超共轭效應英文解釋翻譯、超共轭效應的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 hyper conjugation; hyperconjugation; no-bond resonance
quasi-conjugation
分詞翻譯:
超的英語翻譯:
exceed; go beyond; overtake
【計】 hyperactive
【醫】 per-; ultra-
共轭效應的英語翻譯:
【化】 conjugative effect
專業解析
超共轭效應(Hyperconjugation)是分子中σ鍵電子與相鄰的π鍵或空軌道發生離域作用的現象。這一概念最早由化學家Robert S. Mulliken于1939年提出,用于解釋分子穩定性和反應活性的異常現象。在漢英詞典中,該術語對應"hyperconjugation",詞根源自希臘語"hyper"(超越)和拉丁語"conjugare"(連接),強調電子超越單鍵限制的離域特性。
從作用機制分析,超共轭效應包含兩種主要類型:
- σ-π超共轭:如丙烯分子中C-Hσ鍵與C=Cπ鍵的相互作用,通過部分電子轉移增強雙鍵穩定性(參考:IUPAC Gold Book術語庫
- σ-p超共轭:典型表現為碳正離子中C-Hσ鍵與空p軌道的電子共享,如(CH₃)₃C⁺的穩定性高于CH₃⁺(引用:《Advanced Organic Chemistry》第5版
該效應在有機化學中有重要應用價值,包括:
- 解釋分子構象偏好(如乙烷交叉式構象更穩定)
- 預測反應中間體穩定性
- 理解共價鍵極性變化規律
現代理論通過NBO(自然鍵軌道)分析和分子軌道計算證實,超共轭作用能貢獻10-15 kcal/mol的穩定化能量(數據來源:MIT開放課程《有機化學II》。實驗證據包括紅外光譜中C-H鍵伸縮頻率降低,以及核磁共振譜中特定質子化學位移異常等現象。
網絡擴展解釋
超共轭效應是有機化學中一種重要的電子離域現象,指σ鍵中的電子(如C-H或C-C)與相鄰的空p軌道、非鍵軌道或反鍵π軌道之間的相互作用,通過電子雲的部分重疊形成更大的分子軌道,從而增強分子穩定性。以下是其核心要點:
1.作用機制
- 電子離域:σ鍵的電子(如C-H的σ電子)與鄰近的p軌道或π軌道發生部分重疊,形成離域體系。例如,在碳正離子中,β位的C-H σ電子可通過離域填充正電荷周圍的空p軌道,分散電荷以穩定結構。
- 軌道類型:涉及σ軌道與空p軌道、反鍵π軌道(σ/π)或孤對電子的相互作用。
2.影響因素
- β位C-H鍵數量:與正電荷或雙鍵相鄰的β位C-H鍵越多,超共轭效應越強(如甲基>乙基>叔丁基)。
- 軌道匹配:需要σ鍵與相鄰軌道的空間取向滿足一定重疊條件。
3.效應特點
- 弱于共轭效應:超共轭的電子離域程度較低,穩定性貢獻較小(共轭能通常低于10 kJ/mol)。
- 分子穩定性:通過分散電荷或降低局部電子密度,使碳正離子、自由基等中間體更穩定。
4.實際應用
- 解釋結構穩定性:例如,丙烯中甲基的C-H σ鍵與雙鍵的π軌道超共轭,增強烯烴穩定性;碳正離子的穩定性順序為:叔>仲>伯(與β-H數量相關)。
- 反應選擇性:超共轭可影響反應的過渡态能量及産物分布,如鄰位交叉構象的穩定性。
5.與共轭效應的區别
- 軌道類型:共轭效應涉及π-π或p-π軌道的平行重疊,而超共轭是σ軌道與其他軌道的非平行部分重疊。
- 強度差異:共轭效應通常更強,如苯的共轭能約150 kJ/mol,而超共轭能一般不足10 kJ/mol。
公式示例
對于碳正離子的穩定性,超共轭效應可表示為:
$$
text{穩定性} propto sum (text{β-C-H鍵數量})
$$
若需進一步了解具體應用或案例,可參考來源中的詳細分析。
分類
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