理論有機(jī)化學(xué)共振論簡(jiǎn)介課件

共振論簡(jiǎn)介

共振論也是一種有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。該理論簡(jiǎn)單、直觀，能解決共軛體系的結(jié)構(gòu)與性能問(wèn)題，結(jié)果與分子軌道理論HMO法的計(jì)算結(jié)果相似。過(guò)去因?yàn)檎蔚脑蚨淮驂骸，F(xiàn)在仍然在發(fā)展。

共振論簡(jiǎn)介1

共振論簡(jiǎn)介

苯環(huán)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，理論與現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重不符理論實(shí)際有單雙鍵之分，鍵長(zhǎng)不無(wú)單雙鍵之分，同，應(yīng)為不規(guī)則形狀。為正六角型。共振論簡(jiǎn)介苯環(huán)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，理論與現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重不符2

共振論簡(jiǎn)介

理論含有三個(gè)雙鍵，應(yīng)該穩(wěn)定性比較差；

△H=3×32=96kcal/mol

實(shí)際穩(wěn)定性很好，反應(yīng)中一般不開(kāi)環(huán)?！鱄=50kcal/mol共振論簡(jiǎn)介3

共振論簡(jiǎn)介理論：應(yīng)該主要發(fā)生加成反應(yīng)實(shí)際：主要發(fā)生取代反應(yīng)

共振論簡(jiǎn)介理論：應(yīng)該主要發(fā)生加成反應(yīng)4

共振論簡(jiǎn)介

理論：二取代產(chǎn)物應(yīng)該有兩個(gè)實(shí)際：二取代產(chǎn)物只有一個(gè)共振論簡(jiǎn)介理論：二取代產(chǎn)物應(yīng)該有兩個(gè)5

共振論簡(jiǎn)介用傳統(tǒng)的價(jià)鍵理論不能解釋……共振論簡(jiǎn)介6

共振論簡(jiǎn)介§1共振論的主要內(nèi)容

Solomen的共振規(guī)則

1.當(dāng)一個(gè)分子、離子或游離基按價(jià)鍵理論可以寫(xiě)成一個(gè)以上lewis結(jié)構(gòu)式時(shí)，則任何一個(gè)結(jié)構(gòu)都不能圓滿地表示它地結(jié)構(gòu)。真實(shí)地結(jié)構(gòu)是這些共振結(jié)構(gòu)式的雜化體。這些共振雜化體僅僅是紙面上的非真實(shí)結(jié)構(gòu)。

共振論簡(jiǎn)介§1共振論的主要內(nèi)容7

共振論簡(jiǎn)介解決了苯環(huán)結(jié)構(gòu)的四個(gè)問(wèn)題

共振論簡(jiǎn)介8

共振論簡(jiǎn)介碳酸根的共振結(jié)構(gòu)

共振論簡(jiǎn)介9

共振論簡(jiǎn)介

2.在寫(xiě)共振式時(shí)只允許電子的移動(dòng)，原子核的位置不能變。共振非共振結(jié)構(gòu)互變

共振論簡(jiǎn)介2.在寫(xiě)共振式時(shí)只允許電子的移10

共振論簡(jiǎn)介3.所有共振式必須符合lewis結(jié)構(gòu)式，即符合價(jià)鍵理論。

共振論簡(jiǎn)介3.所有共振式必須符合lew11

共振論簡(jiǎn)介

3.所有共振式必須符合lewis結(jié)構(gòu)式，即符合價(jià)鍵理論。√×√×√×

共振論簡(jiǎn)介3.所有共振式必須符合lew12

共振論簡(jiǎn)介4．所有共振式中必須有相等的未成對(duì)電子數(shù)。

共振論簡(jiǎn)介4．所有共振式中必須有相等的未成對(duì)電13

共振論簡(jiǎn)介

5.真實(shí)分子的能量低于所寫(xiě)出的任何一個(gè)共振式的能量。能寫(xiě)出的共振式越多，真實(shí)分子越穩(wěn)定。分子苯奧萘聯(lián)苯蒽菲離域能2β3.36β3.683β4.383β5.316β5.444β共振結(jié)構(gòu)223445共振論簡(jiǎn)介5.真實(shí)分子的能量低于所寫(xiě)出14

共振論簡(jiǎn)介

6．等價(jià)的共振式對(duì)雜化體的貢獻(xiàn)是相等的。由等價(jià)共振式所組成的體系具有巨大的穩(wěn)定性。

共振論簡(jiǎn)介6．等價(jià)的共振式對(duì)雜15

共振論簡(jiǎn)介7．較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)式對(duì)雜化體的貢獻(xiàn)較大。穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定

共振論簡(jiǎn)介7．較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)式對(duì)雜化體的貢獻(xiàn)較大16

共振論簡(jiǎn)介

8．共價(jià)鍵數(shù)目越多的共振式越穩(wěn)定。穩(wěn)定不穩(wěn)定

共振論簡(jiǎn)介8．共價(jià)鍵數(shù)目越多的共振式越穩(wěn)17

共振論簡(jiǎn)介

9．共振式中如果所有的原子都有完整的價(jià)電子層則是非常穩(wěn)定的。不穩(wěn)定穩(wěn)定

共振論簡(jiǎn)介9．共振式中如果所有18

共振論簡(jiǎn)介

10.電荷分離的共振結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定性降低。

穩(wěn)定不穩(wěn)定共振論簡(jiǎn)介10.電荷分離的共振結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定19

共振論簡(jiǎn)介

11.在共振式中負(fù)電荷處在電負(fù)性較強(qiáng)的原子上的式子要比處在電負(fù)性較弱原子上的式子來(lái)得穩(wěn)定。

不穩(wěn)定穩(wěn)定共振論簡(jiǎn)介11.在共振式中負(fù)電荷處在20

共振論簡(jiǎn)介

總結(jié)：真?zhèn)喂舱窠Y(jié)構(gòu)式的判斷——

①符合價(jià)鍵理論②原子核位置不變③能量合理

共振論簡(jiǎn)介總結(jié)：真?zhèn)喂舱窠Y(jié)構(gòu)式的判斷——21

共振論簡(jiǎn)介

練習(xí)：寫(xiě)出對(duì)硝基苯酚負(fù)離子的合理共振結(jié)構(gòu)式

共振論簡(jiǎn)介練習(xí)：寫(xiě)出對(duì)硝22

共振論簡(jiǎn)介

§2共振論的應(yīng)用

1．定性判斷分子穩(wěn)定性依據(jù)：能寫(xiě)出的共振式越多，真實(shí)分子越穩(wěn)定。

分子苯奧萘聯(lián)苯蒽菲離域能2β3.36β3.683β4.383β5.316β5.444β共振結(jié)構(gòu)223445共振論簡(jiǎn)介§2共振論的應(yīng)用分子苯奧萘聯(lián)苯23

共振論簡(jiǎn)介穩(wěn)定性PhCH2+>RCH2+

共振論簡(jiǎn)介穩(wěn)定性PhCH2+>24

共振論簡(jiǎn)介2．對(duì)鍵長(zhǎng)的判斷

Pi=1+ND/SCND-雙鍵出現(xiàn)次數(shù)

SJ-合理共振式數(shù)目

eg.C6H6

P1,2=1+1/2=1.5P2,3=1+1/2=1.5P1,2=P2,3鍵長(zhǎng)相等，為正六邊形結(jié)構(gòu)。共振論簡(jiǎn)介2．對(duì)鍵長(zhǎng)的判斷25

共振論簡(jiǎn)介eg.C10H8P1,2=1+2/3=1.67P2,3=1+1/1=1.33P3,4=1+2/3=1.67

1,2鍵比2,3鍵長(zhǎng)，奈是拉長(zhǎng)的六邊形結(jié)構(gòu)。

共振論簡(jiǎn)介eg.C10H826

共振論簡(jiǎn)介

3．判斷酸堿性的強(qiáng)弱

KaXH―→X-+H+

X-

的共振式越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，Ka值越大，酸性越強(qiáng)。

共振論簡(jiǎn)介3．判斷酸堿性的強(qiáng)弱27

共振論簡(jiǎn)介堿性

甲胺>苯胺

Ka=2.3×10-11Ka=2.6×10-5酸性

O2NC6H4OH>C6H50H>CH3OHpKa=7.15pKa=9.94pKa=19

共振論簡(jiǎn)介堿性甲胺>28

共振論簡(jiǎn)介4.芳環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位

取代反應(yīng)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，可以從中間體穩(wěn)定性判斷反應(yīng)的方向。對(duì)于第一類(lèi)定位基，鄰對(duì)位取代的中間體共振結(jié)構(gòu)多，穩(wěn)定性高，鄰對(duì)位產(chǎn)物占優(yōu)。

共振論簡(jiǎn)介4.芳環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位29

共振論簡(jiǎn)介

共振論簡(jiǎn)介30

共振論簡(jiǎn)介

共振論簡(jiǎn)介31

共振論簡(jiǎn)介5．多環(huán)芳烴親電取代反應(yīng)的定位只有用共振論來(lái)預(yù)測(cè)。

α位取代的中間體有兩個(gè)特別穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，反應(yīng)速度快，成為主要產(chǎn)物。β位取代的中間體只有一個(gè)特別穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，反應(yīng)速度慢，是次要產(chǎn)物。

共振論簡(jiǎn)介5．多環(huán)芳烴親電取代反應(yīng)的定位32

共振論簡(jiǎn)介

環(huán)戊二烯負(fù)離子環(huán)庚三烯正離子

4n+24n+2

共振論簡(jiǎn)介33

共振論簡(jiǎn)介

親核反應(yīng)發(fā)生在大環(huán)，主要產(chǎn)物是4，6，8位；親電反應(yīng)發(fā)生在小環(huán)，主要產(chǎn)物是1，3位。共振論簡(jiǎn)介親核反應(yīng)發(fā)生在大環(huán)34

共振論簡(jiǎn)介6．判斷反應(yīng)速度

-Br-

OH-CH2=CHCH2Br—→CH2=CHCH2+

—→CH2=CHCH2OH穩(wěn)定性高反應(yīng)快

-Br-

OH-CH3CH2CH2Br—→CH3CH2CH2+

—→CH3CH2CH2OH穩(wěn)定性差反應(yīng)慢

共振論簡(jiǎn)介6．判斷反應(yīng)速度35

共振論簡(jiǎn)介

共振論簡(jiǎn)介36

共振論簡(jiǎn)介

共振論簡(jiǎn)介37

共振論簡(jiǎn)介

共振論簡(jiǎn)介38

共振論簡(jiǎn)介共振論簡(jiǎn)介39

共振論簡(jiǎn)介

共振論也是一種有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。該理論簡(jiǎn)單、直觀，能解決共軛體系的結(jié)構(gòu)與性能問(wèn)題，結(jié)果與分子軌道理論HMO法的計(jì)算結(jié)果相似。過(guò)去因?yàn)檎蔚脑蚨淮驂骸，F(xiàn)在仍然在發(fā)展。

共振論簡(jiǎn)介40

共振論簡(jiǎn)介

苯環(huán)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，理論與現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重不符理論實(shí)際有單雙鍵之分，鍵長(zhǎng)不無(wú)單雙鍵之分，同，應(yīng)為不規(guī)則形狀。為正六角型。共振論簡(jiǎn)介苯環(huán)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，理論與現(xiàn)實(shí)嚴(yán)重不符41

共振論簡(jiǎn)介

理論含有三個(gè)雙鍵，應(yīng)該穩(wěn)定性比較差；

△H=3×32=96kcal/mol

實(shí)際穩(wěn)定性很好，反應(yīng)中一般不開(kāi)環(huán)?！鱄=50kcal/mol共振論簡(jiǎn)介42

共振論簡(jiǎn)介理論：應(yīng)該主要發(fā)生加成反應(yīng)實(shí)際：主要發(fā)生取代反應(yīng)

共振論簡(jiǎn)介理論：應(yīng)該主要發(fā)生加成反應(yīng)43

共振論簡(jiǎn)介

理論：二取代產(chǎn)物應(yīng)該有兩個(gè)實(shí)際：二取代產(chǎn)物只有一個(gè)共振論簡(jiǎn)介理論：二取代產(chǎn)物應(yīng)該有兩個(gè)44

共振論簡(jiǎn)介用傳統(tǒng)的價(jià)鍵理論不能解釋……共振論簡(jiǎn)介45

共振論簡(jiǎn)介§1共振論的主要內(nèi)容

Solomen的共振規(guī)則

1.當(dāng)一個(gè)分子、離子或游離基按價(jià)鍵理論可以寫(xiě)成一個(gè)以上lewis結(jié)構(gòu)式時(shí)，則任何一個(gè)結(jié)構(gòu)都不能圓滿地表示它地結(jié)構(gòu)。真實(shí)地結(jié)構(gòu)是這些共振結(jié)構(gòu)式的雜化體。這些共振雜化體僅僅是紙面上的非真實(shí)結(jié)構(gòu)。

共振論簡(jiǎn)介§1共振論的主要內(nèi)容46

共振論簡(jiǎn)介解決了苯環(huán)結(jié)構(gòu)的四個(gè)問(wèn)題

共振論簡(jiǎn)介47

共振論簡(jiǎn)介碳酸根的共振結(jié)構(gòu)

共振論簡(jiǎn)介48

共振論簡(jiǎn)介

2.在寫(xiě)共振式時(shí)只允許電子的移動(dòng)，原子核的位置不能變。共振非共振結(jié)構(gòu)互變

共振論簡(jiǎn)介2.在寫(xiě)共振式時(shí)只允許電子的移49

共振論簡(jiǎn)介3.所有共振式必須符合lewis結(jié)構(gòu)式，即符合價(jià)鍵理論。

共振論簡(jiǎn)介3.所有共振式必須符合lew50

共振論簡(jiǎn)介

3.所有共振式必須符合lewis結(jié)構(gòu)式，即符合價(jià)鍵理論?！獭痢獭痢獭?/p>

共振論簡(jiǎn)介3.所有共振式必須符合lew51

共振論簡(jiǎn)介4．所有共振式中必須有相等的未成對(duì)電子數(shù)。

共振論簡(jiǎn)介4．所有共振式中必須有相等的未成對(duì)電52

共振論簡(jiǎn)介

5.真實(shí)分子的能量低于所寫(xiě)出的任何一個(gè)共振式的能量。能寫(xiě)出的共振式越多，真實(shí)分子越穩(wěn)定。分子苯奧萘聯(lián)苯蒽菲離域能2β3.36β3.683β4.383β5.316β5.444β共振結(jié)構(gòu)223445共振論簡(jiǎn)介5.真實(shí)分子的能量低于所寫(xiě)出53

共振論簡(jiǎn)介

6．等價(jià)的共振式對(duì)雜化體的貢獻(xiàn)是相等的。由等價(jià)共振式所組成的體系具有巨大的穩(wěn)定性。

共振論簡(jiǎn)介6．等價(jià)的共振式對(duì)雜54

共振論簡(jiǎn)介7．較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)式對(duì)雜化體的貢獻(xiàn)較大。穩(wěn)定穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定不穩(wěn)定

共振論簡(jiǎn)介7．較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)式對(duì)雜化體的貢獻(xiàn)較大55

共振論簡(jiǎn)介

8．共價(jià)鍵數(shù)目越多的共振式越穩(wěn)定。穩(wěn)定不穩(wěn)定

共振論簡(jiǎn)介8．共價(jià)鍵數(shù)目越多的共振式越穩(wěn)56

共振論簡(jiǎn)介

9．共振式中如果所有的原子都有完整的價(jià)電子層則是非常穩(wěn)定的。不穩(wěn)定穩(wěn)定

共振論簡(jiǎn)介9．共振式中如果所有57

共振論簡(jiǎn)介

10.電荷分離的共振結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定性降低。

穩(wěn)定不穩(wěn)定共振論簡(jiǎn)介10.電荷分離的共振結(jié)構(gòu)式穩(wěn)定58

共振論簡(jiǎn)介

11.在共振式中負(fù)電荷處在電負(fù)性較強(qiáng)的原子上的式子要比處在電負(fù)性較弱原子上的式子來(lái)得穩(wěn)定。

不穩(wěn)定穩(wěn)定共振論簡(jiǎn)介11.在共振式中負(fù)電荷處在59

共振論簡(jiǎn)介

總結(jié)：真?zhèn)喂舱窠Y(jié)構(gòu)式的判斷——

①符合價(jià)鍵理論②原子核位置不變③能量合理

共振論簡(jiǎn)介總結(jié)：真?zhèn)喂舱窠Y(jié)構(gòu)式的判斷——60

共振論簡(jiǎn)介

練習(xí)：寫(xiě)出對(duì)硝基苯酚負(fù)離子的合理共振結(jié)構(gòu)式

共振論簡(jiǎn)介練習(xí)：寫(xiě)出對(duì)硝61

共振論簡(jiǎn)介

§2共振論的應(yīng)用

1．定性判斷分子穩(wěn)定性依據(jù)：能寫(xiě)出的共振式越多，真實(shí)分子越穩(wěn)定。

分子苯奧萘聯(lián)苯蒽菲離域能2β3.36β3.683β4.383β5.316β5.444β共振結(jié)構(gòu)223445共振論簡(jiǎn)介§2共振論的應(yīng)用分子苯奧萘聯(lián)苯62

共振論簡(jiǎn)介穩(wěn)定性PhCH2+>RCH2+

共振論簡(jiǎn)介穩(wěn)定性PhCH2+>63

共振論簡(jiǎn)介2．對(duì)鍵長(zhǎng)的判斷

Pi=1+ND/SCND-雙鍵出現(xiàn)次數(shù)

SJ-合理共振式數(shù)目

eg.C6H6

P1,2=1+1/2=1.5P2,3=1+1/2=1.5P1,2=P2,3鍵長(zhǎng)相等，為正六邊形結(jié)構(gòu)。共振論簡(jiǎn)介2．對(duì)鍵長(zhǎng)的判斷64

共振論簡(jiǎn)介eg.C10H8P1,2=1+2/3=1.67P2,3=1+1/1=1.33P3,4=1+2/3=1.67

1,2鍵比2,3鍵長(zhǎng)，奈是拉長(zhǎng)的六邊形結(jié)構(gòu)。

共振論簡(jiǎn)介eg.C10H865

共振論簡(jiǎn)介

3．判斷酸堿性的強(qiáng)弱

KaXH―→X-+H+

X-

的共振式越多，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，Ka值越大，酸性越強(qiáng)。

共振論簡(jiǎn)介3．判斷酸堿性的強(qiáng)弱66

共振論簡(jiǎn)介堿性

甲胺>苯胺

Ka=2.3×10-11Ka=2.6×10-5酸性

O2NC6H4OH>C6H50H>CH3OHpKa=7.15pKa=9.94pKa=19

共振論簡(jiǎn)介堿性甲胺>67

共振論簡(jiǎn)介4.芳環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位

取代反應(yīng)是一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，可以從中間體穩(wěn)定性判斷反應(yīng)的方向。對(duì)于第一類(lèi)定位基，鄰對(duì)位取代的中間體共振結(jié)構(gòu)多，穩(wěn)定性高，鄰對(duì)位產(chǎn)物占優(yōu)。

共振論簡(jiǎn)介4.芳環(huán)上親電取代反應(yīng)的定位68

共振論簡(jiǎn)介

共振