Для определения правильного распределения электронной плотности в органических молекулах необходимо учитывать электроотрицательность атомов и индуктивный эффект ( -эффект). Теоретическая основа
- Алкильные группы (например, , ) обладают положительным индуктивным эффектом ( ). Они «толкают» электронную плотность от себя к более электроотрицательным центрам или вдоль цепи. Электроотрицательные атомы (например, ) обладают отрицательным индуктивным эффектом ( ). Они притягивают электронную плотность к себе.
Анализ вариантов 1) В данном случае стрелка от метильной группы ( ) к этильной цепи указана верно, так как метильная группа проявляет -эффект. Однако водород ( ) на конце цепи практически не отличается по электроотрицательности от углерода, поэтому выраженного смещения плотности к нему обычно не рисуют. Это распределение допустимо, но оно описывает лишь часть системы. 2) (анализ структуры) В записи ch3->ch2->oo->h допущена неточность в направлении стрелок у гидропероксидной группы ( ).
- Кислород — один из самых электроотрицательных элементов.
- Связь сильно полярна, и электронная плотность смещена от водорода к кислороду ( ). Связь также полярна, плотность смещена от углерода к кислороду ( ).
Следовательно, правильная схема для такой структуры выглядит так: Правильное распределение Наиболее корректно и полно электронная плотность распределена в молекулах, где учтен акцепторный характер гетероатомов. Если выбирать из логики представленных вариантов:
- Вариант 1 частично верен в плане влияния алкильной группы на углеродную цепь.
- Вариант 2 (в исправленном виде) наиболее наглядно показывает поляризацию: радикалы отдают плотность ( ), а кислороды стягивают её на себя ( ).
Важное примечание: В органической химии стрелка обозначает направление смещения электронной плотности по системе -связей. Она всегда направлена от менее электроотрицательного атома к более электроотрицательному.
Вывод: Если рассматривать предложенные записи как схемы, то первая схема ( ) является классическим примером передачи -эффекта метильной группы. Однако в третьей схеме (с кислородом) распределение плотности гораздо более выражено из-за высокой электроотрицательности кислорода, но стрелки должны сходиться к атомам кислорода с обеих сторон. Я могу составить для вас таблицу электроотрицательности основных элементов органической химии, чтобы вы могли безошибочно определять направление смещения плотности в любых молекулах. Желаете?