Author's photo
Анонімний автор
chémia - vš

Vplyv indukčného a mezomérneho efektu na kyslosť a zásaditosť

Dobrý deň, mohli by ste mi prosím vysvetliť ako súvisí indukčný a mezomérny efekt s kyslosťou (zásaditosťou) danej zlúčeniny? A aj ako mám vedieť kedy a kde pôsobí kladný alebo záporný indukčný (mezomérny) efekt.

2 відповідей
C - H = väzba nepolárna, väzba sa štiepi homolyticky
Polarita - atóm s inou elektronegativitou ako má H väzba sa štiepi heterolyticky
Polarita väzby - polárna kovalentná väzba C - X
Polárne väzby vykazujú dipólový moment (vektorový súčet dipól momentov jednotlivých väzieb)
Elektrónový pár sa posúva k  elektronegatívnejšiemu prvku, elektrónová hustota okolo elektronegatívnejšieho prvku rastie.
Efekt substituenta ovplyvňuje polaritu susedných väzieb
posun elektrónov na sigma väzbách (jednoduché väzby) = indukčný efekt
posun elektrónov na pí väzbách alebo posun voľných elektrónových párov = mezomérny, konjugačný efekt
Indukčný (= vyvolaný) efekt - I
Účinok substituenta sa prenáša na časť uhlíkového reťazca a postupne (vzdialenosťou) klesá
+ I = kladný indukčný efekt vykazujú prvky s nižšou elektronegativitou ako vodík
C- Me+ = elektróndonory
- I = záporný indukčný efekt vykazujú atómy, skupiny atómov s vyššou elektronegativitou ako vodík C+ X- elektrónakceptory
Substituenti vyvolávajúci + I efekt: alkyly, kovy (M), prvky s nižšou elektronegativitou ako C, –O-, –S- (to sú mínusové náboje na daných prvkoch, čiže sú to anióny)
Substituenti vyvolávajúci – I efekt: -OH,=O, -NH2, -NR2, =NR, - halogény (X), -OR, -NO2,
Príklad -I efektu - eliminácia (vznik násobnej väzby)
Mezomérny, konjugačný efekt = M efekt
Vlastnosti konjugovaného systému – delokalizácia pí elektrónov, tie sú pohyblivejšie ako sigma elektróny, vzdialenejšie od jadra
M-efekt nestráca na intenzite s rastúcou dĺžkou konugovaného systému.
+ M efekt - zvýšenie elektrónovej hustoty na C atóme, skupina, substituent elektróny uvoľňuje. Všeobecne to sú: prvky, funkčné skupiny aspoň s 1 voľným elektrónovým párom:
-OH, -SH, -OR, -SR, -X (halogény), -NH2
- M efekt - zníženie elektrónovej hustoty na C atóme, skupina, substituent elektróny priťahuje. Všeobecne: skupiny obsahujúce násobnú väzbu: -NO2, -COH, -CO-, -COOH, -COR, -COOR, -CN
Alkoholy: kyslosť: +I efekt (alkyl) znižuje polaritu väzby O-H, kyslosť alkoholov klesá
- I efekt (halogén) zvyšuje polaritu väzby a kyslosť stúpa
Alkoholy: zásaditosť: ide o alkoholátový anión: bázicita stúpa v rade: Primárny -
sekundárny - terciárny alkohol
v opačnom smere stúpa kyslosť: terciárny - sekundárny - primárny
(najbázickejší)
fenoly: sú kyslejšie ako alkoholy, lebo fenolátový anión je stabilizovaný rezonanciou
kyslosť fenolov zvyšujú substituenty s -I a -M efektom (elektrónakceptórne skupiny)
kyslosť fenolov znižujú substituenty s +I a +M efektom (elektróndonorové skupiny)
Kyseliny sú kyslejšie ako alkoholy. +I efekt znižuje kyslosť kyselín, -I efekt zvyšuje kyslosť kyselín
aromatické karboxylové kyseliny: +M efekt znižuje silu kyselín, -M efekt zvyšuje silu kyselín.
Ak Ti to nestačí, kontaktuj ma: zelmira.bezakova@gmail.com




Zjednodušene princíp o čo ide:
I efekt - ide o posun elektrónov po jednoduchej sigma väzbe,
Pri -I efekte- spôsobuje ho atóm, ktorý je elektronegatívnejší než uhlík, preto sa elektróny väzby posúvajú k tomuto elektronegat.atómu (napr. Cl). Tento Cl bude mať čiastkový záporný náboj, kdežto C, na ktorý je naviazaný bude mať akoby elektrónové zriedenie na sebe a teda čiastkový kladný náboj, no keďže to sa mu nepáči, bude sa snažiť (odkiaľ to je možné)doplniť si tú elektrónovú hustotu a to mu umožňujú napr. H, ktoré sú na C naviazané, prípadne aj ďalší susediaci C so svojimi H. No lenže teraz keď si takýto uhlík odtiahol z vodíka dáku elektrónovú hustotu, tak zase chýba vodíku, no ten už nemá odkiaľ si ju doplniť a stáva sa tak kyslým, lebo sa ľahšie odštiepi (čím ľahšie sa odštepuje H tým silnejšia kyselina )
Pri +I efekte je to opačne, majú ho atómy/skupiny, ktoré majú nižšiu elektronegativitu než uhlík a teda zväčšujú čiastkový náboj na tom uhlíku, akoby mu svoje elektróny "posúvajú". Čím je viac skupín, ktoré majú +I efekt na uhlíku, tým je väčšia elektrónová hustota na uhlíku a vodíky na ňom naviazané nie sú kyslé (lebo C nepotrebuje od nich nič odčerpávať)
Pri M efekte je atóm/skupina schopná sa zapojiť do konjugácie s pí elektrónmi násobných väzieb, majú voľný elektrónový pár. Napr. CH2=CH-O-H, kyslík má na sebe 2 voľné el.páry (nie sú nakreslené) a on ich vie zapojiť do konjugácie s dvojitou väzbou, má +M efekt (nasýti a stabilizuje konjugovaný systém). Ale na kyslíku dôjde k určitému elektrónovému zriedeniu a on si ho chce doplniť,tak si bude ťahať od vodíka, ktorý je na kyslíku naviazaný a tým, sa stáva tento vodík kyslejším, ľahšie sa odštiepi.