Индуктив эффект - M. M. Hojimatov- andijon davlat universiteti kimyo kafedrasi dots., PhD

Индуктив эффект. Молекуладаги атомлар занжири бўйича электростатик индукция ҳисобига заряд ўтказилишининг тажрибада кузатиладиган эффекти индуктив эффект дейилади ва I ҳарфи билан белгиланади. Индуктив эффект тушунчаси Ж.Льюис томонидан таклиф қилинган. Индуктив эффект мусбат ёки манфий бўлиши, баъзида нолга тенг бўлиши мумкин. Электронодонор гуруҳлар таъсирида мусбат, электроноакцептор ўринбосарлар таъсирида манфий индуктив эффект ҳосил бўлади.
(''' < '' < ')
Электроманфийлиги юқори бўлган хлор атоми углерод-хлор боғидаги электрон жуфтини ўзига тортиши натижасида углерод атомида электрон тақчиллиги вужудга келади. Бунинг натижасида навбатдаги углерод-углерод боғида ҳам электрон силижиши кузатилади ва ҳ.к. Индуктив эффектда электрон жуфтлари кимёвий боғлардаги дастлабки октет ҳолатида қолади, фақат жойлашув ўрни нисбатан ўзгаради.
Индуктив эффектнинг кучи ўринбосар табиатига боғлиқ. Масалан галогеналканларда фторалканлардан иодалканларга томон манфий индуктив эффект ортиб боради.
Индуктив эффектнинг ўзига хос хусусиятларидан бири унинг углерод занжирининг оддий боғлари бўйича тез сўнишидир. Буни тегишли бирикмаларнинг хоссаларидан билиш мумкин.
Мезомер эффект. Мезомер эффект таркибида бир нечта каррали боғлар ва тақсимланмаган электрон жуфтлар тутувчи атомларга эга бўлган молекулаларда кузатилади. Мезомер эффект таъсирида электрон зичлиги қайта тақсимланади. Бироқ, индуктив эффектдан фарқли равишда δ-боғлар орқали эмас, асосан π-боғлар ва p-электронлар воситасида вужудга келади. Бундан ташқари, мезомер эффектда кимёвий боғлардаги электрон жуфтлари қисман қўшни октетларга кўчиши мумкин. Мезомер эффект таъсири туташ π-боғлар ва p-электронлар орқали бутун занжир бўйлаб электрон зичлиги локаллашадиган охирги атомгача тарқалиши кузатилади.
Квант кимё нуқтаи назаридан электрон зичлигининг бундай кўчиши қўшни атомларнинг тегишли орбиталларини ўзаро қопланиши натижасида содир бўлади. Орбиталларнинг ўзаро қопланиши тегишли p-орбиталлар параллел бўлганда ва фазовий яқин жойлашганда амалга ошади.
Электроноакцептор гуруҳлар манфий мезомер эффектга эга (-M). Электроноакцептор гуруҳларга карбонил гуруҳ, нитрил гуруҳ, нитро гуруҳ кабилар киради.
Тақсимланмаган электронлар жуфтига эга бўлган, электроманфийлиги юқори бўлган атомлар электронодонор таъсир кўрсатади. Улар манфий индуктив эффект (-I) ва мусбат мезомер эффект (+M) ҳосил қилади.
Бундай электронодонор ўринбосарларга галогенлар, аминогуруҳ, алкиламиногуруҳ, диалкиламиногуруҳ, алкоксигуруҳ кабилар киради. Мезомер эффектнинг бундай кўриниши p,π-боғланиш ҳам дейилади. Жумладан, оқсиллар ва пептидларнинг стркутура бирлиги ҳисобланадиган пептид (амид) боғларида p,π-боғланиш мавжуд.
Алкил гуруҳлар электронодонор гуруҳлар бўлиб, мусбат индуктив эффект (+I) ва мусбат мезомер эффект (+M) ҳосил қилади.
Бундай эффект гиперконъюгация дейилади.
Гиперконъюгация, ёки δ,π-боғланиш π,π- ва p,π-боғланишларга қараганда кучсизроқ. Чунки углерод-водород боғларининг электрон булутлари p–орбиталнинг ўқига параллел бўлмаган π-электронлар билан қопланади. Шунинг учун электрон булутларнинг қопланиши тўлиқ бўлмайди.
Қўшбоғнинг π-электронлари фақат қўшни углерод-водород боғларнинг δ-электронлари билан қоплана олади. Шунинг учун δ,π-боғланиш эффектининг кучи қўшни углерод-водород боғларнинг сонига боғлиқ. Бундан келиб чиқадики, мезомер эффект метил гуруҳдан тармоқланган углеводород қолдиқларига қараб камайиб боради.
CH3- > CH3-CH2- > (CH3)2CH- > (CH3)3C-
|
+M эффект камаяди →
+I эффект ортади →
|
Туташ системалардаги электрон силжишлар, яъни электрон эффектлар ҳақидаги дастлабки тушунчалар 1915 йилда рус кимёгари В.Измаильский томонидан илгари сурилган. Электрон эффектлар ҳақидаги тасаввурлар ва уларни синфланишини 1926-33 йилларда инглиз олими К.Ингольд ишлаб чиққан. Мезомер эффектни тушунтириш учун К.Ингольд мезомерия ҳақида тушунчани ишлаб чиқди. Ушбу тушунчага мувофиқ, реал туташ системали молекулада электрон зичлигининг тақсимланиши одатдаги стркутура формулалари билан тасвирланган иккита структура ўртасидаги оралиқ ҳолатдир.
↔ резонанс белгиси.
Ингольднинг мезомерия ҳақидаги тасаввурлари 1928-38 йилларда Л.Полинг томонидан ишлаб чиқилган резонанс назариясига асос бўлган. Полинг назариясига кўра молекулани иккита электрон формула ўртасида флуктуацияланадиган ва ушбу флуктуациянинг резонанс энергияси ҳисобига барқарор бўлган кўринишда ифодалаш мумкин. Хозирги пайтда резонанс назарияси (мезомерия-резонанс концепцияси) туташ электрон системали органик бирикмалар молекуласида электрон зичлигининг тақсимланишини сифат жиҳатдан тавсифлаш усули сифатида қаралади. Реал молекула электрон зичлиги тақсимланган резонанс структуралар ўртасидаги оралиқ структура кўринишида тавсифланади. Масалан бензол 5 хил резонанс стрктура билан ифодаланиши мумкин:
|