Презентация на тему "Основы органической химии"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Основы органической химии

  Семинар-4. Взаимное влияние атомов E-mail: irkrav66@gmail.com лектор: проф. Рохин Александр Валерьевич

• 
  Слайд 2

  Взаимное влияние атомов

  Взаимное влияние атомов в молекуле, ионе, радикале осуществляется под влиянием электронных и пространственных эффектов. Это позволяет определить реакционную способность органических соединений. 09.02.2018 2

• 
  Слайд 3

  Заместители -

  09.02.2018 3 любой атом (кроме водорода), который непосредственно не участвует в реакции, но оказывает влияние на реагирующую часть молекулы: на положение и активность реагирующего центра.

• 
  Слайд 4

  Электронные эффекты

  09.02.2018 4 Смещение электронной плотности в молекуле, ионе, радикале под влияние заместителей, подразделяются на: - электронодонорные; - электроноакцепторные.

• 
  Слайд 5

  Электронодонорные заместители

  атомная группировка (или атом), повышающая электронную плотность на остальной части молекулы 09.02.2018 5

• 
  Слайд 6

  Электроноакцепторные заместители

  атомная группировка (или атом), понижающая электронную плотность на связанном с ним углеводородном фрагменте 09.02.2018 6

• 
  Слайд 7
  

  Два вида влияний заместителей: индуктивный эффект (±I); мезомерный эффект (±M). В зависимости от смещения плотности различают положительные и отрицательные эффекты. 09.02.2018 7

• 
  Слайд 8

  Индуктивный эффект

  Передача по цепи сигма-связей электронного влияния заместителей, которое обусловлено различиями в электроотрицательности атомов 09.02.2018 8

• 
  Слайд 9
  

  Направление смещения электронной плотности σ-связей обозначается стрелками и символами частичных зарядов (δ+ или δ-) 09.02.2018 9

• 
  Слайд 10
  

  Из-за слабой поляризуемостиσ-связей I-эффект быстро ослабевает с удалением заместителя и через 3-4 связи практически равен нулю. В зависимости от смещения наблюдают положительные +I-эффекты и отрицательные -I-эффекты. I-эффект водорода равен нулю. 09.02.2018 10

• 
  Слайд 11

  -I-эффект

  Проявляет заместитель, уменьшающий электронную плотность Заместитель приобретает частичный отрицательный заряд, атом углерода – положительный. 09.02.2018 11

• 
  Слайд 12

  Определение -I-эффекта

  09.02.2018 12

• 
  Слайд 13

  +I-эффект

  Проявляет заместитель, увеличива-ющий электронную плотность Заместитель приобретает частичный положительный заряд, атом углерода – отрицательный. 09.02.2018 13

• 
  Слайд 14

  Определение +I-эффекта

  09.02.2018 14

• 
  Слайд 15

  Мезомерный эффект

  Передача электронного влияния заместителей по сопряжённой π-системе. Благодаря подвижности π-электронов передаётся по цепи без затухания 09.02.2018 15

• 
  Слайд 16
  

  Графически изображают изогнутыми стрелками. В зависимости от направления смещения электронной плотности различают отрицательный (-М) и положительный (+М) мезомерный эффект. Величина эффекта определяется рядом правил. 09.02.2018 16

• 
  Слайд 17

  Правила определения величины и знака М-эффекта

  09.02.2018 17

• 
  Слайд 18

  Правило 1.

  Величина М-эффекта растет с увеличением заряда заместителя. Ионы проявляют наиболее сильный М-эффект: 09.02.2018 18

• 
  Слайд 19

  Правило 2

  -М-эффект заместителей тем сильнее, чем больше электроотрицательность имеющихся в заместителе элементов: 09.02.2018 19

• 
  Слайд 20

  Правило 3

  -М-эффект заместителей тем сильнее, чем меньше их внутренняя мезомерия (делокализация электронов), например: 09.02.2018 20

• 
  Слайд 21
  

  Группа С=О в этом случае связана с группировками, +М-эффект которых в ряду O-, NH2, OH, OR уменьшается и, наконец, для CH3 и Н – равен нулю. 09.02.2018 21

• 
  Слайд 22
  

  В хлорацильной группе -С(О)Cl атом хлора проявляет +М-эффект, однако он значительно слабее -I-эффекта мезомерное взаимодействие невелико вследствие относительно малой степени перекрывания существенно различаю-щихсяорбиталей – 2р-АО sp2-гибридизованного атома углерода и 3р-АО хлора 09.02.2018 22

• 
  Слайд 23

  Правило 4

  +М-эффект заместителя тем сильнее, чем меньше электроотрицательностьгетероатома, входящего в его состав: 09.02.2018 23

• 
  Слайд 24
  

  Исключение составляют галогены: 09.02.2018 24

• 
  Слайд 25
  

  Причина этого явления заключается в том, что эффективность перекрывания 2р-АО sp2-гибридизованного атома углерода с р-орбиталями галогенов уменьшается с увеличением их различий в энергетических уровнях: 09.02.2018 25

• 
  Слайд 26

  +М-эффект

  Характерен для групп:-OH, -NH2, -OR. В молекуле фенола C6H5-OH группа ОН проявляет +М-эффект за счёт неподелённых пар кислорода: 09.02.2018 26

• 
  Слайд 27

  -М-эффект

  Характерен для групп СOH, СООН, NО2. В молекуле фенола C6H5-СOHпи-орбиталь расположена перпендикулярно 09.02.2018 27

• 
  Слайд 28

  Суммарный электронный эффект

  В случае противоположной направленности индуктивного и мезомерного эффектов общее действие заместителя определяется более сильным эффектом. 09.02.2018 28

• 
  Слайд 29
  

  в молекуле анилина аминогруппа NH2 одновременно проявляет -I-эффект (за счет большей электроотрицательности атома азота по сравнению с углеродом) и +М-эффект (за счет участия неподеленной пары электронов в системе p-сопряжения): 09.02.2018 29

• 
  Слайд 30
  

  аминогруппа является электроно-донорным заместителем, т.к. преобладает более сильный +М-эффект. отрицательный I-эффект относительно слаб: 09.02.2018 30

• 
  Слайд 31
  

  Аналогичная ситуация (+М > -I) характерна для групп: -NHR, -NR2, -OH, -OR, связанных с sp2- или sp-атомом сопряженной системы. 09.02.2018 31

• 
  Слайд 32
  

  В случае галогенов, напротив, преобладает -I-эффект, поскольку, кроме максимально электроотрицательного фтора (очень сильный -I-эффект), р-АО других атомов этой группы не способны к эффективному взаимодействию с р-АО углерода. 09.02.2018 32

• 
  Слайд 33
  

  09.02.2018 33

• 
  Слайд 34

  Пространственные эффекты

  (стерические) эффекты определяют доступность реакционных центров в молекуле. Объёмные группы могут блокировать центры в молекуле и снижать её реакционную способность. 09.02.2018 34

• 
  Слайд 35
  

  Скорость реакции присоединения по С=О-группе снижается в ряду: 09.02.2018 35

• 
  Слайд 36

  Эффект сверхсопряжения

  Группа метил CH3 (в меньшей степени, CH2R и СHR2), связанная с sp2 или sp-атомом, проявляет слабый эффект электронной делокализации, называемый эффектом сверхсопряжения (или гиперконъюгации). Этот эффект обусловлен перекрыванием s-молекулярной орбитали связи С-Н . 09.02.2018 36

• 
  Слайд 37
  

  с π-молекулярной орбиталью кратной связи (σ, π-сопряжение): 09.02.2018 37

• 
  Слайд 38
  

  с р-атомнойорбиталью (σ, р-сопряжение): 09.02.2018 38

• 
  Слайд 39
  

  Графически эффект сверхсопряжения обозначается изогнутой стрелкой, охватывающей С-Н связи и направленной в сторону π-связи или к атому с р-АО: 09.02.2018 39

• 
  Слайд 40
  

  Направление стрелки показывает смещение σ-электронов связи С-Н в сторону кратной связи или р-АО. метильная группа при sp2- (или sp-) атоме проявляет электронодонорные свойства не только за счет +I-эффекта, но и в результате сверхсопряжения. 09.02.2018 40

• 
  Слайд 41
  

  сверхсопряжение является слабым эффектом, но его роль в стабилизации вторичных и, тем более, третичных свободных радикалов и катионов вследствие делокализации электронов весьма значительна. 09.02.2018 41

• 
  Слайд 42
  

  Именно этим фактором, в частности, объясняется увеличение устойчивости свободных радикалов в ряду: 09.02.2018 42

• 
  Слайд 43
  

  В той же последовательности возрастает устойчивость карбокатионов, которая обусловлена как +I-эффектом алкильных групп, так и эффектом сверхсопряжения: 09.02.2018 43

• 
  Слайд 44
  

  Наибольшая стабильность трет-бутил-катиона+C(CH3)3 объясняется не только действием +I-эффекта, но и делокализацией положительного заряда в результате сверхсопряжения: 09.02.2018 44

• 
  Слайд 45

  1.Контрольная работа

  09.02.2018 45

• 
  Слайд 46

  2. Контрольная работа

  09.02.2018 46 1 2 3 4

• 
  Слайд 47

  3.Контрольная работа

  09.02.2018 47

• 
  Слайд 48

  4. Контрольная работа

  09.02.2018 48

• 
  Слайд 49

  5. Контрольная работа

  К какому типу органических соединений относится хлоропрен (вещество для получения синтетического каучука): 09.02.2018 49 Ответ 1: к непредельным алициклическимОтвет 2: к непредельным ациклическимОтвет 3: к предельным алифатическимОтвет 4: к непредельным гетероциклическим

• 
  Слайд 50

  6. Контрольная работа

  Функциональной группой фенолов является . . . 09.02.2018 50 Ответ 1: группа -NH2Ответ 2: группа -COOHОтвет 3: группа -OHОтвет 4: группа -NO2

• 
  Слайд 51

  7. Контрольная работа

  Какие из приведенных соединений относятся к классу:а) спиртов;   б) карбоновых кислот? 09.02.2018 51 I. C3H7OH;    II. CH3CHO;    III. CH3COOH;    IV. CH3NO2 Ответ 1 : а) III;       б) IVОтвет 2 : а) I;          б) IIОтвет 3 : а) II;         б) IОтвет 4 : а) I;          б) III