Endüktif etki - Inductive effect

Olarak kimya , indüktif etki yapıştırma eşitsiz paylaşımı iletimi ile ilgili bir etki olduğunu elektron bir zincir içinde atomları bir de molekülün kalıcı giden, dipol bir bağ. Bir π (pi) bağında bulunan elektromerik etkinin aksine, bir σ (sigma ) bağında bulunur .

Alkil halojenür halojen atomu ise elektron çekici olan alkil grupları , elektron eğilimleri verici var. Elektronegatif atom (bir elektronu eksik, dolayısıyla pozitif yüke sahip), daha sonra bir atom zincirine, genellikle karbona bağlanırsa, pozitif yük zincirdeki diğer atomlara iletilir. Bu, - I etkisi olarak da bilinen elektron çeken endüktif etkidir. Kısacası, alkil grupları elektron verme eğilimindedir ve bu da +I etkisine yol açar . Deneysel temeli iyonlaşma sabitidir . Mezomerik etkiden farklıdır ve genellikle zıttır .

bağ polarizasyonu

Bir su molekülündeki bağlar, hidrojen atomlarının yakınında biraz daha pozitif, daha elektronegatif atomun çevresinde ise biraz daha negatif yüklüdür.

Kovalent bağlar , bağı oluşturan iki atomun bağıl elektronegatifliğine bağlı olarak polarize olabilir . Elektron bulutu , bir de σ-bağı , iki farklı arasında atomu düzgün değildir ve biraz iki atomlu daha elektronegatif doğru kaydırılmıştır. Bu , daha elektronegatif atomların kesirli bir negatif yüke (δ–) sahip olduğu ve daha az elektronegatif atomun kesirli bir pozitif yüke (δ+) sahip olduğu kalıcı bir bağ polarizasyonu durumuna neden olur .

Örneğin, su molekülü H
2O , negatif bir yükü çeken elektronegatif bir oksijen atomuna sahiptir. Bu, O atomunun yakınındaki su molekülünde δ- ile ve iki H atomunun her birinin yanında bir δ+ ile gösterilir. Bireysel bağ dipol momentlerinin vektör eklenmesi, molekül için net bir dipol momenti ile sonuçlanır. Polar bağ, bir uç ile diğeri arasında yük ayrımının olduğu, başka bir deyişle, bir ucun biraz pozitif ve diğerinin biraz negatif olduğu bir kovalent bağdır. Örnekler, çoğu kovalent bağı içerir. HCl'deki hidrojen-klor bağı veya sudaki hidrojen-oksijen bağları tipiktir.

endüktif etki

Sigma elektronunun daha elektronegatif atoma doğru yer değiştirmesinin bir ucunun pozitif yüklü ve diğer ucunun negatif olarak yüklendiği etkisi, endüktif etki olarak bilinir. " - I etkisi kalıcı bir etkidir ve genellikle bağ üzerinde bir okla gösterilir."

Bununla birlikte, alkil grubu gibi bazı gruplar hidrojenden daha az elektron çeker ve bu nedenle elektron salan olarak kabul edilir. Bu elektron salan karakterdir ve + I etkisi ile gösterilir . Kısacası, alkil grupları elektron verme eğilimindedir ve bu da indüksiyon etkisine yol açar. Ancak, böyle bir etki sorgulanmıştır.

Polaritede indüklenen değişiklik orijinal polariteden daha az olduğu için, endüktif etki hızla kaybolur ve sadece kısa bir mesafede önemlidir. Ayrıca, endüktif etki kalıcıdır, ancak güçlü bir şekilde tutulan σ-bağ elektronlarının kaymasını içerdiğinden zayıftır ve diğer daha güçlü faktörler bu etkiyi gölgeleyebilir.

Göreceli endüktif etkiler

Göreceli endüktif etkiler, hidrojene referansla, +I etkisinin artan sırasına veya - I etkisinin azalan sırasına göre aşağıdaki gibi deneysel olarak ölçülmüştür :

Ve artan sırada + I H hidrojen olduğu ve D'nin Döteryum ve T, Trityum olan etkisi. Hepsi hidrojen izotoplarıdır. Endüktif etkinin gücü, ikame edici grup ile tepki veren ana grup arasındaki mesafeye de bağlıdır; Mesafe ne kadar uzun olursa, etki o kadar zayıf olur.

Endüktif etkiler, ikame ediciye göre reaksiyon hızları ve denge sabitleri arasındaki ilişkiyi tanımlayan Hammett denklemi aracılığıyla nicel olarak ifade edilebilir .

parçalanma

Endüktif etki, atom üzerinde bulunan yüke ve atoma bağlı gruplara bağlı olarak bir molekülün kararlılığını belirlemek için kullanılabilir. Örneğin, bir atomun pozitif bir yükü varsa ve bir - I grubuna bağlıysa , yükü 'güçlendirilir' ve molekül daha kararsız hale gelir. Benzer şekilde, bir atomun negatif yükü varsa ve + I grubuna bağlıysa , yükü 'güçlendirilir' ve molekül daha kararsız hale gelir. Tersine, eğer bir atom negatif yüklüyse ve bir - I grubuna bağlıysa , yükü 'de-amplifiye' olur ve molekül, I etkisinin dikkate alınmadığı duruma göre daha kararlı hale gelir. Benzer şekilde, bir atomun pozitif bir yükü varsa ve bir + I grubuna bağlıysa , yükü 'de-amplifiye' olur ve molekül, I-etkisinin dikkate alınmadığı duruma göre daha kararlı hale gelir. Yukarıdakilerin açıklaması, bir atomdaki daha fazla yükün kararlılığı azalttığı ve bir atomdaki daha az yükün kararlılığı artırdığı gerçeğiyle verilmektedir.

Asitlik ve baziklik

Endüktif etki ayrıca bir molekülün asitliği ve bazlığı konusunda karar vermede hayati bir rol oynar. Bir moleküle bağlı + I etkisine (İndüktif etki) sahip olan gruplar , molekül üzerindeki toplam elektron yoğunluğunu arttırır ve molekül elektron bağışlayarak onu bazik hale getirir. Benzer şekilde, bir moleküle bağlı - I etkisine sahip gruplar , molekül üzerindeki toplam elektron yoğunluğunu azaltır ve elektron eksikliğine neden olur ve bu da asiditesine neden olur. Bir moleküle bağlı - I gruplarının sayısı arttıkça asitliği artar; bir molekül üzerindeki + I gruplarının sayısı arttıkça bazlığı artar.

Uygulamalar

Karboksilik asitler

Kuvvet a karboksilik asit onun ölçüde bağlıdır iyonlaşma sabitine daha fazla olduğunu, iyonize güçlü olduğunu. Bir asit güçlü hale geldikçe, bunun sayısal değeri pKa değerinin bir düşüş.

Asitlerde, alkil grubunun elektron salan endüktif etkisi oksijen üzerindeki elektron yoğunluğunu arttırır ve böylece OH bağının kırılmasını engeller ve sonuç olarak iyonlaşmayı azaltır. Nedeniyle yüksek iyonizasyonu, formik asit (pKa bir = 3.74) daha güçlü olan , asetik asit (pKa bir = 4.76). Monokloroasetik asit (pKa bir = 2.82), ancak, bağlı klor teşvik iyonizasyon elektron çekme etkisine, formik asit daha güçlüdür.

Olarak , benzoik asit , halkada mevcut olduğu karbon atomlarıdır sp 2 hibridize . Bunun bir sonucu olarak, benzoik asit (pKa bir = 4.20) daha güçlü bir asit olan sikloheksankarboksilik asit (pKa bir = 4.87). Ayrıca aromatik karboksilik asitlerde, orto ve para pozisyonlarında ikame edilen elektron çeken gruplar asit gücünü artırabilir.

Yana karboksil grubu bir elektron çekici grup kendisi, dikarboksilik asitler, bunların monocarboxyl analogları daha güçlü asitler, genel olarak, bulunmaktadır. Endüktif etki ayrıca belirli karbon atomu veya diğer atom konumlarını oluşturan bir bağın polarizasyonuna da yardımcı olacaktır.

Endüktif etki ile elektromerik etkinin karşılaştırılması

Endüktif Etki Elektromerik Etki
Elektronegatiflik farkından dolayı tek bir σ kovalent bağın polarizasyonu. Saldırgan bir reaktifin etkisi altında paylaşılan pi elektron çiftlerinin atomlardan birine tamamen aktarılması nedeniyle organik bir bileşiğin molekülünde anlık bir dipol oluşumu
Kalıcı bir etkidir. Geçici bir etkidir.
Bir reaktifin varlığına ihtiyaç duymaz. Elektrofilik bir reaktifin varlığına ihtiyaç duyar.
İndüklenen yükler kısmi yükler olarak görünür(δ+ veya δ−) Uyarılmış yükler +1,-1 gibi tam sayılardır

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar