Indukčný účinok

The Indukčný-Hahnov efekt, Efekt kohúta alebo HI efekt je efekt zmeny náboja v organickej chémii, ktorý je obidva +Pôsobím („Tlačenie elektrónov“), ako aj −I efekt („výber elektrónov“). Spúšťajú ho funkčné skupiny alebo jednotlivé atómy.

elektrónových párov

V chémii sa to pozoruje, keď rozdiely v elektronegativite medzi atómami alebo funkčnými skupinami molekuly polarizujú atómové väzby. Tento termín sa v chémii používa na charakterizáciu väzieb elektrónových párov. Predstavil ho americký chemik Linus Carl Pauling.

Ďalšie odporúčané odborné znalosti

Bezpečný rozsah váženia na zabezpečenie presných výsledkov

Pochopte účinky statickej elektriny na vašu váhu

Vyšší výkon váženia v 6 jednoduchých krokoch

Obsah

základe

Príčinou týchto účinkov je asymetria v distribúcii elektrónov vo väzbe elektrónových párov, presnejšie vo väzbách σ-elektrónových párov. Dva atómy spojené touto väzbou elektrónových párov zdieľajú dva elektróny. Týmto elektrónom nie je priradené pevné miesto, ale v rámci tohto spojenia sú voľne pohyblivé. Elektróny sú priťahované k atómu, ktorý má väčšiu elektronegativitu.

Existujú dva typy I-efektov: +Pôsobím (prečítané: pozitívny indukčný účinok) a −I efekt (prečítané: negatívny indukčný účinok). Elektronegatívnejší atóm má efekt −I, takže elektrónová hustota v druhom atóme je znížená. S efektom + I sú elektróny odtlačené od jedného atómu a tým sa zvyšuje hustota elektrónov na druhom atóme. Väzba má teraz dipólový charakter, ktorý je charakterizovaný δ + na atóme s nižšou hustotou náboja a δ - na atóme s vysokou hustotou náboja.

Všeobecné

Atómové väzby môžu mať rôznu polaritu v závislosti od elektronegativity partnerov väzby. Ak je jeden z prvkov elektronegatívnejší, elektróny sú častejšie v jeho blízkosti. To posúva rovnováhu nábojov tak, že elektronegatívny prvok je viac alebo menej silne negatívne polarizovaný.

Príkladom je voda (H2O). Vďaka vyššej elektronegativite zostávajú elektróny s atómom kyslíka častejšie. V molekule vody je to vyjadrené δ - v blízkosti atómu O, ako aj δ + vedľa každého z dvoch atómov vodíka. Δ - s kyslíkom je často napísaný o niečo väčší. Je to bežné, pretože δ - náboj na atóme kyslíka je dvakrát vyšší ako každý jednotlivý atóm vodíka.

Ak k tomu dôjde v molekule, indukčná sila pôsobí aj na atómy nasledujúce v reťazci, napríklad takto:

Cl δ− –C 5+++ –C 5++ –C- δ+ -R

δ ++ znamená vyšší kladný čiastočný náboj ako δ+

Atóm chlóru vás rozpustí Indukčný účinok ktorý ovplyvňuje tri nasledujúce atómy uhlíka. Sila však klesá, čím ďalej je postihnutý atóm vzdialený od spúšťacieho činidla.

Nebezpečenstvo! A Indukčný účinok môže tiež ovplyvňovať susedné molekuly!

Sila a dosah

Na porovnanie sily indukčného účinku atómov alebo skupín atómov sa porovnáva elektronegativita substituenta s elektronegativitou vodíka.

Indukčný účinok môže pôsobiť na ďalšie atómy alebo skupiny atómov cez viac väzieb. Sila však klesá s druhou mocninou vzdialenosti (t.j. čoraz viac so vzdialenosťou).

Predpokladá sa, že indukčné účinky nemajú žiadny ďalší účinok ako tri susedné väzby.

príklad

Spravidla sa však pri zložitejších spojeniach uvažuje s I-efektmi. Toto umožňuje analyzovať správanie spojenia.

Napríklad účinok −I s kyselinou trichlóroctovou má rozsiahlejšie účinky. V tejto súvislosti pôsobia tri atómy Cl účinku −I na atóm C. Výsledkom je, že atóm uhlíka priťahuje elektróny susedného atómu uhlíka, čím tento atóm uhlíka priťahuje elektróny zo susedného a jednoducho viazaného kyslíka. Väzba medzi atómom O a atómom H, ktorý je s ním spojený, je oslabená a ión H + (protón) sa dá veľmi ľahko odštiepiť. V tomto príklade účinok - I spúšťa reťazovú reakciu, ktorá má rozhodujúci vplyv na správanie molekuly.

+Pôsobím

Častice, ktoré pôsobia na elektróny, majú efekt + I. Stáva sa to napríklad vtedy, keď je častica záporne nabitá alebo má nízku elektronegativitu. Účinok + I možno pozorovať aj pri tvorbe hybridných orbitálov, napríklad účinkuje metylová skupina CH3 Darovanie elektrónov, aj keď to nie je možné vidieť kvôli jednoduchej väzbe C - C.

−I efekt

Atómy, ktoré majú účinok priťahujúci elektróny, majú efekt −I. Prilákajú elektróny. Je to zvyčajne kvôli vysokej elektronegativite. Silne elektronegatívne častice priťahujú elektróny obzvlášť silno.

Induktívne pôsobiace skupiny

Tu sú niektoré skupiny, ktoré pôsobia indukčne a stupeň polarizácie klesá zhora nadol:

  • t-Butylová skupina -C (CH3) 3
  • i-Propylová skupina -CH (CH3) 2
  • Etylová skupina -C2H5
  • Metylová skupina -CH3
  • Anión kyslíka –O -
  • Alkylová skupina -R.
  • Kyslík v karbonylovej skupine C = O
  • Hydroxylová skupina -OH
  • Atóm jódu –I
  • Atóm brómu –Br
  • Atóm chlóru -Cl
  • Nitroskupina -NO2
  • Aminoskupina -NH2
  • Karboxylová skupina -COOH
  • Atóm fluóru –F

Účinky indukčného účinku

Účinky indukčného javu spočívajú v tom, že iné polárne molekuly sa teraz môžu spojiť s uvedenou molekulou a zaútočiť na ňu. Ďalej má indukčný účinok vplyv na polohu druhých substituentov na benzéne. Okrem toho má indukčný účinok rozhodujúci vplyv na kyslosť molekuly. Napríklad, ak má molekula silne elektronegatívny (elektrón-priťahujúci) substituent, je uľahčené odštiepenie protónu (-I efekt). Naopak, substituent poskytujúci elektróny vedie k nízkej sile kyseliny (účinok + I).