाचा समावेश केल्याने a-प्रणालीचे ध्रुवीकरण होते आणि संयुग्मित साखळीतील बाँड ऑर्डरमध्ये वाढ होते, तर बुटाडीनच्या a,l-प्रणालीचे ध्रुवीकरण होते. मजबूत इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारा (C1 ​​अणू), ज्यामध्ये एकाच वेळी टीजी-संयुग्मनमध्ये प्रवेश करण्याची क्षमता आहे, त्याच्या इलेक्ट्रॉन जोडीला ऑर्बिटलमध्ये अंशतः हस्तांतरित करण्याची क्षमता आहे.

शेवटी संयुग्मित एन-सिस्टममधील बाँड ऑर्डरमध्ये घट. हे खालीलप्रमाणे आहे की डायने संयुग्मित l-प्रणालीच्या संबंधात क्लोरीन अणूचा -/- प्रभाव त्याच्या +C-प्रभाव (सकारात्मक संयुग्मन प्रभाव) पेक्षा खूप जास्त आहे. इलेक्ट्रॉन-दान (ED) किंवा इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग (EA) पर्यायांद्वारे संयुग्मित एन-सिस्टमचे ध्रुवीकरण देखील ISV बदलते आणि अणूंवर लहान अंशात्मक शुल्क दिसण्यास कारणीभूत ठरते. सर्वात मोठा ऋण (-CH 3) किंवा सकारात्मक (-C1) शुल्क C 4 बुटाडीन साखळीवर स्थित असेल.

दिलेल्या उदाहरणांवरून, आपण असा निष्कर्ष काढू शकतो की सेंद्रिय रेणूंमध्ये अनेक प्रकारच्या रासायनिक बंधित अणूंचा परस्पर प्रभाव असतो. हा प्रभाव विविध इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव (इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव, क्रिया, विस्थापन), एकमेकांवर जवळ असलेल्या अणूंच्या विद्युत क्षेत्रांच्या क्रियांच्या स्वरूपात व्यक्त केला जातो. (क्षेत्रीय प्रभाव, ±F-प्रभाव) आणि अवकाशीय अडथळे (स्टेरिक प्रभाव, ± ?-प्रभाव) मध्ये उद्भवणारे रासायनिक प्रतिक्रियाअणूंद्वारे रेणूंच्या प्रतिक्रिया केंद्रांच्या संरक्षणाचा परिणाम म्हणून.

इंडक्शन इफेक्ट (±/-प्रभाव) आणि कपलिंग इफेक्ट (±C-इफेक्ट) यातील फरक ओळखण्याची प्रथा आहे. ए-इलेक्ट्रॉन-दाता किंवा स्वीकारण्याच्या क्षमतेवर अवलंबून (+) किंवा (-) चिन्हांद्वारे दर्शविलेले इंडक्शन इफेक्ट, रेणूंच्या ऍसिड-बेस गुणधर्मांमध्ये स्पष्टपणे प्रकट होतात. अशा प्रकारे, सर्व हॅलोएसिटिक ऍसिड हे ऍसिटिक ऍसिडपेक्षा अधिक मजबूत असतात, कारण हॅलोजन ध्रुवीकरण करतात

G-CH^- साखळीसह सर्व st-bonds, ज्यामुळे बाँड ऑर्डर कमी होत आहे

O-H आणि त्याची ध्रुवीयता वाढवणे, आणि परिणामी, H + काढून टाकण्याची क्षमता. O-H, N-H, S-H बाँडच्या ध्रुवीकरणाला त्याचे प्रोटोनायझेशन म्हणतात आणि त्यामुळे आम्ल पृथक्करण वाढते (वाढ के एल- आम्ल पृथक्करण स्थिरांक). सर्व पर्याय - इलेक्ट्रॉनिक स्वीकारणारे - समान कार्य करतात. ऍसिटिक ऍसिडच्या मिथाइल गटातील एच-अणूची जागा घेणारे सर्व इलेक्ट्रॉन दाते उलट कार्य करतात, कमी करतात. के एल.इलेक्ट्रोनिक घटकांची क्रिया (दाते आणि स्वीकारकर्ते, म्हणजे कार्यात्मक

Ф, रेणूंच्या मुख्य केंद्रांमध्ये (-B) गट साधा प्रकार(B-R-F) चा आम्ल स्थळांवर विपरीत परिणाम होतो (-O-H, इ.). न्यूक्लियोफिलिक प्रतिस्थापन प्रतिक्रियांवर ED आणि EA पर्यायांचा प्रभाव समान असतो, जेव्हा एक इलेक्ट्रॉन-दान करणारा कार्यात्मक गट (F") दुसर्याने बदलला जातो.

या प्रकरणात, फंक्शनल ग्रुप (Ф") च्या संपर्क अणूसह हायड्रोकार्बन अवशेष (R) च्या बाँडची क्लीव्हेज Ф^-R बाँडच्या क्रमवारीत घट झाल्यामुळे आणि परिणामी त्याचे ध्रुवीकरण होते. त्याच्या इलेक्ट्रॉन जोडीद्वारे Ф" चा हल्ला:

सोडणारा गट F" हे मूलभूत स्वरूपाचे कोणतेही गट असू शकतात, जसे की SG, Br", G, NCS", NOj, HSO, इ. आणि प्रवेश करणारा गट आधीपासून सूचीबद्ध (F") असू शकतो, तसेच जसे की NH 2, SH", SR", RCOO", HSOj, HPO^ आणि यासारखे, म्हणजे मजबूत न्यूक्लियोफाइल्स.

कोणताही पर्याय एक सोबती गट (F) म्हणून कार्य करू शकतो, जो सुगंधी नसलेल्या निसर्गाच्या हायड्रोकार्बन अवशेष R शी सहसंयोजितपणे बद्ध असतो. सहसा हे H-अणू, CH 3 आणि इतर अल्किल्स, C 6 Hs- आणि इतर कोणत्याही अरेन्सचे अवशेष असतात. प्रतिस्थापनाच्या अधिक जटिल प्रकरणांचा थोडासा अभ्यास केला गेला आहे आणि सैद्धांतिकदृष्ट्या विकसित केलेला नाही.

रेणू आणि इतर आण्विक कणांमध्ये (आयन, मुक्त रॅडिकल्स) एका साखळीत तीनपेक्षा जास्त पी-ऑर्बिटल्स असतात, संयुग्मन परिणाम होतात. ते दोन किंवा अधिक समान किंवा भिन्न n-प्रणाली (CH 2 =CH-, CH=C- गट) किंवा r-प्रणाली (उदाहरणार्थ, CH 2) यांच्या परस्परसंवादामुळे, प्रतिस्थापित बुटाडीनच्या उदाहरणात दर्शविल्याप्रमाणे होतात. =CH-, QH5-, इ.) रासायनिकदृष्ट्या सक्रिय अणू किंवा गटांसह

ऑर्बिटल्स असलेले अणू: 1) p z -किंवा d के -; 2) एक इलेक्ट्रॉन किंवा इलेक्ट्रॉनच्या जोडीने भरलेले; 3) इलेक्ट्रॉन्सपासून मुक्त. अशी उदाहरणे

अणू किंवा त्यांचे गट -CH 2, -CH 2, -CH 2, -CH-, -CH, ?

CH -, असंख्य हेटरोएटम्स (गैर-धातू आणि धातू) आणि त्यांचे गट, उदाहरणार्थ, =0, -0-, “OH, -NH 2, -NH-, -N=, -SH, -S-, इ.

उदाहरणे पीसी-आणि n-संयुग्म प्रणाली आधीच दिलेली आहे. सर्वात सामान्य आणि महत्त्वाच्यापैकी, आम्ही खालील नावे देऊ:

एलिल रॅडिकलमध्ये, तीन एन-इलेक्ट्रॉनच्या संयोगाच्या परिणामी, अनपेअर इलेक्ट्रॉनद्वारे तयार केलेली फिरकी घनता सर्व तीन कार्बन अणूंवर वितरीत केली जाते, जे सर्वात बाहेरील अणूंवर (-0.622) प्रमुख असते आणि मध्यभागी +0.231 असते. कार्बन अणू. जटिल रेणूंच्या क्वांटम रासायनिक गणनेच्या सिद्धांताच्या परिपूर्ण स्थितीपासून दूर, वर्तमान प्रतिबिंबित करणारे हे आकडे दर्शवतात की गणना परिमाणांची परिपूर्ण मूल्ये देऊ शकत नाहीत. दिलेले आकडे निरर्थक नसले तरी निरर्थक आहेत, कारण हे नैसर्गिक आहे की संयुग्मित प्रणालीमध्ये एकाच अनपेअर इलेक्ट्रॉनने निर्माण केलेल्या स्पिन डेन्सिटीमध्ये कोणत्याही अणूने व्यत्यय आणू नये आणि एकूण एकतेच्या समान असावे. दिलेल्या आकृत्यांवरून असे दिसून येते की इलेक्ट्रॉन दोन भागांमध्ये विभागला गेला आहे जे परस्परसंवाद करत नाहीत, कारण सरासरी कार्बन अणूवर न जोडलेल्या इलेक्ट्रॉनमधून इलेक्ट्रॉन घनता नसते. परंतु, जटिल रेणूंच्या आधुनिक गणना उपकरणाची अपूर्णता असूनही, दिलेल्या आकडेवारीवरून असे दिसून येते की स्पिन घनतेची बेरीज (2-0.622) - 0.231 1 च्या जवळ आहे आणि इलेक्ट्रॉनला जास्तीत जास्त जागा व्यापण्यासाठी ते ऊर्जावानदृष्ट्या अधिक अनुकूल आहे. संयुग्मित प्रणालीच्या बाह्यतम अणूंवर इलेक्ट्रॉन स्पिन घनतेच्या जास्तीत जास्त वितरणासह.

बेंझिल रॅडिकलमध्ये फिरकी घनता वितरणाची गणना करण्याचे परिणाम समजणे अधिक कठीण आहे.

वरील आकृतीवरून असे दिसून येते की गणनामध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेची कमतरता 0.2 युनिट्सपर्यंत पोहोचली आहे. इलेक्ट्रॉन चार्ज.

यामुळे, मूलगामी लक्षणीय स्थिर आहे. बेंझिल केशनमध्ये, रिक्त p-ऑर्बिटल HOMO शी संवाद साधते, म्हणजे H*, - बेंझिन केंद्रकातून a- आणि p-इलेक्ट्रॉन घनतेच्या पंपिंगसह, विशेषत: पासून ऑर्थो- आणि इतर तरतुदी. या प्रकरणात, 5" + 38 = 1. a-, p-ऑर्बिटल्सच्या या परस्पर प्रभावाचा परिणाम म्हणून, इलेक्ट्रोफिलिक अभिकर्मकांसह बेंझिन रिंगची प्रतिक्रिया मोठ्या प्रमाणात कमी होते आणि न्यूक्लियोफिलिक अभिकर्मकांसह, त्याउलट, ती खूप वाढते. (+) शुल्काचे स्थानिकीकरण r g

ऑर्बिटल्स लक्षणीयपणे कार्बोकेशन C 6 H 5 CH 2 स्थिर करतात.

ट्रायफेनिलमेथाइल आयन (C 6 H 5) 3 C' मध्ये, ज्याची रचना सपाट असते आणि LUMO ( ) सह मिथाइल कार्बन अणूच्या भरलेल्या r - ऑर्बिटलच्या a-संयुग्मनच्या परिणामी चमकदार (चेरी-लाल) रंग असतो. म्हणजे Ch** e) बेंझिन केंद्रक,

ऋण शुल्क सोबत delocalized आहे ऑर्थो- आणि बेंझिन रिंग्सच्या लार्ड पोझिशन्स. अणूंच्या या परस्पर प्रभावामुळे, कार्बनियन मोठ्या प्रमाणावर स्थिर होते आणि बेंझिन केंद्रक कमकुवत इलेक्ट्रॉन स्वीकारणाऱ्यांसह (1 2 , पायरीडाइन, C 6 H 5 N0 2, इ.) अगदी सहज संवाद साधण्याची क्षमता प्राप्त करतात.

विनाइल क्लोराईड हे नॉनबॉन्डिंग ऑर्बिटल (p C|, p इलेक्ट्रॉनची जोडी वाहणारे आणि 71 बॉन्ड) यांच्यातील mt-संयुग्मनचे उदाहरण आहे. परिणामी, C-C 1 बॉण्ड लक्षणीयरीत्या मजबूत होतो (12 kJ/mol ने) आणि किंचित लहान. अल्कलीसह प्रतिस्थापन प्रतिक्रियांमध्ये हॅलोजन अणू कमी-प्रतिक्रियाशील बनतो. खाली विनाइल क्लोराईड (चित्र 2.21) च्या बंधनकारक MO चे ऊर्जा आकृती आहे. mt-संयुग्मनची ऊर्जा प्राप्त होते

तांदूळ. २.२१. विनाइल क्लोराईड एमओ कपलिंग्ज (एल-संयुग्मन)

एमटी इलेक्ट्रॉन्सच्या निवासस्थानाच्या तथाकथित प्रदेशात वाढ झाल्यामुळे त्यांच्या विस्थापनामुळे. n-इलेक्ट्रॉनसाठी CH 2 =CH-, डिलोकॅलायझेशनचा कमकुवत जलाशय क्लोरीनचा 3^-कक्षीय असू शकतो. क्लोरोबेन्झिन QHs-Cl, aniline SbH5-HH2, फिनॉल QHs-OH च्या रेणूमध्ये विनाइल क्लोराईड सारखी mt-संयुग्मन परिस्थिती उद्भवते:

जेथे X हेटेरोएटम आहे.

रेणूंमधील अणूंच्या परस्पर प्रभावाचा तिसरा प्रकार, ज्याला फील्ड इफेक्ट (एफ-इफेक्ट) म्हणतात, गंभीर लक्ष देण्यास पात्र आहे. फील्ड इफेक्ट संकल्पना आय- आणि सी-इफेक्ट्सपेक्षा कमी विकसित आहे.

सध्या, फील्ड इफेक्ट हा एक रेणू बनवणाऱ्या आयनीकृत अणूंच्या स्थिर विद्युत शुल्काचा प्रभाव किंवा त्याच आण्विक कणाच्या शेजारच्या किंवा जवळच्या अणूंवर ध्रुवीकृत ॲड बॉन्ड्सच्या द्विध्रुवांच्या मोठ्या अंशात्मक शुल्काचा प्रभाव समजला जातो.

एक उदाहरण अर्धध्रुवीय बंध असलेले रेणू असेल, उदाहरणार्थ + +

CH 3 - S- CH 3 (डायमिथाइल सल्फॉक्साइड), (C 2 H 5) 3 N-O (ट्रायथिलामाइन ऑक्साइड),

मजबूत इंट्रामोलेक्युलरमुळे शुल्काचे पूर्ण पृथक्करण असलेले रेणू

ऍसिड-बेस परस्परसंवाद, जसे की NH-CH 2 - COO (ग्लिसाइन) आणि इतर सर्व अमीनो ऍसिड आणि कॉम्प्लेक्सन्स, उच्च ध्रुवीय रेणू n -l/2

थंड, उदाहरणार्थ, C 6 H-_ 1/2 (nitrobenzene) किंवा आयन (C 2 H 5) 4 N (tetraethyl-

अमोनियम), C 2 H 5 -N=N (बेंझेनेडियाझोनियम), (C 2 H 5) 2 OH (डायथिलहायड्रॉक्सोनियम),

जटिल संयुगेचे आयन - कॅशन आणि आयन, ज्यात [Co(UN 2 CH 3) 6] 3+ (कोबाल्ट हेक्सामेथिल लॅमिनेट), *~ (फेरिसिया-

नाइड), Fe(C 5 H 5) 2 (फेरिसिनियम केशन), (निकेल डायमिथाइलग्लायॉक्सिमीन).

या संरचनेच्या ज्ञात संयुगांची संख्या अमर्यादपणे मोठी आहे. पॉइंट चार्ज वाहकांच्या इलेक्ट्रिक फील्डच्या प्रभावाखाली, शेजारच्या रासायनिक बंधांचे ध्रुवीकरण केले जाते, परिणामी बंधित अणूंचे रासायनिक गुणधर्म आणि चार्ज स्त्रोताच्या जवळ स्थित अणू गट बदलतात. या प्रकरणात, एफ-इफेक्टमध्ये सहसंयोजक /-परिणामापेक्षा खूप मोठी दीर्घ-श्रेणी क्रिया असते. इलेक्ट्रिक चार्जचा प्रभाव 3 एनएम पर्यंतच्या अंतरावर वाढतो.

संयुग्मित प्रणालीमध्ये कार्यशील गट असलेल्या अनेक जटिल रेणूंमध्ये, ज्यामध्ये दाता-स्वीकारकर्त्याच्या परस्परसंवादासाठी सक्षम असलेल्या ध्रुवीय सॉल्व्हेंट्सच्या सोल्युशनमध्ये आयनीकरण (ॲसिड-बेस डिसॉसिएशन) होण्याची शक्यता असते, शुल्क संपूर्ण रेणू किंवा त्याच्या वैयक्तिक भागांमध्ये डिलोकलाइज केले जाते.

या प्रकारच्या साध्या कणाचे उदाहरण म्हणजे डायमिथाइलग्लायऑक्सीमाइन आयन

या प्रकरणांमध्ये, फील्ड इफेक्ट होतो, परंतु त्याच्या कृतीची यंत्रणा जटिल आहे आणि येथे विचारात घेतले जात नाही.

परस्पर प्रभाव सेंद्रीय आणि अजैविक अशा दोन्ही जटिल संयुगेमध्ये त्याच प्रकारे प्रकट होतो. उत्तरार्धात, व्हॅलेन्स शेलच्या अणू आणि आण्विक कक्षाच्या परस्पर प्रभावाला म्हणतात. इलेक्ट्रॉनिक समन्वय प्रभाव.हे परिणाम अशा प्रकारच्या समन्वय रासायनिक बंधांच्या समन्वित लिगँड्सवरील प्रभावामुळे होतात ओ-कनेक्शन, डेटिव्ह के-कनेक्शन, रिव्हर्स डेटिव्ह पी-कनेक्शन, तसेच कृती केशन फील्ड.त्यांना रशियन साहित्यात नाव मिळाले सी-समन्वय प्रभाव, % समन्वय प्रभाव, व्यस्त पी-समन्वय प्रभावआणि चार्ज प्रभाव.

या प्रभावांचा परिणाम म्हणून, धातूच्या आयन (एम - चार्ज वगळलेले) आणि लिगँड (एल - चार्ज वगळलेले) पासून एक जटिल संयुग (एम + एल एमएल) तयार करताना, समन्वित अवस्थेत लिगँड्स एलचे गुणधर्म विनामूल्य एल पेक्षा बरेच वेगळे असू शकते:

ही वस्तुस्थिती औद्योगिक आणि प्रयोगशाळा प्रतिक्रियांच्या उत्प्रेरकांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते. या प्रकरणांमध्ये, प्रतिक्रिया क्षेत्रामध्ये β-धातूच्या क्षारांच्या प्रवेशामुळे, जटिल संयुगे तयार होतात आणि अशा उत्प्रेरकास "जटिल उत्प्रेरक" म्हणतात.

"सेंद्रिय संयुगेच्या रेणूंमध्ये इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव" ही सामग्री ग्रेड 10-11 मध्ये काम करणाऱ्या शिक्षकांना मदत करण्यासाठी आहे. सामग्रीमध्ये "एन.एम. बटलेरोव्ह, रेणूंमधील अणूंचा परस्पर प्रभाव" या विषयावरील सैद्धांतिक आणि व्यावहारिक भाग आहे. आपण या विषयावर सादरीकरण वापरू शकता.

डाउनलोड करा:

पूर्वावलोकन:

सेंद्रिय यौगिकांच्या रेणूंमध्ये इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव

अल्केन रेणूंमधील हायड्रोजन अणूंच्या बदलीमुळे कोणत्याही हेटरोएटम (हॅलोजन, नायट्रोजन, सल्फर, ऑक्सिजन इ.) किंवा समूहामुळे इलेक्ट्रॉन घनतेचे पुनर्वितरण होते. या घटनेचे स्वरूप वेगळे आहे. हे हेटरोएटमच्या गुणधर्मांवर (त्याची इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी) आणि हा प्रभाव कोणत्या प्रकारच्या बाँडसह पसरतो यावर अवलंबून आहे.

प्रेरक प्रभाव

जर -बॉन्ड्सच्या सहभागासह प्रतिस्थापकाचा प्रभाव प्रसारित केला गेला, तर बाँडच्या इलेक्ट्रॉनिक स्थितीत हळूहळू बदल होतो. याला ध्रुवीकरण म्हणतातप्रेरक प्रभाव (I), इलेक्ट्रॉन घनता शिफ्टच्या दिशेने बाणाने चित्रित केले आहे:

CH 3 -CH 2 Cl,

HOCH 2 -CH 2 Cl,

CH 3 -CH 2 COOH,

CH 3 -CH 2 NO 2, इ.

प्रेरक प्रभाव अणू किंवा अणूंच्या गटाच्या इलेक्ट्रॉन घनतेचा पुरवठा किंवा मागे घेण्याच्या इच्छेमुळे होतो आणि म्हणून तो सकारात्मक किंवा नकारात्मक असू शकतो. नकारात्मक प्रेरक प्रभाव अशा घटकांद्वारे प्रदर्शित केला जातो जे कार्बनपेक्षा अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह असतात, म्हणजे. हॅलोजन, ऑक्सिजन, नायट्रोजन आणि इतर, तसेच कार्बनशी संबंधित घटकांवर सकारात्मक शुल्क असलेले गट. नकारात्मक प्रेरक प्रभाव कालावधीत उजवीकडून डावीकडे आणि नियतकालिक प्रणालीच्या गटामध्ये वरपासून खालपर्यंत कमी होतो:

F > O > N,

F > Cl > Br > J.

पूर्ण चार्ज केलेल्या घटकांच्या बाबतीत, कार्बनशी जोडलेल्या अणूच्या वाढत्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीसह नकारात्मक प्रेरक प्रभाव वाढतो:

>O + - >> N +

जटिल घटकांच्या बाबतीत, नकारात्मक प्रेरक प्रभाव हा घटक बनविणाऱ्या अणूंच्या स्वरूपाद्वारे निर्धारित केला जातो. याव्यतिरिक्त, प्रेरक प्रभाव अणूंच्या संकरीकरणाच्या स्वरूपावर अवलंबून असतो. अशाप्रकारे, कार्बन अणूंची विद्युत ऋणात्मकता इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्सच्या संकरीकरणावर आणि पुढील दिशेने बदलांवर अवलंबून असते:

कार्बनपेक्षा कमी इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह असलेले घटक सकारात्मक प्रेरक प्रभाव दाखवतात; संपूर्ण नकारात्मक शुल्क असलेले गट; अल्काइल गट. मालिकेत +I-प्रभाव कमी होतो:

(CH 3 ) 3 C- > ( CH 3 ) 2 CH- > CH 3 - CH 2 - > CH 3 - > H-.

साखळीची लांबी जसजशी वाढते तसतसे पर्यायाचा प्रेरक प्रभाव त्वरीत नष्ट होतो.

तक्ता 1. पर्यायी घटकांची सारणी आणि त्यांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव

मेसोमेरिक प्रभाव

इलेक्ट्रॉनची मुक्त जोडी किंवा p-इलेक्ट्रॉन असलेल्या प्रणालीशी जोडलेल्या रिक्त p-ऑर्बिटलसह प्रतिस्थापकाची उपस्थिती (व्याप्त किंवा रिक्त) च्या p-ऑर्बिटल्सचे p-ऑर्बिटल्समध्ये मिश्रण होण्याची शक्यता आणि पुनर्वितरण करते. संयुगे मध्ये इलेक्ट्रॉन घनता. या प्रभावाला म्हणतातमेसोमेरिक

इलेक्ट्रॉन घनतेतील बदल सामान्यतः नगण्य असतो आणि बाँडची लांबी अक्षरशः अपरिवर्तित राहते. इलेक्ट्रॉन घनतेमध्ये थोडासा बदल द्विध्रुवीय क्षणांद्वारे केला जातो, जो संयुग्मित प्रणालीच्या बाह्य अणूंवर मोठ्या संयुग्मन प्रभावांच्या बाबतीतही लहान असतो.

मेसोमेरिक प्रभाव इलेक्ट्रॉन घनतेच्या शिफ्टकडे निर्देशित केलेल्या वक्र बाणाद्वारे दर्शविला जातो:

इलेक्ट्रॉन क्लाउडच्या विस्थापनाच्या दिशेवर अवलंबून, मेसोमेरिक प्रभाव सकारात्मक (+M) असू शकतो:

आणि ऋण (-M):

पॉझिटिव्ह मेसोमेरिक इफेक्ट (+M) इलेक्ट्रॉनची एकटी जोडी वाहून नेणाऱ्या अणूच्या इलेक्ट्रोनगेटिव्हिटीमध्ये वाढ झाल्यामुळे, ते दान करण्याची प्रवृत्ती कमी झाल्यामुळे, तसेच अणूच्या आवाजाच्या वाढीमुळे कमी होते. हॅलोजनचा सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव खालील दिशेने बदलतो:

F > Cl > Br > J (+M प्रभाव).

संयुग्माला जोडलेल्या अणूवर इलेक्ट्रॉनच्या एकाकी जोड्या असलेल्या गटांवर सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव असतो. pi प्रणाली:

NH 2 (NHR, NR 2 ) > ओएच (किंवा) > एक्स (हॅलोजन)(+M-प्रभाव).

अणू इलेक्ट्रॉन स्वीकारणाऱ्या गटाशी जोडला गेल्यास सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव कमी होतो:

NH 2 > -NH-CO-CH 3 .

नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभाव अणूच्या वाढत्या इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीसह वाढतो आणि स्वीकारणारा अणू चार्ज असल्यास कमाल मूल्यांपर्यंत पोहोचतो:

>C=O + H >> >C=O.

जर स्वीकारणारा गट दात्याच्या गटाशी जोडला गेला असेल तर नकारात्मक मेसोमेरिक प्रभावात घट दिसून येते:

CO-O- 2 (-M-प्रभाव).

सारणी 2. पर्याय आणि त्यांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव यांचे सारांश सारणी

अतिसंयुग्न किंवा अतिसंयुग्न

पॉझिटिव्ह मेसोमेरिक सारखाच परिणाम होतो जेव्हा एकाहून अधिक बाँडमधील हायड्रोजन अल्काइल ग्रुपने बदलला जातो. हा प्रभाव एकाधिक बंधाकडे निर्देशित केला जातो आणि त्याला हायपरकंज्युगेशन (सुपरकंज्युगेशन) म्हणतात:

प्रभाव सकारात्मक मेसोमेरिकसारखा दिसतो, कारण तो संयुग्मित -सिस्टमला इलेक्ट्रॉन दान करतो:

सुपरकॉन्जुगेशन क्रमाने कमी होते:

CH 3 > CH 3 -CH 2 > (CH 3 ) 2 CH > (CH 3 ) 3 C.

हायपरकंज्युगेशनचा प्रभाव स्वतः प्रकट होण्यासाठी, - सिस्टमला लागून असलेल्या कार्बन अणूवर किमान एक हायड्रोजन अणू असणे आवश्यक आहे. tert-butyl गट हा प्रभाव प्रदर्शित करत नाही, आणि म्हणून त्याचा मेसोमेरिक प्रभाव शून्य आहे.

तक्ता 3. पर्याय आणि त्यांचे इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव यांचे सारांश सारणी

पूर्वावलोकन:

सेंद्रिय पदार्थांच्या प्रतिक्रियाशीलतेवर समस्या सोडवणे.

व्यायाम १. आम्लता वाढवण्याच्या क्रमाने पदार्थांची व्यवस्था करा: पाणी, इथेनॉल, फिनॉल.

उपाय

अम्लता ही पदार्थाची विघटन झाल्यावर H आयन तयार करण्याची क्षमता आहे.+ .

C 2 H 5 OH C 2 H 5 O – + H + , H 2 O H + + OH – (किंवा 2H 2 O H 3 O + + OH – ),

C 6 H 5 OH C 6 H 5 O – + H + .

पाण्याच्या तुलनेत फिनॉलचे मजबूत अम्लीय वर्ण बेंझिन रिंगच्या प्रभावाने स्पष्ट केले आहे. ऑक्सिजन अणूच्या इलेक्ट्रॉनची एकमात्र जोडी संयोगात प्रवेश करते- बेंझिन रिंगचे इलेक्ट्रॉन. परिणामी, ऑक्सिजन अणूची इलेक्ट्रॉन घनता अंशतः ऑक्सिजन-कार्बन बाँडकडे सरकते (बेंझिन रिंगमधील ऑर्थो आणि पॅरा पोझिशनमध्ये इलेक्ट्रॉन घनता वाढवताना). ऑक्सिजन-हायड्रोजन बाँडची इलेक्ट्रॉन जोडी ऑक्सिजन अणूकडे जास्त आकर्षित होते.

हे हायड्रोक्सिल ग्रुपच्या हायड्रोजन अणूवर अधिक सकारात्मक चार्ज तयार करते, जे प्रोटॉनच्या स्वरूपात हा हायड्रोजन काढून टाकण्यास प्रोत्साहन देते.

जेव्हा अल्कोहोल वेगळे होते तेव्हा परिस्थिती वेगळी असते. ऑक्सिजन-हायड्रोजन बाँड सीएच कडून सकारात्मक मेसोमेरिक प्रभावाने (इलेक्ट्रॉन घनतेचे इंजेक्शन) प्रभावित होते. 3 -गट. म्हणून, पाण्याच्या रेणूपेक्षा अल्कोहोलमधील O–H बंध तोडणे अधिक कठीण आहे आणि म्हणून फिनॉल.

हे पदार्थ आंबटपणाच्या क्रमाने क्रमवारीत आहेत:

C 2 H 5 OH २ ओ 6 H 5 OH.

कार्य २. ब्रोमिनच्या वाढत्या प्रतिक्रियेच्या क्रमाने खालील पदार्थांची मांडणी करा: इथिलीन, क्लोरोइथिलीन, प्रोपीलीन, ब्युटीन-1, ब्युटीन-2.

उपाय

या सर्व पदार्थांमध्ये दुहेरी बंध आहे आणि ते ब्रोमिनसह प्रतिक्रिया देतील. परंतु दुहेरी बंध कोठे स्थित आहे आणि कोणते पर्याय इलेक्ट्रॉन घनता शिफ्टवर परिणाम करतात यावर अवलंबून, प्रतिक्रिया दर भिन्न असेल. या सर्व पदार्थांचा इथिलीनचे डेरिव्हेटिव्ह म्हणून विचार करूया:

क्लोरीनचा नकारात्मक प्रेरक प्रभाव असतो - ते दुहेरी बंधनातून इलेक्ट्रॉन घनता काढते आणि त्यामुळे त्याची प्रतिक्रिया कमी होते.

तीन पदार्थांमध्ये अल्काइल घटक असतात ज्यांचा सकारात्मक प्रेरक प्रभाव असतो आणि त्यामुळे इथिलीनपेक्षा जास्त प्रतिक्रियाशीलता असते. इथाइल आणि दोन मिथाइल गटांचा सकारात्मक प्रभाव एका मिथाइल गटापेक्षा जास्त असतो, म्हणून, ब्युटीन-2 आणि ब्युटीन-1 ची प्रतिक्रियाशीलता प्रोपेन पेक्षा जास्त आहे.

ब्युटीन-2 हा सममितीय रेणू आहे आणि C–C दुहेरी बंध नॉनपोलर आहे. 1-ब्यूटीनमध्ये बाँडचे ध्रुवीकरण केले जाते, त्यामुळे एकूणच कंपाऊंड अधिक प्रतिक्रियाशील आहे.

हे पदार्थ, ब्रोमिनसह प्रतिक्रिया दर वाढवण्याच्या क्रमाने, खालील पंक्तीमध्ये व्यवस्थित केले जातात:

क्लोरोइथिन

कार्य 3. कोणते ऍसिड अधिक मजबूत असेल: क्लोरोएसेटिक ऍसिड, ट्रायक्लोरोएसेटिक ऍसिड किंवा ट्रायफ्लूरोएसेटिक ऍसिड?

उपाय

आम्लाची ताकद अधिक मजबूत असते, H चे पृथक्करण सोपे होते.+ :

CH 2 ClCOOH CF 3 COO – + H + .

तिन्ही ऍसिडस् भिन्न आहेत कारण त्यांच्यामध्ये विविध घटक आहेत. क्लोरीन हा एक घटक आहे जो बऱ्यापैकी मजबूत नकारात्मक प्रेरक प्रभाव दाखवतो (तो इलेक्ट्रॉन घनता स्वतःकडे खेचतो), ज्यामुळे O–H बॉण्ड कमकुवत होण्यास मदत होते. तीन क्लोरीन अणू पुढे हा प्रभाव दाखवतात. याचा अर्थ ट्रायक्लोरोएसिटिक ऍसिड क्लोरोएसिटिक ऍसिडपेक्षा अधिक मजबूत आहे. इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटीच्या मालिकेत, फ्लोरिनने सर्वात जास्त स्थान व्यापले आहे; ते आणखी मोठे इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारे आहे आणि ट्रायक्लोरोएसेटिक ऍसिडच्या तुलनेत O–H बंध आणखी कमकुवत झाला आहे. म्हणून, ट्रायफ्लूरोएसेटिक ऍसिड ट्रायक्लोरोएसेटिक ऍसिडपेक्षा अधिक मजबूत आहे.

हे पदार्थ आम्ल शक्ती वाढवण्याच्या क्रमाने खालील क्रमाने मांडलेले आहेत:

CH2ClCOOH 3 COOH 3 COOH.

कार्य 4. मूलभूतपणा वाढविण्यासाठी खालील पदार्थांची व्यवस्था करा: ॲनिलिन, मेथिलामाइन, डायमेथिलामाइन, अमोनिया, डिफेनिलामाइन.

उपाय

या संयुगांचे मुख्य गुणधर्म नायट्रोजन अणूवरील एकाकी इलेक्ट्रॉन जोडीशी संबंधित आहेत. जर एखाद्या पदार्थात इलेक्ट्रॉन घनता या इलेक्ट्रॉन जोडीवर टाकली गेली, तर हा पदार्थ अमोनियापेक्षा मजबूत आधार असेल (चला त्याची क्रिया एक म्हणून घेऊ); जर पदार्थातील इलेक्ट्रॉन घनता दूर खेचली गेली, तर पदार्थ एक असेल. अमोनियापेक्षा कमकुवत पाया.

मिथाइल रॅडिकलचा सकारात्मक प्रेरक प्रभाव असतो (इलेक्ट्रॉन घनता वाढवते), याचा अर्थ असा होतो की मिथाइलमाइन हा अमोनियापेक्षा मजबूत आधार आहे आणि डायमेथिलामाइन हा पदार्थ मेथिलामाइनपेक्षा अधिक मजबूत आधार आहे.

बेंझिन रिंग, संयुग्मन प्रभावाद्वारे, इलेक्ट्रॉन घनता स्वतःवर खेचते (नकारात्मक प्रेरण प्रभाव), म्हणून ॲनिलिन हा अमोनियापेक्षा कमकुवत आधार आहे, डायफेनिलामाइन हा ॲनिलिनपेक्षा आणखी कमकुवत आधार आहे.

हे पदार्थ मूलभूत क्रमाने व्यवस्थित केले जातात:

कार्य 5. निर्जलीकरण योजना लिहा n-butyl, sec-butyl आणि tert - सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या उपस्थितीत बुटाइल अल्कोहोल. निर्जलीकरणाच्या वाढत्या दराच्या क्रमाने या अल्कोहोलची व्यवस्था करा. स्पष्टीकरण द्या.

मध्यवर्ती संयुगांच्या स्थिरतेमुळे अनेक प्रतिक्रियांचा दर प्रभावित होतो. या प्रतिक्रियांमध्ये, मध्यवर्ती पदार्थ कार्बोकेशन्स असतात आणि ते जितके अधिक स्थिर असतात तितक्या वेगाने प्रतिक्रिया पुढे जाते.

तृतीयक कार्बोकेशन सर्वात स्थिर आहे. या अल्कोहोलचे खालील मालिकेतील निर्जलीकरण प्रतिक्रियेच्या दरानुसार वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

सेंद्रिय संयुगाचा रेणू हा एकमेकांशी जोडलेल्या अणूंचा संग्रह असतो एका विशिष्ट क्रमानेसहसा सहसंयोजक बंधांद्वारे. या प्रकरणात, बाँड केलेले अणू आकारात भिन्न असू शकतात विद्युत ऋणात्मकता. प्रमाण विद्युत ऋणात्मकताध्रुवीयता आणि सामर्थ्य (निर्मितीची ऊर्जा) यांसारख्या महत्त्वाच्या बाँडची वैशिष्ट्ये मोठ्या प्रमाणावर निर्धारित करतात. या बदल्यात, रेणूमधील बंधांची ध्रुवीयता आणि ताकद, मोठ्या प्रमाणात, विशिष्ट रासायनिक अभिक्रियांमध्ये प्रवेश करण्याची रेणूची क्षमता निर्धारित करते.

विद्युत ऋणात्मकताकार्बन अणूचे संकरण त्याच्या स्थितीवर अवलंबून असते. हे शेअरमुळे आहे s- संकरित ऑर्बिटलमधील ऑर्बिटल्स: ते y पेक्षा लहान आहे sp 3 - आणि sp 2 साठी अधिक - आणि sp - संकरित अणू.

रेणू बनवणारे सर्व अणू एकमेकांशी जोडलेले आणि परस्पर प्रभावित आहेत. हा प्रभाव प्रामुख्याने तथाकथित वापरून सहसंयोजक बंधांच्या प्रणालीद्वारे प्रसारित केला जातो इलेक्ट्रॉनिक प्रभाव.

इलेक्ट्रॉनिक प्रभावघटकांच्या प्रभावाखाली असलेल्या रेणूमध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेमध्ये होणारी शिफ्ट म्हणतात.

ध्रुवीय बंधनाने जोडलेले अणू आंशिक शुल्क घेतात, ग्रीक अक्षर डेल्टा ( d ). अणू "खेचणे" इलेक्ट्रॉन घनताs-त्याच्या दिशेने कनेक्शन, नकारात्मक शुल्क प्राप्त करते d -. अणूंच्या जोडणीचा विचार करताना सहसंयोजक बंध, अधिक इलेक्ट्रोनेगेटिव्ह अणू म्हणतात इलेक्ट्रॉन स्वीकारणारा. त्याचा जोडीदार s - बाँडमध्ये त्यानुसार समान-परिमाणातील इलेक्ट्रॉन घनतेची कमतरता असेल, उदा. आंशिक सकारात्मकशुल्क d +, कॉल केला जाईल इलेक्ट्रॉन दाता.

साखळीसह इलेक्ट्रॉन घनता शिफ्टs-कनेक्शन म्हणतात प्रेरक प्रभावआणि नियुक्त केले आहेआय.

प्रेरक प्रभाव सर्किटद्वारे क्षीणनसह प्रसारित केला जातो. सर्वांच्या इलेक्ट्रॉन घनतेच्या शिफ्टची दिशाs-कनेक्शन सरळ बाणांनी दर्शविले जातात.

इलेक्ट्रॉन घनता प्रश्नातील कार्बन अणूपासून दूर जाते किंवा त्याच्या जवळ येते यावर अवलंबून, प्रेरक प्रभावाला नकारात्मक (-) म्हणतात.आय ) किंवा सकारात्मक (+I). प्रेरक प्रभावाचे चिन्ह आणि परिमाण मधील फरकांद्वारे निर्धारित केले जातात विद्युत ऋणात्मकताप्रश्नातील कार्बन अणू आणि त्याला कारणीभूत गट यांच्यामध्ये.

इलेक्ट्रॉन-विथड्रॉइंग पर्याय, म्हणजे. एक अणू किंवा अणूंचा समूह जो इलेक्ट्रॉन घनता बदलतोs-कार्बन अणूपासून स्वतःचे बंध प्रदर्शित होतात नकारात्मक प्रेरक प्रभाव (- I-प्रभाव).

इलेक्ट्रोडोनरपर्याय, म्हणजे एक अणू किंवा अणूंचा समूह जो इलेक्ट्रॉन घनता स्वतःपासून दूर कार्बन अणूमध्ये हलवतो. सकारात्मक प्रेरक प्रभाव(+I-प्रभाव).

आय-इफेक्ट ॲलिफॅटिक हायड्रोकार्बन रॅडिकल्सद्वारे प्रदर्शित केला जातो, म्हणजे. अल्काइल रॅडिकल्स (मिथाइल, इथाइल इ.). बहुतेक कार्यात्मक गट प्रदर्शित करतात -आय -प्रभाव: हॅलोजन, एमिनो गट, हायड्रॉक्सिल, कार्बोनिल, कार्बोक्सिल गट.

जेव्हा बंधित कार्बन अणू त्यांच्या संकरीकरणाच्या स्थितीत भिन्न असतात तेव्हा प्रेरक प्रभाव देखील स्वतः प्रकट होतो.

जेव्हा मिथाइल समूहाचा प्रेरक प्रभाव दुहेरी बाँडमध्ये हस्तांतरित केला जातो तेव्हा त्याचा प्रभाव प्रथम मोबाइलद्वारे अनुभवला जातो.p—कनेक्शन

द्वारे प्रसारित इलेक्ट्रॉन घनतेच्या वितरणावर पर्यायाचा प्रभावp—कनेक्शन म्हणतात मेसोमेरिक प्रभाव (एम).मेसोमेरिक प्रभाव नकारात्मक आणि सकारात्मक देखील असू शकतो. संरचनात्मक सूत्रांमध्ये ते इलेक्ट्रॉन घनतेच्या मध्यभागी सुरू होणारा वक्र बाण म्हणून चित्रित केला जातो आणि ज्या ठिकाणी इलेक्ट्रॉन घनता हलतो त्या ठिकाणी समाप्त होतो.

इलेक्ट्रॉनिक प्रभावांच्या उपस्थितीमुळे रेणूमध्ये इलेक्ट्रॉन घनतेचे पुनर्वितरण होते आणि वैयक्तिक अणूंवर आंशिक शुल्क दिसून येते. हे रेणूची प्रतिक्रिया ठरवते.