如何理解共轭的化学含义?

来源:网友推荐     更新:2025-05-20
化学共轭含义?

正常共轭效应
又称 - 共轭。是指两个以上双键(或三键)以单键相联结时所发生的 电子的离位作用。英戈尔德,C.K.称这种效应为仲介效应,并且认为,共轭体系中这种电子的位移是由有关各原子的电负性和 p 轨道的大小(或主量子数)决定的。据此若在简单的正常共轭体系中发生以下的电子离位作用: (例如:CH2 CH—CH CH2、CH2 CH—CH O)。Y 原子的电负性和它的 p 轨道半径愈大,则它吸引 电子的能力也愈大,愈有利於基团—X Y从基准双键 A B—吸引 电子的共轭效应(如同右边的箭头所示)。与此相反,如果A原子的电负性和它的 p 轨道半径愈大,则它释放电子使其向 Y 原子移动的能力愈小,愈不利于向—X Y基团方向给电子的共轭效应。中间原子 B 和 X 的特性也与共轭效应直接相关。
多电子共轭效应
又称 p- 共轭。在简单的多电子共轭体系中,Z 为一个带有 p 电子对 (或称 n电子)的原子或基团。这样的共轭体系中,除 Z 能形成 d- 共轭情况外,都有向基准双键 A B—方向给电子的共轭效应: (例如 等)。Z 原子的一对 p 电子的作用,类似正常共轭体系中的—X Y基团。
超共轭效应
又称 - 共轭,它是由一个烷基的 C—H 键的 键电子与相邻的 键电子互相重叠而产生的一种共轭现象。依照多电子共轭的理论,一个C—H键或整个CH基团可作为一个假原子来看待,有如结构式 中的 Z 原子: (例如 CH2 CH—CH3、O CH—CH3等) 。超共轭效应存在于烷基连接在不饱和键上的化合物中,超共轭效应的大小由烷基中 -H 原子的数目多少而定,甲基最强,第三丁基最弱。超共轭效应比一般正常共轭效应和多电子共轭效应弱得多。 (分为δ-π和δ-p两种)
同共轭效应
又称 p 轨道与 p 轨道的 型重叠。甲基以上的烷基,除有超共轭效应外,还可能产生同共轭效应。
所有同共轭效应,原是指 碳原子上的 C—H 键与邻近的 键间的相互作用。大量的化学活性和电子光谱的数据表明,在丙烯基离子和类似的烯羰基中,存在一种特殊的 p- 或 - 共轭现象,即所谓同共轭效应:
在丙烯基离子中是烯碳原子上的 p 轨道,与正碳离子( )上的空p轨道,作型的部分重叠;而在类似的烯羰基中,则是羰基碳原子的 p轨道与烯碳原子( )的p轨道作 型的部分重叠:

共轭简单来说就是单双键的交替,可以理解为它们的π电子在整个共轭范围里是平均化的,也就是相邻的π电子云之间有重叠,这种作用就是共轭,降低了体系的能量,提高了体系稳定性。π电子云也可以和空的p轨道发生交叠,发生共轭,电子云密度降低,体系能量降低,这也是烯丙型碳正离子稳定的原因。共轭效应 (conjugated effect) ,又称离域效应,是指由于共轭π键的形成而引起分子性质的改变的效应.H2C=CH2,π键的两个π电子的运动范围局限在两个碳原子之间,这叫做定域运动.CH2=CH-CH=CH2中,可以看作两个孤立的双键重合在一起,π电子的运动范围不再局限在两个碳原子之间,而是扩充到四个碳原子之间,这叫做离域现象.这种分子叫共轭分子.共轭分子中任何一个原子受到外界试剂的作用,其它部分可以马上受到影响.



只要是两个不饱和键通过单键相连,就可以形成π-π共轭体系.例如:
CH2=CH-CH=CH2(双键和双键形成的π-π共轭体系)
CH2=CH-CH=O(碳碳双键和碳氧双键形成的π-π共轭体系)
CH2=CH-C≡N(碳碳双键和碳氮三键形成的π-π共轭体系)
如果与π键相连的某一原子具有一个与π键相平行的p轨道,那么这个p轨道就可以和π键离域,形成p-π共轭.例如:
CH2=CH-O-CH3; CH2=CH-N-CH3; CH2=CH-Cl
超共轭效应是由σ(Csp3-H1s)键参与的共轭效应,分为σ-π超共轭,即σ(Csp3-H1s)键与π键的共轭,和σ-p超共轭,即σ(Csp3-H1s)键与p轨道的共轭.
σ-π超共轭:CH3C≡CCH3形成6个σ-π超共轭
CH2=CH-CH3形成3个σ-π超共轭
σ-p超共轭:(CH3)3C+形成9个σ-p超共轭
CH3CH2+形成3个σ-p超共轭



共轭在数学、物理、化学、地理等学科中都有出现。 本意:两头牛背上的架子称为轭,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。在物理中一般描述是以某轴为对称的两个物体。又称 π-π 共轭。是指两个以上双键(或三键)以单键相联结时所发生的 电子的离位作用。英戈尔德,C.K.称这种效应为仲介效应,并且认为,共轭体系中这种电子的位移是由有关各原子的电负性和 p 轨道的大小(或主量子数)决定的。据此若在简单的正常共轭体系中发生以下的电子离位作用: (例如:CH2═ CH—CH ═CH2、CH2 ═CH—CH═O)。Y 原子的电负性和它的 p 轨道半径愈大,则它吸引 电子的能力也愈大,愈有利于基团—X Y从基准双键 A B—吸引 电子的共轭效应(如同右边的箭头所示)。与此相反,如果A原子的电负性和它的 p 轨道半径愈大,则它释放电子使其向 Y 原子移动的能力愈小,愈不利于向—X Y基团方向给电子的共轭效应。中间原子 B 和 X 的特性也与共轭效应直接相关。又称 p-π共轭。在简单的多电子共轭体系中,Z 为一个带有p 电子对 (或称n电子)的原子或基团。这样的共轭体系中,除 Z 能形成p-π共轭情况外,都有向基准双键A=B—方向给电子的共轭效应: (例如)。Z 原子的一对p电子的作用,类似正常共轭体系中的—X Y基团。



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