Индуктивный эффект и эффект поля — справочник студента

ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ АТОМОВ В МОЛЕКУЛЕ И СПОСОБЫ ЕГО ПЕРЕДАЧИ

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента
Составляющие молекулу атомы влияют друг на друга, это влияние передается по цепи ковалентно связанных атомов и приводит к перераспределению электронной плотности в молекуле. Такое явление называется электронным эффектом заместителя.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!

Оценим за полчаса!
  • ИНДУКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ
  • Поляризация связей:
    Индуктивным эффектом заместителя (I-эффектом) называется передача электронного влияния заместителя по цепи σ-связей.
  • По своей физической природе индуктивный эффект – это электростатическое взаимодействие положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Индуктивный эффект быстро затухает (через 2-3 связи)
Индуктивный эффект водорода принят = 0

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Электронодоноры (+ I-эффект): Алкильные группы рядом  с sp2-углеродом:

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Сильные электронодоноры – анионы: -О, -S, -NH

Металлы 1-й и 2-й групп:

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

МЕЗОМЕРНЫЙ ЭФФЕКТ

Основную роль в перераспределении электронной плотности молекулы играют делокализованные π- и р-электроны. Мезомерный  эффект или эффект сопряжения (М-эффект)  – это перераспределение электронов по сопряженной системе.
Мезомерным эффектом обладают те заместители, атомы которых имеют негибридизованную р-орбиталь и могут участвовать в сопряжении с остальной частью молекулы.

alt

Узнай стоимость своей работы

Бесплатная оценка заказа!
Читайте также:  Организация как хозяйственный субъект - справочник студента

Оценим за полчаса!

Мезомерные электронодоноры

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Мезомерные электроноакцепторы

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента
Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Многие заместители обладают одновременно и индуктивным, и мезомерным эффектами (см. таблицу).
Для всех заместителей кроме галогенов: I < M    Для галогенов: I > M

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ

Влияние заместителя, особенно если он несет электрический заряд, может передаваться не только через химические связи, но и через пространство. В этом случае определяющее значение имеет пространственное положение заместителя. Такое явление называется пространственным эффектом заместителя.

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Заместитель может препятствовать подходу активной частицы к реакционному центру и тем самым снижать скорость реакции:

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Взаимодействие лекарственного вещества с биорецептором также требует определенного геометрического соответствия контуров молекул, и изменение молекулярной геометрической конфигурации лекарственного вещества значительно влияет на его биологическую активность.

Источник: https://farmf.ru/lekcii/elektronnye-effekty/

1 Поляризация связей Электронные эффекты индуктивный мезомерный

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

*1. 3. +М-эффектом обладают заместители, повышающие электронную плотность в сопряженной системе. К ним относятся группы, которые, как правило, связаны с сопряжённой системой через атом, обладающий орбиталью с неподелённой парой электронов (-OH, -NH 2, -OCH 3, -O-, -F, -Cl, -Br, -I и др. ) или с одним электроном (-CH 2∙). Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 11 11. 02. 2018

*- М-эффект проявляют заместители, которые понижают электронную плотность в сопряженной системе. Как правило, у таких групп на атоме, связанном с сопряжённой системой, нет ни неподелённых электронных пар, ни свободных электронов (-CHO, -COOH, -NO 2, -SO 3 H, -CN). Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 12 11. 02. 2018

*Как показать перераспределение электронной плотности в случае I и М-эффектов? * * I : прямая стрелка М: изогнутая стрелка Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 13 11. 02. 2018

*2. Кислотность и основность органических соединений. Таблица 1. Характеристика теорий кислот и оснований. Авторы теории Основание Кислота Аррениус Вещество, диссоциирующее воде с образованием в воде с образованием гидроксид-ионов протонов (Na.

OH, KOH) (H 2 SO 4, HNO 3, CH 3 COOH) Брёнстед-Лоури Акцептор протона Донор протона (NH 3, H 2 O, амины, анионы и (HCl, CH 3 COOH, H 2 O и др. ) Льюис Акцептор электронов (NH 3, H 2 O, амины, анионы, (H+, Al. Cl 3, BF 3, бензохинон, алкены, бензол и др. ) Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal.

ru Донор электронов тетрацианоэтилен и др. ) 14 11. 02. 2018

* Кислоты Брёнстеда-Лоури – это молекулы или ионы, способные отдавать протон. * Основания Брёнстеда-Лоури – это молекулы или ионы, способные принимать протон. кислота основание сопряжённое сопряжённая основание кислота Диада Инь-Янь хорошо иллюстрирует взаимосвязь кислоты и основания Брёнстеда-Лоури. Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 15 11. 02. 2018

*3. Механизмы химических реакций 3. 1. Типы разрыва ковалентной связи Разрыв связи Гетеролитический (ионный) Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru Гомолитический (радикальный) 16 11. 02. 2018

*3. 1. 1. Классификация органических реакций по типу частиц, участвующих в реакции 1. Радикальные реакции (например, радикальное замещение SR, радикальное присоединение AR) 2. Электрофильные реакции (например, электрофильное замещение SE, электрофильное присоединение AE).

Электрофилы — («любящие электроны») – это частицы (катионы или молекулы), имеющие свободную орбиталь, на которую они могут принимать электроны (“электрофил” это синоним кислоты Льюиса). Примеры электрофилов: H+, Br+, Cl+, NO 2+ (катион нитрония), карбокатионы, Br 2, Cl 2, SO 3 3.

Нуклеофильные нуклеофильные (например, нуклеофильное замещение SE, нуклеофильное присоединение AE) Нуклеофил (nucleus – ядро (а оно положительно заряжено!) filew — любить) – частица, имеющая отрицательный заряд или подвижную электронную пару. Нуклеофилы являются основаниями Льюиса. Примеры нуклеофилов: H-, F-, Cl-, Br-, I-, OH-, CH 3 O-, H 2 O, спирты, NH 3, амины 4.

“Без механизма”. Реакции, протекающие без образования и участия радикалов или ионов. Например, реакция Дильса-Альдера. Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 17 11. 02. 2018

*3. 1. 2. Классификация органических реакций по типу 1. Присоединение 1, 2 -дибромэтан 2. Замещение Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 18 11. 02. 2018

*3. Элиминирование (отщепление) бутанол-2 бутен-2 *4. Изомеризация Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 19 11. 02. 2018

*5. Окислительно-восстановительные реакции (ОВреакции). Окисление – процесс перехода электронов от субстрата к окислителю. Восстановление – процесс перехода электронов от восстановителя к субстрату. Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 20 11. 02. 2018

*Классификация ОВ реакций 5. 1. Перенос электрона. При этом образуются катион-радикалы или анионрадикалы 5. 2. Отщепление водорода – дегидрирование Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 21 11. 02. 2018

Реакция окисления этанола НАД+-зависимым ферментом алкогольдегидрогеназой идёт в печени: 5. 3. Замещение водорода на более электроотрицательные группы. Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 22 11. 02. 2018

5. 4. Присоединение более электроотрицательных атомов 5. 5. Реакции, идущие с разрывом связи С-С 5. 6. Полная деструкция Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 23 11. 02. 2018

* 4. Изомерия – явление существование веществ, имеющих одинаковую молекулярную формулу (т. е. имеющих одинаковый качественный и количественный состав), но различных по физическим и химическим свойствам. Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 24 11. 02. 2018

Изомерия Стереоизомерия (пространственная изомерия) Структурная Диастереомерия Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 25 Энантиомерия 11. 02. 2018

*4. 1. Структурная изомерия 4. 1. 1. изомерия углеводородного скелета н-пентан Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 2 -метилбутан (изопентан) 26 11. 02. 2018

4. 1. 2. изомерия положения: гексен-1 Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru гексен-2 27 гексен-3 11. 02. 2018

4. 1. 3. изомерия функциональной группы: ацетальдегид Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru окись этилена 28 11. 02. 2018

4. 1. 4. Валентная изомерия бензол Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru бензол Дьюара 29 11. 02. 2018

*4. 2. Стереоизомеры различаются пространственным расположением атомов в молекулах, т. е. стереоизомеры имеют различную конфигурацию. При этом последовательность связей в их молекулах одинакова.

*Конфигурация – относительное пространственное расположение атомов в молекуле. *4. 2. 1 Энантиомеры – пространственные изомеры, молекулы которых относятся между собой как предмет и несовместимое с ним зеркальное изображение. (например, D-глюкоза и L-глюкоза).

Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 30 11. 02. 2018

D-глюкоза Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru L-глюкоза 31 11. 02. 2018

Davron Болеутоляющее средство Norvad Противокашлевое средство (-) — Thalidomide (+) — Thalidomide Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru 32 тератоген транквилизатор 11. 02. 2018

*4. 2. 2 Диастереомеры – пространственные изомеры, молекулы которых НЕ относятся между собой как предмет и несовместимое с ним зеркальное отображение. цис-бутен-2 Нижник Я. П. http: //norgchem. professorjournal. ru транс-бутен-2 D-глюкоза 33 D-галактоза 11. 02. 2018

Источник: https://present5.com/1-polyarizaciya-svyazej-elektronnye-effekty-induktivnyj-mezomernyj/

Индуктивное влияние. Индукционный эффект

Смещение электронов σ – связей обозначают как индуктивный эффект. Понятие индукционного эффекта предложено Дж. Льюисом.

Индуктивный эффект (I – эффект) – это смещение электронной плотности в молекулах по цепи σ – связей вследствие различной электроотрицательности атомов, участвующих в образовании этих связей.

Индукционный эффект состоит в передаче влияния путем последовательной поляризации σ – связей и распространяется вдоль цепи связанных атомов:

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Подобные смещения электронных пар распространяются далее по цепи простых σ – связей.

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Характерная особенность индуктивного механизма передачи влияния атомов в молекуле состоит в том, что все смещаемые электронные пары σ – связей остаются в своих первоначальных октетах. Изменения касаются лишь их положения относительно связанных атомов.

Силу индуктивного эффекта функциональных групп и атомов оценивают, сравнивая его с индуктивным эффектом группы, которую принимают за стандарт. В качественных оценках за стандарт часто принимают атом водорода. Количественно силу индуктивного эффекта различных групп оценивают по сравнению с метильной группой, которую принимают за стандарт.

Группы и атомы, оттягивающие электроны σ – связи от углерода, называют электроноакцепторными (ЭА). Их индуктивный эффект обозначается символом «–I» и называется отрицательным. – I-Эффект проявляют атомы, имеющие полный или частичный положительный заряд и более электроотрицательные, чем углерод. Например, в соединениях:

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

группы NO2 , CHO, F проявляют – I-эффект. Величина – I-эффекта зависит от электроотрицательности атомов, связанных с углеродом. Например, – I-эффект падает в ряду:

F > Cl > Br > I; F > OH > NH2

Атомы и группы атомов, вызывающие смещение электронов σ – связи к углероду, называются электронодонорными (ЭД). Индуктивный эффект таких групп обозначается символом «+I» и называется положительным. +I-Эффект проявляют атомы, несущие полный отрицательный заряд, металлы и алкильные группы. Например:

Читайте также:  История появления термина «экономика» - справочник студента

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

  • Mg в метилмагниййодиде и группа СН3 в пропене проявляют +I-эффект. +I-Эффект алкильных групп возрастает в ряду:
  • метил < этил < пропил < изопропил < трет-изобутил
  • то есть с накоплением метильных групп у атома углерода.

Наиболее сильное влияние индуктивный эффект оказывает на соседний атом и быстро затухает по цепи простых связей. Влияние заместителя с удалением на 3 – 4 С – С –связи становится малозаметным.

Сравнение кислотных свойств карбоновых кислот и их производных

Соединение Направление I-Эффекта Константа диссоциации
Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента +I 1,76 * 10–5
I = 0 17,72 * 10–5
Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента –I 135,9 * 10–5

Сила индукционного эффекта зависит от природы заместителя, а именно, от его электроноакцепторных или электронодонорных свойств. Для электроноакцепторных заместителей – I-эффект возрастает с электроотрицательностью атома и увеличением числа электроотрицательных атомов.

Электроотрицательность атомов галогенов возрастает от йода к фтору. Это, как правило, усиливает вызываемый ими – I-эффект, и увеличиваются кислотные свойства галогенозамещенных карбоновых кислот.

Ненасыщенные группы обнаруживают слабый – I-эффект. Причина такой зависимости состоит в увеличении электроотрицательности атома углерода, связанного с изменением его гибридизации.

Насыщенные алкильные радикалы вызывают слабый +I-эффект. При этом +I-эффект алкильного радикала возрастает с увеличением длины цепи и ее разветвленности: уксусная кислота более сильная чем бутановая.

Кислотные свойства галогенозамещенных карбоновых кислот

Соединение Константа диссоц. Соединение Константа диссоц.
Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента 0,176 * 10–4 Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента 20,00 * 10–4
6,68 * 10–4 25,96 * 10–4
12,53 * 10–4 570,00 * 10–4
13,59 * 10–4 5000,00 * 10–4

Источник: https://megaobuchalka.ru/3/35392.html

Индуктивный эффект и эффект поля

Индуктивным эффектом называется смещение электроннои̌ плотности химической связи вдоль sigma -связей. Эᴛο явление характерно органических соединений. Возникновение смещения электроннои̌ плотности в молекуле органического соединения обусловлено наличием дипольного момента у молекулы, т.е. присутствием в её составе заместителей, электроотрицательность которых отличается от электроотрицательности атома углерода. Различают положительный +I — эффект и отрицательный -I -эффект. В первом случае электронная плотность смещается в сторону заместителя, во втором — от нᴇᴦο (рис. 1). Характернои̌ особенностью индуктивного эффекта ᴇᴦο быстрое затухание по мере удаления от заместителя.

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

  • Рисунок 1. Знак индуктивного эффекта
  • Дипольный момент молекулы может рассматриваться с двух точек зрения:
  • общий дипольный момент как векторная сумма диполей отдельных связей;
  • молекула как система нескольких фрагментов, поляризующихся в поле, создаваемом диполем полярнои̌ группы.

Первый подход удобен при оценке наличия дипольного момента у симметричных молекул и их несимметричных изомеров (рис. 2).

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

  1. Рисунок 2. Дипольный момент изомеровдихлорбензола
  2. При ϶том рассчитанные таким образом значения дипольных моментов могут существенно отличаться от экспериментально определенных, что связано с внутримолекулярным взаимодействием полярных групп, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ выражается в увеличении дипольного момента с увеличением размеров алкильнои̌ группы.

Индуктивный эффект

В основе теории Льюиса лежит предположение, что электроны в молекуле смещаются не поодиночке, а парами. Рассмотрим молекулу н-пропилхлорида (рис. 3). Из-за большого заряда ядра атома хлора электронная пара sigma -связи C-Cl смещена к атому хлора.

Исходя из всᴇᴦο выше сказанного, мы приходим к выводу, что атом хлора несет чный отрицательный заряд, а атом углерода, непосредственно соединенный с атомом хлора, — чный положительный заряд. Данный атом углерода притягивает электронные пары соседнᴇᴦο атома углерода, не связанного с атомом хлора. Исходя из всᴇᴦο выше сказанного, мы приходим к выводу, что атом хлора вызывает последовательное смещение электронных пар sigma -связей по всœей молекуле. На рис. 3 ϶то явление схематично изображено стрелками.

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

Рисунок 3. H -пропилхлорид

  • Рисунок 4.
  • Представление об индуктивном эффекте объясняет, почему происходит изменение констант скоростей и равновесий при введении в молекулу какого-либо полярного заместителя.

Эффект поля

При рассмотрении эффекта поля учитывается пространственное строение органической молекулы и диэлектрическая проницаемости среды, в которой эта молекула находится. В данном случае взаимное влияние чных электрических зарядов функциональных групп молекулы передается по кратчайшему расстоянию между ними.

Рассмотрим ϶то явление на примере молекулы 2-хлорэтиламина (рис. 5). Атом хлора соз чный положительный заряд на связанном с ним атоме углерода.

В результате неподеленная электронная пара атома азота в соответствии с законом Кулона смещается в сторону атома углерода, что, в свою очередь, снижает основность аминогруппы.

  1. Рисунок 5. 2-хлорэтиламин

В большинстве случаев индуктивный эффект и эффект поля действуют в одном направлении. По϶тому отделить один эффект от иного очень трудно и их часто рассматривают совместно.

Комбинацию индуктивного эффекта и эффекта поля называют полярным эффектом.

При ϶том используют и простой термин ʼʼиндуктивный эффектʼʼ, подразумевая, что в ϶то понятие включается и индуктивный эффект Льюиса, и эффект поля.

Источник: http://referatwork.ru/info-lections-55/nat/view/15811_induktivnyy_effekt_i_effekt_polya

Химическая энциклопедия. ИНДУКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ

Приглашаем посетить сайт

Тургенев (turgenev-lit.ru)

ИНДУКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ

ИНДУКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ (индукционный эффект) (позднелат. inductivus, от лат. inductio — наведение, побуждение), вид взаимного влияния атомов в молекулах, заключается в электростатич. воздействии зарядов на атомах или электрич. диполей связей на реакц. центр или к.-л. рассматриваемый атом (индикаторный атом). Наиб.

сильное и медленно затухающее влияние (напряженность электрич. поля обратно пропорциональна квадрату расстояния) оказывают заряженные заместители, напр. NR3+, SO3-, O-. Индуктивное влияние заместителей на константы равновесия или скорости р-ций выражается изменением разностей своб.

энергий dDG продуктов (или переходного состояния) и исходных в-в для замещенного соед. по сравнению со стандартным. Напр., при диссоциации к-т RCOOH появляется отрицат. заряд емежду атомами кислорода карбоксилатной группы. Он взаимод. с заместителем, несущим электрич. заряд, на расстоянии rс энергией dDG = e2r-1.

При наличии в молекуле полярного заместителя X (см. рис.)

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

dDG зависит от величины электрич. дипольного момента m, связи СЧX, расстояния rмежду точкой локализации диполя связи (обычно в центре тяжести суммарного заряда валентных электронов) и реакц. центром и угла q между направлениями m и r: dDG = Ч emcos qr-2. И. э. проявляется также в сдвиге электронов хим. связей под действием внутримол. электрич. поля.

Количественно он выражается величиной индуцир. дипольного момента mi, к-рая пропорциональна поляризуемости связи bв напряженности поля E: mi = bЕ. И. э. ведет к изменению полярности хим. связей. В ряду СН 3 Сl, СН 2 Сl2, СНСl3 дипольные моменты соед. равны соотв. (в Кл. м): 6,23.10-30; 4,63.10-30; 3,50.10-36.

Увеличение размера легко поляризуемого углеводородного радикала обусловливает возрастание дипольного момента молекулы (в скобках приведены значения m.1030 в Кл. м): СН 3 Сl (6,23), С 2 Н 5 Сl (6,30), изо-C3H7Cl(6,68), трет-C4H9Cl (7,71), 1-адамантилхлорид. В результате И. э. электронная плотность на реакц. центре или индикаторном атоме может увеличиваться (положит. И. э.

, +I) или уменьшаться (отрицат. И. э., ЧI). И. э. заряженного заместителя определяется знаком заряда: положительно заряженный является акцептором электронов, т. е. проявляет ЧI-эффект; отрицательно заряженный — донор (+I-эффект). Электроотрицат. группы обычно проявляют ЧI-эффект, а алкильные радикалы, кремний-, германий-и оловосодержащие группы и т. п. +I-эффект.

Однако при малых углах q возможен «обратный» И. э. Важную роль играют взаимод. зарядов с индуцируемыми ими в углеводородных радикалах диполями. Они стабилизируют заряды любого знака и проявляются гл. обр. в газофазных р-циях протонирования и кислотной диссоциации. Возникновение дипольного момента молекулы под воздействием электрич. поля реагента наз. индуктомерным эффектом.

В рамках формального подхода И. э. количественно описывается индуктивными константами заместителей sI или s*. Константы sI вычисляют из значений р К a бицикло[2.2.2]октан-1-карболовых к-т, замещенных в положении 4, или мета -замещенных бензойных к-т, в к-рых исключено сопряжение: sI (Х) = DрК a/r, где DрК a — изменение рК а к-ты при введении заместителя X, реакц.

постоянная r выбирается так, чтобы привести sI в шкалу констант Гаммета (см. Корреляционные соотношения). Индуктивные константы Тафта s* вычисляют из констант скорости гидролиза сложных эфиров XCOOR:

Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента

где индекс X относится к замещенному соед., Н — к стандарту, В — к щелочному, А — к кислотному гидролизу. Константы sI и s* связаны ур-нием sI = 0,16s*. Индуктивные константы положительны для электроноакцепторных заместителей, отрицательны для электронодонорных по сравнению со стандартом (X = Н для sI, X = СН 3 для s*).

Константы sI (даны в скобках) нек-рых типичных заместителей имеют след. усредненные значения: СОО — (-0,22), Si(CH3)3 (- 0,13), СН 3 (- 0,03), NH2 (0,09), Ph (0,13), ОН (0,26), Сl (0,46), Вr (0,46), СНО (0,30), СООН (0,30), CN (0,55), NO2 (0,65), Индуктивный эффект и эффект поля - Справочник студента И. э. неск. заместителей, за исключением геминальных, аддитивен. При введении дополнит. метиленовой группы между заместителем и реакц. центром И. э. ослабляется приблизительно в 2,5 раза. На этом основаны представления о передаче И. э. по цепи атомов с равномерным ослаблением на каждом из них, что обозначается обычно стрелками на связях, указывающими направление сдвига электронов: X ! CH2 ! CH2 ! CH3. И. э. — наиб. универсальный вид внутримол. электронных взаимодействий. Учет его является необходимым при анализе мезомерных, стерических и др. эффектов. Лит.: Верещагин А. Н., Индуктивный эффект, М., 1987. А. Н. Верещагин.

  • © 2000- NIV

Источник: http://es.niv.ru/doc/encyclopedia/chemistry/articles/538/induktivnyj-effekt.htm

Эффект индуктивного переноса

Из векторных диаграмм рис. 2.7 и рис. 2.8 видно, что средние проводники имеют увеличенные углы сдвига фаз относительно приложенного напряжения по сравнению с крайними проводниками.

Углы сдвига фаз между векторами приложенного напряжения U и векторами токов в средних проводниках могут быть очень близкими к 90° или даже больше 90°.

Это имеет место между индуктивно связанными элементами цепи.

Рассмотрим распределение токов и баланс мощностей в системе трех параллельных ТВЭ, в виде нитей с током, расположенных в одной плоскости на одинаковом расстоянии d друг от друга (рис. 2.13, а).

Сечение нитей достаточно мало, поэтому поверхностным эффектом и эффектом близости можно пренебречь. В силу симметрии токи в крайних нитях равны между собой (/j), ток в средней нити — /2.

Проводники обладают активным и индуктивным сопротивлением, а также взаимной индуктивностью.

В соответствии со схемой замещения (рис. 2.13, б) по законам Кирхгофа имеем:

Рис. 2.13. Схема трех параллельных ТВЭ (а), схема замещения (б) и векторная

  • диаграмма (в):
  • d — расстояние между проводниками; /*,, г2 — активное сопротивление проводников; L — индуктивность проводников; М — взаимная индуктивность между средним и крайними проводниками; Л/, — взаимная индуктивность между крайними проводниками; /,, /2 — токи в проводниках; /0 — общий ток; U — вектор напряжения; 2 — углы сдвига фаз между напряжением и токами в ветвях; а,, а2 — углы сдвига фаз между общим током и
  • токами в ветвях
  • Решая совместно эти уравнения, получим выражения для токов ветвей:

где СС| и а2 — углы сдвига фаз между общим током /0 и токами в ветвях / и /2; L — индуктивность проводников; М, М{ — взаимная индуктивность проводников. Введя обозначения

Для рассматриваемого расположения нитей с токами в пространстве характерно соотношение М> Мх и всегда имеет место условие L> М.

Тогда из (2.9) следует, что ток /2 всегда меньше тока 1Х. Из (2.10) вытекает неравенство pj > р0 > р2 > 0 и как следствие (2.12):

Следовательно, ток в крайней нити меньше тока в крайних нитях. Фаза тока в средней нити отрицательная, а в крайних нитях — положительная по отношению к общему току.

Рассмотрим входные сопротивления ветвей. Входное сопротивление первой (крайней) ветви равно:

где RBXл и ХшЛ — активное и индуктивное входные сопротивления первой ветви;

Отсюда

Величину ARx назовем величиной переноса активного сопротивления первой ветви, АХ] — величиной переноса индуктивного сопротивления первой ветви [1.9].

Для средней ветви справедливо соотношение:

где RBX 2 и Хвх 2 — соответственно входные активное и индуктивное сопротивления второй ветви;

Здесь AR2 и АХ2 — соответственно величины переноса активного реактивного и индуктивного сопротивлений второй ветви. Они равны:

Так как cq — ос2 > 0, справедливы неравенства:

Отсюда следует, что крайние ветви обладают большим сопротивлением по сравнению со средней ветвью. Отношение входного сопротивления любого проводника к активному сопротивлению этого проводника назовем коэффициентом индуктивного переноса сопротивления:

Тогда коэффициент дополнительных потерь любого проводника в системе из п параллельных проводников будет равен:

В связи с изложенным можно сделать вывод, что тепловые потери в системе параллельных проводников неодинаковы, т. е. в них наблюдается перенос мощности от одного проводника к другому через магнитное поле, созданное индуктивно связанными элементами.

Крайние проводники потребляют из сети мощность большую, чем средние. Средние проводники могут даже возвращать в сеть часть мощности переноса.

Условием эффекта переноса мощности в индуктивно связанных ветвях является несимметрия взаимно индуктивных связей средних и крайних ветвей, обусловленная их пространственным расположением. В условиях полной пространственной симметрии системы параллельных проводников, т. е.

при расположении проводников в вершинах равностороннего треугольника, токи в ветвях равны по величине и по фазе. В этих условиях перенос активной мощности отсутствует и из ветви в другую ветвь передается только реактивная мощность.

Все вышеизложенное в равной мере относится и для системы из четырех проводников. В этой системе токи = /4 и /2 = /3.

В системе трех и более ТВЭ, расположенных в одной плоскости, эффект индуктивного переноса мощности направлен от крайних проводников с опережающей фазой к средним проводникам с отстающей фазой по отношению к вектору приложенного напряжения. Интенсивность переноса зависит от числа и сечения ТВЭ, их расположения относительно друг друга и проводимости материала проводников. Мощность и сопротивление переноса тем больше, чем ближе ТВЭ друг к другу.

Распределение тока в одном и двух проводниках с учетом эффекта индуктивного переноса. Рассмотренный простой случай расположения трех проводников в одной плоскости позволяет объяснить закономерности, характерные и для одиночных проводников больших сечений.

Действительно, если выделить нить с током в геометрическом центре сечения одиночного проводника и симметрично относительно нее две нити тока, то токораспределение в них будет аналогичное рассмотренному в трех простейших проводниках. В центральных точках сечения плотность тока будет меньше, чем в крайних.

Читайте также:  Разделение труда - справочник студента

Фаза плотности тока уменьшается от краев к средине, становясь в средней области сечения отрицательной.

Как было уже показано, неравномерность распределения плотности тока по сечению одиночного проводника эквивалентна возрастанию его активного сопротивления (поверхностный эффект).

Изменение же фазы плотности тока по сечению говорит о переносе активной мощности внутри проводника, при котором поверхностные слои сечения (положительная фаза) потребляют мощность от источника, а осевые (отрицательная фаза) — возвращают ее в сеть.

В системе двух проводников с одинаковым направлением тока перенос мощности между проводниками отсутствует, так как фазы тока в силу симметрии равны, но неравномерность распределения тока по сечению увеличивает активное сопротивление проводников (эффект близости) и обусловливает перенос мощности от наружной поверхности проводников к внутренней. Из-за взаимной индуктивности М между проводниками равные по величине фазы плотности токов имеют противоположные знаки.

Источник: https://studref.com/493283/tehnika/effekt_induktivnogo_perenosa

ПОИСК

    Интересно, что с 2,4-динитрофторбензолом реакция идет значительно быстрее, чем с 2,4-динитрохлорбензолом. В гл. 3 было показано, что отщепление фторид-иона менее выгодно, чем отщепление хлорид-иона, так что большая активность фтористого соединения на первый взгляд кажется неожиданной.

Однако в этих реакциях замещения самая медленная стадия — присоединение аниона. Следующая стадия— отрыв иона галогена — имеет значительно большую скорость даже в случае фторид-иона.

Присоединению же аниона к кольцу благоприятствуют электроноакцепторные свойства галогена (индуктивный эффект и эффект поля), поэтому первая стадия протекает быстрее с фторпроизводным. [c.

183]     Помимо индуктивного эффекта и эффекта поля важную роль в определении силы органических кислот и оснований играют [c.40]

    Индуктивный эффект и эффект поля [c.32]

    Если бы химические связи всегда были независимы от соединения, в котором они находятся, то проблема молекулярной динамики легко решалась бы методами классической механики. Однако, как известно каждому химику, множество неуловимых факторов влияет на длину, полярность, направление, прочность связей.

Факторами, прямо влияющими на групповые частоты и интенсивности в молекулярном спектре, являются изменения атомной массы, колебательное взаимодействие, резонанс, индуктивный эффект и эффекты поля, сопряжение, водородная связь, напряжение углов и связей [56]. Эти возмущающие факторы обсуждаются в следующих разделах.

[c.155]

    Во многих случаях индуктивный эффект и эффект поля были разделены при этом исходили из того, что индуктивный эффект зависит только от природы связей, а эффект поля определяется геометрией молекулы (см. обсуждение этих понятий в кн. Марг Дж. Органическая химия Пер. с англ./Под ред. И. П. Белецкой. М. Мир, 1987. С. 32).— Прим. ред. [c.32]

    Несмотря на увеличение размеров заместителя У от Р к I, доля о/7го-изомера (а следовательно, и отношение /о//л) фактически возрастает.

Увеличивающийся стерический эффект, как и в случае алкилбензолов, действует в направлении ингибирования о-атаки, но этот эффект конкурирует с электроноакцепторным индуктивным эффектом и эффектом поля, проявляемыми атомом галогена V.

Индуктивный эффект уменьшается по мере удаления от атома галогена и проявляется несколько слабее в лара-положении по сравнению с соседним орто-положением.

Оттягивание электронов будет особенно отражаться в орго-положении при наличии очень электроотрицательного атома фтора, и поэтому наблюдается относительно медленная атака фтор-бензола в орто-положение, несмотря на малые размеры атома фтора. Электроноакцепторный эффект галогена заметно падает от Р к I (наибольшее изменение наблюдается при переходе от Р к С1), что и приводит к усилению атаки в орго-положение, несмотря на увеличение объема V. [c.178]

    Влияние других заместителей на скорость обмена фенильного водорода приведено в табл. 37 [34, 52]. Данные таблицы показывают, что ускоряющий эффект таких заместителей, как F, PhO или МеО, быстро падает по мере их удаления от реакционного центра. Кроме того, относительные скорости обмена для ортоположений прекрасно коррелируют с индуктивными константами заместителей О/ [34], при этом р = И Таким образом, индуктивный эффект и эффект поля играют главную роль в стабилизации заряда. [c.110]

    Индуктивные эффекты и эффекты поля имеют определенное значение для ряда систем, которые в этой книге рассмотрены только в терминах резонанса. Так например, следует ожидать проявления полярных эф [c.31]

    ИНДУКТИВНЫЙ ЭФФЕКТ И ЭФФЕКТ ПОЛЯ  [c.519]

    На основании таких современных понятий физико-органической химии, как поляризуемость, сверхсопряжение, резонансный, стерический и индуктивный эффекты и эффекты поля, можно в ряде случаев объяснить или предсказать изменения в масс-спектре молекулы, происходящие при введении в иее разлггаиых заместителей. Кроме того, тем факторам, которые определяют образование и дальнейший распад определенного нона, наблюдаемого в масс-спектре молекулы, можно поставить в соответствие определенные количественные характеристики. В этих количественных характеристиках может быть учтено, во-первых, влияние заместителя на стабильность связей в определенных системах (например, константа Гамметта а в случае ароматических систем) и, во-вторых, восприимчивость связи в данной системе к возмущающему действию заместителя (например, константа q в ароматических системах). [c.357]

    Как уже говорилось, на близком расстоянии индуктивный эффект и эффект поля действуют совместно и определить долю влияния каждого из них не задается. На более далеком расстоянии — через две — три С—С-связи влияние индуктивного эффекта затухает, осуигсствление же эффекта поля возможно в той конформации, где взаимодействующие группы сближены. [c.59]

    Как уже говорилось, иа бли КОм расстоянии индуктивный эффект и эффект поля дейсгвуюг совмесгно и определить долю влияния каждого из пнх не удается. На более далекоу расстоянии — через две-трн С—С связи — влияние индуктивного эффекта затухает, осуществление же эффекта поля возможно в той конформации, где взаимодействующие группы сближены. [c.60]

    В случае электрофильного ароматического замещения эффект поля трудно отличить от индуктивного эффекта, потому что, во-первых, знаки обоих эффектов совпадают и, во-вторых, после того как эти эффекты вызвали смещения электронов в ароматическом кольце, дальнейшее перераспределение электронной плотности с большей эффективностью происходит по системе сопряжения самого ароматического кольца. Относительно того, где искать доказательства существования эффекта поля, в первом издании этой книги было сказано, что эффект поля мог бы, если бы он был достаточно велик, произвести обращение от мета- к пара-ориентации или наоборот, если эта ориентация ожидается при наличии только индуктивных эффектов . Однако,— было сказано затем, — эффект поля не является достаточно сильным . Тем не менее в недавней работе Ридда и сотр. [72] были приведены доказательства действия эффекта поля в предсказанном направлении. Индуктивный эффект и эффект поля в своей простейшей форме проявляются, когда они обусловлены ионным зарядом. В рассмотренном Риддом случае распределение заряда по кольцу вследствие действия этих эффектов, обусловленных положительным зарядом в боковой цепи, представляется следующим. Индуктивный эффект от а-углеродного атома распространяется почти без ослабления (на рис. 27 без изменения) в орто- и пара-положения, а затем из этих положений со значительным ослаблением — в ле/па-положения. Эффект поля возникает главным образом на орпго-углеродных атомах (влиянием поля на другие положения ядра можно пренебречь), от которых он распространяется без заметного ослабления (на рис. 27 без изменения) в орто- и пара-положения по отношению к этим атомам (т. е. в а- и метаположения к заместителю), а отсюда со значительным ослаблением — в единственное оставшееся положение кольца (пара-положение к заместителю). Таким образом, индуктивный эффект и эффект поля обусловливают противоположное влияние на ориентацию в мета- и пара-положения, но оба дезактивируют орто-положения. [c.256]

    При замещении атома водорода в жирной кислоте таким электроотрицательным атомом, как хлор, константа кислотности возрастает.

С увеличением расстояния между заместителем и карбоксильной группой такое возрастание силы кислот становится значительно менее заметным, что иллюстрируется данными, приведенными в табл. 196 и 197.

Приведенные значения констант диссоциации являются, вероятно, результатом совместного действия индуктивного (—/) эффекта и эффекта поля. Для раздельного учета этих двух влияний необходимы более совершенные, чем имеются в настоящее вредш, методы расчета. [c.922]

Смотреть страницы где упоминается термин Индуктивный эффект и эффект поля: [c.375]    [c.167]    [c.1197]    [c.582]    [c.88]    [c.332]    [c.334]    [c.923]    [c.999]    [c.1009]    [c.167]    Смотреть главы в:

Органическая химия. Т.1 -> Индуктивный эффект и эффект поля

Органическая химия -> Индуктивный эффект и эффект поля

Механизмы реакций в органической химии -> Индуктивный эффект и эффект поля

  • Индуктивность
  • Индуктивный эффект
  • Поля эффект
  • Эффект поля Эффект

© 2019 chem21.info Реклама на сайте

Источник: https://www.chem21.info/info/1493321/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 1

�ндуктивный эффект заместителей и эффект поля на очень близком расстоянии нельзя отделять друг от друга.

Поэтому РѕР±Р° эти эффекта обычно рассматриваются совместно Рё РёС… общее влияние объединяют РїРѕРґ названием полярный эффект или, употребляя название индуктивный эффект, подразумевают одновременное действие эффекта поля. Влияние заместителей РЅР° атомы, находящиеся РЅР° более далеком расстоянии ( РІ 1 4-положенин или более), лишь РІ ничтожной степени передается РїРѕ линии связей Рё РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј сводится Рє влиянию через пространство. Так как эффект поля является более общим эффектом, чем индуктивный эффект, целесообразно, РЅРµ РІРІРѕРґСЏ новых символов, включать / — эффект РІ F-эффект.  [1]

�ндуктивный эффект заместителей и эффект поля на близком расстоянии нельзя отделять друг от друга, и определение относительного вклада этих двух эффектов затруднительно.

Влияние заместителей на атомы, находящиеся на более далеком расстоянии ( в 1 3-положении и далее), в основном сводится к влиянию через пространство.

Таким образом, эффект поля является более общим эффектом, чем индуктивный эффект.  [2]

  • Р’Рѕ-первых, непосредственный индуктивный эффект заместителя может РІ большей степени повлиять РЅР° атаку положительно заряженной частицей, чем РЅР° атаку формально нейтральной молекулой.  [4]
  • Противоположное влияние индуктивного эффекта заместителей РЅР° скорости реакций 5 1 Рё Sjv2 проявляется РІ знаке константы СЂ РІ корреляционных уравнениях Тафта Рё Гаммета.  [5]
  • Р’ СЃРІСЏР·Рё СЃ действием индуктивного эффекта соседних заместителей РЅР° реакционную способность карбонильной РіСЂСѓРїРїС‹ следует указать РЅР° известный факт: кетоны Рё альдегиды, замещенные — / — или — Рњ — группами, образуют стабильные гидраты Рё полуацетали.  [6]

Эти зависимости подтверждают заключение, что индуктивный эффект заместителей должен оказывать решающее влияние РІ определении реакционной способности кольца, Р° также РІ Р¶ — / Рі-ориентации РІ реакциях замещения РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° металлом. РћРЅРё подтверждают также заключение Рѕ том, что механизм реакции должен включать удаление РёР· кольца атома РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РїСЂРё помощи карбаниоиа.  [7]

Уменьшение скорости реакции, РїРѕРјРёРјРѕ изменения индуктивного эффекта заместителей, РїРѕ-РІРёРґРёРјРѕРјСѓ, может быть связано также Рё СЃРѕ стерическими препятствиями.  [8]

Стабилизация R: — Р·Р° счет индуктивного эффекта заместителя имеет место РІ тех случаях, РєРѕРіРґР° углеродный атом, соединенный СЃ карбоксильной РіСЂСѓРїРїРѕР№, связан СЃ высокоэлектроотрицательными заместителями, которые Р·Р° счет индуктивного СЃРґРІРёРіР° электронов смещают электронную плотность Рё электрический заряд РѕС‚ отрицательного атома РІ карбанионе. Примерами РјРѕРіСѓС‚ служить трихлороуксусная кислота Рё 2 4 6-тринитробензой-ная кислота, РѕР±Рµ разлагаются РІ кипящей РІРѕРґРµ.  [9]

Для простых типов соединений относительная сила индуктивных эффектов формально нейтральных заместителей может быть выведена СЃ достаточной точностью РёР· электроотрицательности атомных заместителей ( для случая простых РіСЂСѓРїРї, содержащих Рћ, N или S — РёР· соответствующих величин электроотрицательности для этих элементов); силу индуктивных эффектов можно также скоррелировать СЃ дипольными моментами. Так, следует ожидать, что для галогенов, величина — / — эффекта уменьшается РІ следующем РїРѕСЂСЏРґРєРµ: F РЎ1 Р’Рі I. Аналогично фтор оказывает больший эффект, чем кислород или азот, РІ то время как РћРќ-РіСЂСѓРїРїР° более эффективна, чем SH-или NH2 — rpynna. Очевидно также, что — / — эффект атома кислорода или азота будет уменьшаться, если РѕРЅ несет дополнительную алкильную РіСЂСѓРїРїСѓ, / — эффект которой будет частично удовлетворять электроноакцепторную способность атома кислорода или азота. Выводы РёР· величин дипольных моментов следует делать более осторожно. Так, например, недопустимо сравнивать моменты РґРІСѓС… моногалогеналканов, если РёС… алкильные радикалы различны. Р’ том же случае, РєРѕРіРґР° эти радикалы одинаковы, сравнение величин дипольных моментов служит хорошим критерием степени индуктивного влияния РіСЂСѓРїРї. Диполь-ные моменты для газообразных нитро -, хлор -, Р±СЂРѕРј — Рё иодметанов равны соответственно 3 54, 1 83, 1 79 Рё 1 64 Р” ( 11 7 — Р® 30, 6 04 — Р® 30, 5 9 — Рљ) — 30 Рё 5 4 — 10 — 30 РљР» — Рј), причем этому СЂСЏРґСѓ соответствует также аналогичный СЂСЏРґ для индуктивных эффектов этих заместителей, полученный РЅР° основании РґСЂСѓРіРёС… данных. Так, дипольные моменты РЎРќ3РЎ1, РЎ2Рќ5РЎ1, ( РЎРќ3) 2РЎРќРЎ1 Рё ( РЎРќ3) Р·РЎРЎ1 увеличиваются РІ этом СЂСЏРґСѓ Рё, следовательно, РІ таком же РїРѕСЂСЏРґРєРµ увеличиваются поляризации РіСЂСѓРїРї Рё / — эффекты. Однако существует СЂСЏРґ осложнений, которые следует принимать РІРѕ внимание РїСЂРё любых попытках слишком непосредственно коррелировать индуктивные эффекты СЃ дипольными моментами, РЅРѕ РѕРЅРё РЅРµ Р±СѓРґСѓС‚ здесь рассматриваться ( СЃРј., однако, замечания РІ РіР».  [10]

При металлировании ароматических соединений решающее значение имеет индуктивный эффект заместителя в ароматическом кольце.

Если заместителем является электроотрицательная РіСЂСѓРїРїР° ( например, РЎР“3) или электроотрицательный атом ( F, G1, Р’Рі, J, Р° также атомы Рћ, S, N, входящие РІ состав РіСЂСѓРїРї, например, OR, SR, NR2), то смещение электронов вызывает поляризацию РЎРќ-связей кольца, РїСЂРё которой увеличивается подвижность атомов РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° РїРѕ сравнению СЃ незамещенным бензолом. Кислотность РЎРќ-связей РІ ароматическом кольце уменьшается РїРѕ мере удаления РѕС‚ заместителя РІ подследовательности: орто мета пара. Р�ндуктивное влияние заместителя элек-тронодонора сказывается противоположным образом, наиболее затрудняя металлирование прежде всего РІ орто-положение.  [11]

  1. Направление присоединения нуклеофилов Рє замещенным аринам зависит РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РѕС‚ индуктивного эффекта заместителя, так как вследствие ортогональности несвязывающих РѕСЂ биталей тройной СЃРІСЏР·Рё СЃ Р»-орбиталями ароматической системы резонансный эффект РІ аринах РЅРµ играет роли Рё проявляется только после присоединения нуклеофила.  [12]
  2. Р�зменения химических СЃРґРІРёРіРѕРІ I4N для алифатических нитро-соединений РѕР±СЉСЏСЃРЅСЏСЋС‚ обычно влиянием индуктивного эффекта заместителей.  [14]
  3. Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id623423p1.html

Ссылка на основную публикацию