Hiệu ứng cảm ứng trong hóa học hữu cơ | Khái niệm hoá học
Sự dịch chuyển mật độ electron dọc theo mạch liên kết xích ma trong phân tử gây ra sự chênh lệch về độ âm điện được gọi là hiệu ứng cảm ứng, kí hiệu bằng chữ I (Inductive Effect) và được chỉ bằng mũi tên thẳng hướng về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn
Giới thiệu
1. Bản chất và đặc điểm
Hãy xét thí dụ về ảnh hưởng của nguyên tử clo đến lực axit trong dãy sau:
Nguyên tử clo làm tăng lực axit của axit butanoic, khi nguyên tử clo càng ở gần nhóm Carboxyl (-COOH) lực axit càng tăng. Nguyên nhân là do sự phân cực liên kết C – Cl không chỉ cố định ở liên kết đó mà lan truyền theo mạch liên kết của phân tử làm xuất hiện các điện tích dương ở các nguyên tử khác cho đến tận nhóm cacboxyl. Tác dụng này làm tăng cường sự phân cực của liên kết OH , làm ổn định nhóm cacboxylat (COO–) do đó làm tăng lực axit:
Sự dịch chuyển mật độ electron dọc theo mạch liên kết trong phân tử gây ra sự chênh lệch về độ âm điện được gọi là hiệu ứng cảm ứng, kí hiệu bằng chữ I (Inductive Effect) và được chỉ bằng mũi tên thẳng hướng về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
Trong thí dụ trên, khi nguyên tử Cl ở vị trí so với nhóm -COOH thì làm tăng Ka lên 90 lần, ở vị trí thì làm tăng Ka lên 6 lần, còn ở vị trí chỉ làm tăng Ka lên gần 2 lần. Như vậy, đặc điểm của hiệu ứng cảm ứng là giảm rất nhanh khi số liên kết mà nó phải truyền qua tăng lên.
2. Phân loại
Trong thí dụ trên, nguyên tử Cl gây ra hiệu ứng cảm ứng bằng cách “hút” electron về phía mình, người ta nói rằng nó gây hiệu ứng cảm ứng âm, kí hiệu là -I. Những nguyên tử có độ âm điện lớn hơn C khi đính với C đều là những nhóm hút electron tức là nhóm gây hiệu ứng -I. Độ lớn của hiệu ứng cảm ứng âm tăng theo độ âm điện của nguyên tử hoặc nhóm naguyên tử gây ra hiệu ứng đó:
-I < -Br < -Cl < -F
-NH2 < -OH < -F
Độ âm điện của nguyên tử ở các trạng thái lai hóa khác nhau tăng theo tỉ lệ electron s trong obitan lai hóa theo trật tự sau:
Vì thế các nhóm không no đều là các nhóm hút electron theo hiệu ứng cảm ứng. Tức là nhóm có hiệu ứng -I và độ lớn của hiệu ứng cảm ứng -I cũng tăng theo độ âm điện của các nhóm đó
Như vậy, các nhóm ankyl không “hút” electron như clo mà lại “đẩy” electron. Người ta nói rằng, chúng gây ra hiệu ứng cảm ứng dương (kí hiệu +I) và được chỉ bởi mũi tên thẳng, thí dụ CH3, C2H5. Độ mạnh của hiệu ứng +I của các nhóm ankyl tăng theo mức độ phân nhánh của chúng:
Tổng số đánh giá:
Xếp hạng: / 5 sao
Chia sẻ
Các khái niệm hoá học liên quan
Cơ chế phản ứng
Con đường chi tiết mà hệ các chất đầu đi qua để tạo ra sản phẩm phản ứng được gọi là cơ chế phản ứng. Cơ chế phản ứng cho biết các giai đoạn cơ bản của phản ứng, cách thức phân cắt liên kết cũ và hình thành liên kết mới, quá trình thay đổi cấu trúc của chất đầu dẫn tới sản phẩm…
Đồng đen
Một số tài liệu khoa học chia đồng thành 4 loại, gồm đồng đỏ, đồng thau, hợp kim đồng gạch niken và đồng đen. Đồng đen là hợp kim của đồng và thiếc, đôi lúc có cả kẽm, dùng để đúc tượng. Nhiều kim loại gặp lạnh thì co lại, nhưng đồng đen gặp lạnh lại nở ra. Đồng đen có khả năng chống mài mòn cao nên còn dùng để chế tạo các ổ bi.
Nhiên liệu hoá thạch
Nhiên liệu hóa thạch là các loại nhiên liệu được tạo thành qua quá trình phân hủy kỵ khí của các sinh vật chết bị chôn vùi cách đây khoảng hơn 300 triệu năm, các nguyên liệu này chứa hàm lượng carbon và hydrocarbon cao. Tùy vào môi trường và điều kiện phân hủy mà các nhiên liệu hóa thạch có thể được hình thành dưới nhiều hình thức khác nhau, từ các dải chất dễ bay hơi với tỷ số carbon hydro thấp như methane đến dầu hỏa dạng lỏng và cuối cùng là các chất không bay hơi chứa toàn carbon như than đá.
Chất ưa nước
Chất ưa nước là những chất bị thu hút bởi phân tử nước và có khả năng tan trong nước. Chúng thường là các phân tử có cực, tích điện và có khả năng tạo thành liên kết hidro. Điều này làm cho các phân tử này tan không chỉ trong nước mà còn trong các dung môi phân cực khá
Nhôm oxit
Ôxít nhôm hay nhôm ôxít là một hợp chất hóa học của nhôm và ôxy với công thức hóa học Al2O3. Nó còn được biết đến với tên gọi alumina trong cộng đồng các ngành khai khoáng, gốm sứ, và khoa học vật liệu. Nó có hệ số giãn nở nhiệt 0.063, nhiệt độ nóng chảy cao 2054°C.
Một số định nghĩa cơ bản trong hoá học.
Mol là gì?
Trong hóa học, khái niệm mol được dùng để đo lượng chất có chứa 6,022.10²³ số hạt đơn vị nguyên tử hoặc phân tử chất đó. Số 6,02214129×10²³ – được gọi là hằng số Avogadro.
Độ âm điện là gì?
Độ âm điện là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử hút electron (liên kết) về phía mình.
Kim loại là gì?
Kim loại (tiếng Hy Lạp là metallon) là nguyên tố có thể tạo ra các ion dương (cation) và có các liên kết kim loại, và đôi khi người ta cho rằng nó tương tự như là cation trong đám mây các điện tử.
Nguyên tử là gì?
Nguyên tử là hạt nhỏ nhất của nguyên tố hóa học không thể chia nhỏ hơn được nữa về mặt hóa học.
Phi kim là gì?
Phi kim là những nguyên tố hóa học dễ nhận electron; ngoại trừ hiđrô, phi kim nằm bên phải bảng tuần hoàn.
Những sự thật thú vị về hoá học có thể bạn chưa biết
Sự thật thú vị về Hidro
Hydro là nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Nó là nguyên tử đơn giản nhất có thể bao gồm một proton trong hạt nhân được quay quanh bởi một electron duy nhất. Hydro là nguyên tố nhẹ nhất trong số các nguyên tố và là nguyên tố phong phú nhất trong vũ trụ.
Sự thật thú vị về heli
Heli là một mặt hàng công nghiệp có nhiều công dụng quan trọng hơn bong bóng tiệc tùng và khiến giọng nói của bạn trở nên vui nhộn. Việc sử dụng nó là rất cần thiết trong y học, khí đốt cho máy bay, tên lửa điều áp và các tàu vũ trụ khác, nghiên cứu đông lạnh, laser, túi khí xe cộ, và làm chất làm mát cho lò phản ứng hạt nhân và nam châm siêu dẫn trong máy quét MRI. Các đặc tính của heli khiến nó trở nên không thể thiếu và trong nhiều trường hợp không có chất nào thay thế được heli.
Sự thật thú vị về Lithium
Lithium là kim loại kiềm rất hoạt động về mặt hóa học, là kim loại mềm nhất. Lithium là một trong ba nguyên tố được tạo ra trong BigBang! Dưới đây là 20 sự thật thú vị về nguyên tố Lithium – một kim loại tuyệt vời!
Sự thật thú vị về Berili
Berili (Be) có số nguyên tử là 4 và 4 proton trong hạt nhân của nó, nhưng nó cực kỳ hiếm cả trên Trái đất và trong vũ trụ. Kim loại kiềm thổ này chỉ xảy ra tự nhiên với các nguyên tố khác trong các hợp chất.
Sự thật thú vị về Boron
Boron là nguyên tố thứ năm của bảng tuần hoàn, là một nguyên tố bán kim loại màu đen. Các hợp chất của nó đã được sử dụng hàng nghìn năm, nhưng bản thân nguyên tố này vẫn chưa bị cô lập cho đến đầu thế kỉ XIX.
So sánh các chất hoá học phổ biến.
Ga2(SO4)3.18H2O và Ga2S3
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Gali(III) sunfat octadecahidrat và chất Đigali trisunfua
Ga2Te3 và GeBr4
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Đigali tritelurua và chất Germani(IV) bromua
GeH3COOH và GeI2
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Axit 2-germaaxetic và chất Germani(II) iodua
GeI4 và GeO
Điểm khác nhau về tính chất vật lý, hoá học giữa chất Germani(IV) iodua và chất Germani(II) oxit