Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu: III/2VY_32_inovace_128

Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Jméno autora: Ing. Klára Šírová Třída/ročník: II. Datum vytvoření: 24.8.2013 Vzdělávací oblast: Chemické vzdělávání Tematická oblast: Chemie kolem nás Předmět: Chemie Výstižný popis způsobu využití, případně metodické pokyny: Efekty substituentů, mechanismy posunu elektronů Klíčová slova: Indukční efekt, mezomerní efekt Druh učebního materiálu: prezentace

Efekty substituentů, mechanismy posunu elektronů Efektem substituentu je působení substituentu na sousední vazby (na jejich polaritu). Dojde k posunu elektronů tvořících vazbu. Posun elektronů σ – indukční efekt. (značí se I) Posun elektronů π – mezomerní efekt. (značí se M) Indukční a mezomerní efekt můžeme rozdělit na kladný a záporný, podle toho, který směrem se elektrony tvořící vazbu posunou.

Záporný indukční efekt Vyvolávají ho atomy nebo skupiny atomů, které přitahují elektrony více, než by je přitahoval vodík, kdyby byl na jejich místě (prvky s vyšší elektronegativitou než vodík). - I efekt δ3+ δ2+ δ1+ δ- δ1+ > δ2+ > δ3+ Na uhlících vznikají parciální kladné náboje. Příklady prvků a skupin: -F, -Cl, -Br, -I, -NH2 (a další skupiny s dusíkem), -OR (a další skupiny s kyslíkem).

Kladný indukční efekt Vyvolávají ho atomy nebo skupiny atomů, které přitahují elektrony slaběji, než by je přitahoval vodík, kdyby byl na jejich místě (prvky s nižší elektronegativitou než vodík). + I efekt δ3- δ2- δ1- δ+ δ1- > δ2- > δ3- Na uhlících vznikají parciální záporné náboje. Příklady prvků a skupin: -R (alkyly), kovy

Kladný mezomerní efekt Vyvolávají atomy nebo skupiny atomů, které systémům poskytují svůj volný elektronový pár). Důležitý je hlavně u aromatických systémů. + M efekt Substituent zvyšuje elektronovou hustotu v systému, zvyšuje celkovou reaktivitu, díky posunu elektronů jsou nejreaktivnější polohy 2,4 a 6 (ortho- a para-), na kterých je nejvyšší pravděpodobnost elektrofilní substituce. Příklady prvků a skupin: -F, -Cl, -Br, -I, -NH2, -OH, -OR

Kladný mezomerní efekt Vyvolávají skupiny atomů, které systémům odčerpávají elektrony. Důležitý je hlavně u aromatických systémů. - M efekt Substituent snižuje elektronovou hustotu v systému, snižuje celkovou reaktivitu, díky posunu elektronů jsou nejreaktivnější polohy 3 a 5 (meta-), na kterých je nejvyšší pravděpodobnost elektrofilní substituce. Příklady skupin: -NO2, -CN

Procvičování Uveďte dvě skupiny atomů, které vyvolávají – M efekt. -NO2, -CN Které atomy nebo skupiny atomů vyvolávají + I efekt? K čemu dochází na uhlíkovém řetězci? Vyvolávají ho atomy nebo skupiny atomů, které přitahují elektrony slaběji, než by je přitahoval vodík, kdyby byl na jejich místě (prvky s nižší elektronegativitou než vodík). Na uhlících vznikají parciální záporné náboje. Jaký indukční efekt mají halogeny? záporný

Znázorněte vliv –NH2 skupiny na benzenové jádro (co nejpodrobněji). (Skupina má jeden volný elektronový pár). + M efekt Co způsobuje substituent se záporným mezomerním efektem? Substituent snižuje elektronovou hustotu v systému, snižuje celkovou reaktivitu, díky posunu elektronů jsou nejreaktivnější polohy 3 a 5 (meta-), na kterých je nejvyšší pravděpodobnost elektrofilní substituce.

Použitá literatura KOTLÍK, Bohumír a Květoslava RŮŽIČKOVÁ. Chemie v kostce II.: Pro střední školy. 2. vyd. Havlíčkův Brod: Fragment, 1997. PEČOVÁ, Danuše. Organická chemie. 2. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005. HONZA, Jaroslav a Aleš MAREČEK. Chemie pro čtyřletá gymnázia. 3. vyd. Olomouc: Nakladatelství Olomouc, 2005.