化学中共轭是什么

化学中共轭是什么

　　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。

　　正常共轭

　　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。

　　多电子共轭

　　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。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。

　　性质：π键与相邻原子上的p轨道发生的共轭。它分为多电子、缺电子与等电子p,π-共轭三种类型。例如氯乙烯，CH2=CH—Cl，的共轭体系是由3个原子(C,C,Cl)与4个p电子(π键2个，氯原子2个)组成，共轭π键中的p电子数多于共轭键的原子数，称为多电子p,π-共轭。如果与π键共轭的p轨道是一个缺电子的空轨道，则形成共轭π键的p电子数少于共轭链的原子数，称为缺电子p,π-共轭，如烯丙基正离子CH2=CH—CH2。而烯丙基自由基CH2=CH—CH2,则组成共轭链的原子数与p电子数相等，称为等电子，p,π-共轭。由p,π-共轭而产生的使分子趋于稳定，键长发生平均化等效应，称为p,π-共轭效应。

　　超共轭效应

　　又称 - 共轭，它是由一个烷基的 C—H 键的价电子与相邻的价电子互相重叠而产生的一种共轭现象(烷基的碳原子与极小的氢原子结合，对于电子云的屏蔽效应小，烷基上C-H键的一对电子，受核的作用相互吸引，到一定距离时，烷基上的几个C-H键电子之间又相互排斥，如果邻近有π轨道或者p轨道可以容纳电子，这时σ电子就偏离原来的轨道而偏向于π轨道或p轨道)。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，甲基最弱超共轭效应，第三丁基最强超共轭效应。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σ-π和σ-p两种，以σ-π最为常见)

　　同共轭效应

　　又称 p -p 共轭。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：