几种判断有机反应活性的理论指标

作者&投稿:段艳 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
一氯代物怎么判断有几种?~

判断下列烃分别有几种一氯代物

定义
一种分子轨道理论,它认为分子的许多性质主要由分子中的前线轨道,即最高已占分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)决定。20世纪50年代,福井谦一提出这一理论,它的依据是:在分子中,HOMO上的电子能量最高,所受束缚最小,所以最活泼,容易变动;而LUMO在所有的未占轨道中能量最低,最容易接受电子,因此这两个轨道决定着分子的电子得失和转移能力,决定着分子间反应的空间取向等重要化学性质。
2原理
在有机化学中,特别对芳香族化合物,确定各个原子位置在亲电或亲核取代反应的相对活性是一个重要的问题。已经提出了各种理论指标,如电荷密度分布,定域能方法等。前线轨道理论认为,最高已占分子轨道上的电子在各个原子上有一定的电荷密度分布,这个分布的大小次序决定亲电试剂进攻各个原子位置的相对难易程度,即亲电反应最易发生在HOMO最大电荷密度的原子上;与此类似,亲核反应在各个原子上发生的相对次序由LUMO的电荷密度分布决定,亲核试剂最易进攻LUMO电荷密度最大的原子。一般说来,各种理论指标预言的活性次序大致是相同的,但也有一些例外,例如萤蒽(C16H10)的硝化亲电反应,各种理论预言的反应活性指标和实验结果如图1和表1所示。上述结果表明,对这个例子,前线轨道理论的结果与实验一致。
3用例
对于两个分子A和B间的反应,前线轨道理论给出的图像见图2。即分子 A和 B的HOMO中的电子分别流向对方的未占LUMO,从而引起化学键的生成和断裂,发生化学反应。只有分子A(或B)的HOMO与分子B(或A)的LUMO的能量比较接近,对称性也互相匹配时,才容易发生电子流动,图2a为分子A和B相同时的情形,图2b为A和B不相同时以A的HOMO中的电子流向B的LUMO为主的情形。著名的分子轨道对称守恒原理也可借助于前线轨道理论加以阐明。必须指出,前线轨道理论不仅适用于π轨道,也适用于σ轨道,因此它在有机化学、无机化学,以及表面吸附与催化、量子生物学等领域都有应用。

对有机化学中的同类型反应是用活化能的大小来比较其相对反应速度的大小,因此,判断反应的难易,关键是如何估算其活化能大小,分子轨道理论在处理同类型反应的相对速度时有两种估计活化能的方法:其一活化能是用反应初期反应物分子相互接近时的静电作用和轨道重迭作用而产生的微扰能来近似的,该法所关注的是反应的初始微扰状态,形成了一种判断反应活性的静态法,所谓静态法是用基态分子的一些分子轨道量诸如:电子密度、极化率、分子轨道能级等来指示反应活性;其二假设过渡态也作为一种分子态,则可计算过渡态和始态的位能差,即活化能,形成了判断反应活性的动态法[1]。1静态反应活性指标1.1电子密度(qr)、原子自极化率(πr,r)和自由价(Fr)电子密度的定义式:qr=∑MOi=1nic2ir(cir表示i分子轨道中r原子轨道系数;ni表示i分子轨道中的电子数),qr给出分子中原子r附近的平均π电子数。根据有机反应的电子理论,离子试剂总是优先进攻那些带有最大相反电荷的原子,此时长程库仑力起主要作用,对π电子密度分布不均匀的共轭体系,qr决定分子内原子r的相对反应活性,因此推测亲电反应中qr最...... (本文共计4页) [继续阅读本文] 赞

前线轨道理论的原理
答:在有机化学中,特别对芳香族化合物,确定各个原子位置在亲电或亲核取代反应的相对活性是一个重要的问题。已经提出了各种理论指标,如电荷密度分布,定域能方法等。前线轨道理论认为,最高已占分子轨道上的电子在各个原子上有一定的电荷密度分布,这个分布的大小次序决定亲电试剂进攻各个原子位置的相对难易程度...

用有机化学有关理论解释下列事实 1.乙苯的硝化反应活性较乙酰强 2...
答:乙苯的硝化反应强于苯乙酮,是因为乙基的一类定位基,活性强,正的供电效应(诱导效应),硝化产物是邻对位;乙酰基是二类定位基,具有负的诱导效应和负的共轭效应,硝化产物是间位。氯乙酸与羟乙酸的酸性比较:主要是诱导效应。氯的负的诱导效应强于羟基。

大学有机化学,反应活性的问题
答:第一题:E1是elimination1,就是Br先掉,形成碳正离子,C选项丢Br后形成tertiary carbocations,故最快,b选项丢Br以后,本来应该是(CH3)2CH(C+)CH3,本身是secondary carbocations,可是由于左边的那个碳上的单氢会移动到这个C+上,形成更稳定的tertiary carbocations,这个英语叫1,2shift,所以也...

怎样判断一个有机化学反应是动力学控制还是热力学控制?
答:动力学控制,是由反应速率常数控制,在相同条件下反应速率快。热力学控制,是由反应平衡常数控制,在相同条件下反应最彻底两种控制的产物也许相同、也许不同,常见的是一取代烷基苯的磺化:邻位的反应活性高,且有两个位置,反应活化能低、反应速率快,因此邻位取代是动力学制产物;对位的空间位阻小,产物...

理论有机化学的研究对象
答:这是近来量子有机方法的新的发展方向,不过这也是很费时的复杂计算过程,目前只能处理简单的分子体系。鉴于反应活化能在评价有机物分子活性和应用方面均有重要意义,这方面的研究肯定会有发展前途。⑤反应动态学的理论:近来人们已了解到许多有机分子在参与反应时,往往先发生一系列极其迅速的初级变化过程,...

什么是有机反应?什么是无机反应?
答:有机反应就是有有机物参加的反应,它具有反应速度慢、副反应多、通常需要催化剂等特点。 全面解读有机反应类型 连续几年的高考中都涉及到描述有机反应类型,在描述有机反应类型时,必须注意语言的准确性。例如醇分子之间脱水成醚的反应不能叫做脱水反应,只能叫做取代反应;同时注意不能用无机反应类型套用到有机反应中...

如何判断化学基团的优先顺序?
答:判断化学基团的优先顺序,通常指的是在有机化学中决定分子中官能团之间反应活性的相对大小,即Eliot's Rules(埃利奥特规则)。Eliot规则主要基于以下几个原则:1. **电子效应**:- 羟基(-OH)通常比烷基(-R)活泼,因为醇的氧原子提供了一个强的吸电子基团,增加了亲核试剂的亲和力。- 酚羟基(-OH...

化学反应分为几种?各自又是如何判断反应物产不产生反应?
答:化学基本反应分四大类:分解反应,化合反应,复分解反应,置换反应 化学又反应分为:氧化原还反应;非氧化原还反应;可逆反应;不可逆反应;离子反应;非离子反应;干反应;湿反应;有机反应;无机反应.<如何判断反应物产不产生反应?>关键是要掌握物质的构造和性质包括物理的和化学的性质.物质分几大类:单质、氧化物...

一个化学问题
答:时间间隔越短,则在这段时间发生的浓度变化越能反映真实的反应速率。真实的反应速率应指在某一瞬间的反应速率。(摘自《普通化学》,浙江大学普通化学教研组) 在高中阶段学习的化学反应速率概念,实际上是平均反应速率的概念,而且应指明是用哪种物质的浓度变化表示的速率。例如,在上例中,用N2、H2和NH3的浓度变化来表示...

什么叫理论化学?
答:近年来,理论化学的研究领域主要为量子化学、统计力学、化学热力学、非平衡热力学、分子反应动力学。在研究物质结构、预测化合物的反应活性、研究反应的微观本质过程等问题中,这几个方面都可能不同程度地涉及到。理论化学其他“五花八门的” 研究领域包括对处于各物态的大块物质化学的数学表征(例如,化学...