理论有机化学共振论简介课件.pptx
共共 振振 论论 简简 介介共振论也是一种有机结构理论。该理论共振论也是一种有机结构理论。该理论简单、直观，能解决共轭体系的结构与性能简单、直观，能解决共轭体系的结构与性能问题，结果与分子轨道理论问题，结果与分子轨道理论HMOHMO法的计算结法的计算结果相似。过去因为政治的原因而被打压。现果相似。过去因为政治的原因而被打压。现在仍然在发展。在仍然在发展。共共 振振 论论 简简 介介 苯环结构的问题，理论与现实严重不符 理论 实际有单双键之分，键长不 无单双键之分，同，应为不规则形状。为正六角型。共共 振振 论论 简简 介介 理论 含有三个双键，应该稳定性比较差；H=332=96kcal/mol 实际 稳定性很好，反应中一般不开环。H=50kcal/mol 共共 振振 论论 简简 介介理论：应该主要发生加成反应实际：主要发生取代反应 共共 振振 论论 简简 介介 理论：二取代产物应该有两个实际：二取代产物只有一个 共共 振振 论论 简简 介介用传统的价键理论不能解释 共共 振振 论论 简简 介介1 1 共振论的主要内容共振论的主要内容 SolomenSolomen的共振规则的共振规则 1.1.当当一一个个分分子子、离离子子或或游游离离基基按按价价键键理理论论可可以以写写成成一一个个以以上上lewislewis结结构构式式时时，则则任任何何一一个个结结构构都都不不能能圆圆满满地地表表示示它它地地结结构构。真真实实地地结结构构是是这这些些共共振振结结构构式式的的杂杂化化体体。这这些些共共振杂化体仅仅是纸面上的非真实结构。振杂化体仅仅是纸面上的非真实结构。共共 振振 论论 简简 介介解决了苯环结构的四个问题 共共 振振 论论 简简 介介碳酸根的共振结构碳酸根的共振结构 共共 振振 论论 简简 介介 2.2.在在写写共共振振式式时时只只允允许许电电子子的的移移动动，原原子子核的位置不能变。核的位置不能变。共振 非共振结构互变结构互变 共共 振振 论论 简简 介介 3.3.所有共振式必须符合所有共振式必须符合lewislewis结构式，即结构式，即符合价键理论。符合价键理论。共共 振振 论论 简简 介介 3.3.所有共振式必须符合所有共振式必须符合lewislewis结构式，即结构式，即符合价键理论。符合价键理论。共共 振振 论论 简简 介介4 4所有共振式中必须有相等的未成对电子数。所有共振式中必须有相等的未成对电子数。共共 振振 论论 简简 介介 5.5.真实分子的能量低于所写出的任何一真实分子的能量低于所写出的任何一个共振式的能量。能写出的共振式越多，真个共振式的能量。能写出的共振式越多，真实分子越稳定。实分子越稳定。分子苯奥萘联苯蒽菲离域能23.363.6834.3835.3165.444共振结构223445 共共 振振 论论 简简 介介6 6等价的共振式对杂化体的贡献是相等等价的共振式对杂化体的贡献是相等的。由等价共振式所组成的体系具有巨大的的。由等价共振式所组成的体系具有巨大的稳定性。稳定性。共共 振振 论论 简简 介介7较稳定的结构式对杂化体的贡献较大。较稳定的结构式对杂化体的贡献较大。稳定 稳定 不稳定 不稳定 不稳定 共共 振振 论论 简简 介介8 8共价键数目越多的共振式越稳定。共价键数目越多的共振式越稳定。稳定稳定 不稳定不稳定 共共 振振 论论 简简 介介9 9共振式中如果所有的原子都有完整的共振式中如果所有的原子都有完整的价电子层则是非常稳定的。价电子层则是非常稳定的。不稳定不稳定 稳定稳定 共共 振振 论论 简简 介介10.10.电荷分离的共振结构式稳定性降低。电荷分离的共振结构式稳定性降低。稳定 不稳定 共共 振振 论论 简简 介介11.11.在共振式中负电荷处在电负性较强的原在共振式中负电荷处在电负性较强的原子上的式子要比处在电负性较弱原子上的式子上的式子要比处在电负性较弱原子上的式子来得稳定。子来得稳定。不稳定不稳定 稳定稳定 共共 振振 论论 简简 介介 总结：真伪共振结构式的判断总结：真伪共振结构式的判断 符合价键理论符合价键理论 原子核位置不变原子核位置不变 能量合理能量合理 共共 振振 论论 简简 介介练习：写出对硝基苯酚负离子的合理共振结构式 共共 振振 论论 简简 介介 2 共振论的应用 1 1定性判断分子稳定性定性判断分子稳定性 依据：能写出的共振式越多，真实分子越稳定。依据：能写出的共振式越多，真实分子越稳定。分子苯奥萘联苯蒽菲离域能23.363.6834.3835.3165.444共振结构223445 共共 振振 论论 简简 介介稳定性稳定性 PhCHPhCH2 2+RCH RCH2 2+共共 振振 论论 简简 介介2 2对键长的判断对键长的判断 P Pi i=1+ND/SC =1+ND/SC ND-ND-双键出现次数双键出现次数 SJ-SJ-合理共振式数目合理共振式数目eg.Ceg.C6 6H H6 6 P P1,21,2=1+1/2=1.5=1+1/2=1.5 P P2,3 2,3=1+1/2=1.5=1+1/2=1.5 P P1,21,2=P=P2,3 2,3 键长相等，为正六边形结构。键长相等，为正六边形结构。共共 振振 论论 简简 介介eg.Ceg.C1010H H8 8 P P1,21,2=1+2/3=1.67 P=1+2/3=1.67 P2,3 2,3=1+1/1=1.33=1+1/1=1.33 P P3,43,4=1+2/3=1.67=1+2/3=1.67 1,21,2键比键比2,32,3键长，奈是拉长的六边形结构键长，奈是拉长的六边形结构。共共 振振 论论 简简 介介 3 3判断酸碱性的强弱判断酸碱性的强弱 KaKa XH XH X X-+H+H+X X-的的共共振振式式越越多多，结结构构越越稳稳定定，KaKa值值越越大，酸性越强。大，酸性越强。共共 振振 论论 简简 介介碱性碱性 甲胺甲胺 苯胺苯胺 Ka=2.3Ka=2.31010-11-11 Ka=2.6 Ka=2.61010-5-5酸性酸性 O O2 2NCNC6 6H H4 4OH OH C C6 6H H5 50H 0H CH CH3 3OHOH pKa=7.15 pKa=9.94 pKa=19 pKa=7.15 pKa=9.94 pKa=19 共共 振振 论论 简简 介介 4.4.芳环上亲电取代反应的定位芳环上亲电取代反应的定位 取取代代反反应应是是一一个个竞竞争争过过程程，可可以以从从中中间间体体稳稳定定性判断反应的方向。性判断反应的方向。对对于于第第一一类类定定位位基基，邻邻对对位位取取代代的的中中间间体体共共振振结构多，稳定性高，邻对位产物占优。结构多，稳定性高，邻对位产物占优。共共 振振 论论 简简 介介 共共 振振 论论 简简 介介 共共 振振 论论 简简 介介 5 5多环芳烃亲电取代反应的定位多环芳烃亲电取代反应的定位 只有用共振论来预测。只有用共振论来预测。位位取取代代的的中中间间体体有有两两个个特特别别稳稳定定的的结结构构，反反应应速速度度快快，成成为为主主要要产产物物。位位取取代代的的中中间间体体只只有有一一个个特特别别稳稳定定的的结结构构，反反应应速速度度慢慢，是次要产物。是次要产物。共共 振振 论论 简简 介介 环戊二烯负离子 环庚三烯正离子4n+24n+2 共共 振振 论论 简简 介介亲亲核核反反应应发发生生在在大大环环，主主要要产产物物是是4 4，6 6，8 8位位；亲亲电电反反应应发发生生在在小小环环，主主要产物是要产物是1 1，3 3位。位。共共 振振 论论 简简 介介6 6判断反应速度判断反应速度 -Br-Br-OHOH-CHCH2 2=CHCH=CHCH2 2Br Br CH CH2 2=CHCH=CHCH2 2+CH CH2 2=CHCH=CHCH2 2OHOH稳定性高稳定性高反应快反应快 -Br-Br-OHOH-CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2Br Br CH CH3 3CHCH2 2CHCH2 2+CH CH3 3CHCH2 2CHCH2 2OHOH稳定性差稳定性差反应慢反应慢 共共 振振 论论 简简 介介 共共 振振 论论 简简 介介 共共 振振 论论 简简 介介 共共 振振 论论 简简 介介
