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化学中的“共轭”

(2017-06-09 16:50:01)
标签:

化学

学习

科学

对比

分类: 化学与科学
       共轭在数学、物理、化学等学科中都有出现。本意:两头牛背上的架子称为,轭使两头牛同步行走。共轭即为按一定的规律相配的一对。通俗点说就是孪生。数学中有共轭复数共轭双曲线等。
     化学的酸碱质子理论中,有共轭酸碱对之说:一个碱,得到一个质子后就形成了它的共轭酸;一个酸,失去一个质子后就形成了它的共轭碱。
再看有机化学中的”共轭效应“,又称离域效应,电子效应的一种,指由于形成共轭π键而引起的分子性质的改变,“共轭效应增强稳定”是有机化学的最基本原理之一.。共轭效应主要表现在两个方面:
共轭能:形成共轭π键的结果使体系的能量降低,分子稳定。例如CH2=CH—CH=CH2共轭分子,由于π键与π键的相互作用,使分子的总能量降低了,也就是说, CH2=CH—CH=CH2分子的能量比两个不共轭的CH2=CH2分子的能量总和要低。所低的数值叫做共轭能。
键长:从电子云的观点来看,在给定的原子间,电子云重叠得越多,电子云密度越大,两个原子结合得就越牢固,键长也就越短,共轭π键的生成使得电子云的分布趋向平均化,导致共轭分子中单键的键长缩短,双键的键长加长。[3] 
组成共轭体系的原子处于同一平面,共轭体系的p电子,不只局限于两个原子之间运动,而是发生离域作用,使共轭体系的分子产生一系列特征,如分子内能低、稳定性高、键长趋于平均化,以及在外电场影响下共轭分子链发生极性交替现象和引起分子其他某些性质的变化,这些变化通常称为共轭效应。
其中,p电子在多个原子间运动形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键,或共轭大π键,简称大π键。其形成条件为:

①这些原子(三个及以上)都在同一平面上;

②这些原子有相互平行的p轨道;

③p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。

由于共轭π 键的离域作用,当分子中任何一个组成共轭体系的原子受外界试剂作用时,它会立即影响到体系的其它部分。共轭分子的共轭π键或离域键是化学反应的核心部位。

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