전자 효과
Electronic effect전자적 효과는 분자의 구조, 반응도 또는 성질에 영향을 미치지만 전통적인 결합도 아니고 강체적 영향도 아니다.[1] 유기화학에서는 스테레오전자 효과라는 용어를 사용하여 전자 구조와 분자의 기하학(스테레오화학)의 관계를 강조하기도 한다.
종류들
유도는 관련된 원자의 전기적 수용성에 따라 전통적인 시그마 결합 구조를 통해 전자 밀도를 재분배하는 것이다. 유도 효과는 단지 몇 개의 결합으로 그 효과를 제한하는 것과 관련된 모든 시그마 결합에 걸쳐 떨어진다.
결합은 유도와 유사하지만 상호 연결된 파이 본드를 통해 전달되는 전자 밀도의 재분배다. 결합은 연결된 원자의 전기성에 의해서만 영향을 받는 것이 아니라, pi-system에 관한 전자 단독 쌍의 위치에 의해서도 영향을 받는다. 전자적 효과는 파이 시스템 전체에 걸쳐 전송될 수 있어 이들의 영향력이 유도보다 더 확대될 수 있다.
초점화란 시그마 결합(일반적으로 C-H 또는 C-C)에서 빈(또는 부분적으로 채워진) 비결합 p-오르비탈 또는 항균 orbital 궤도 또는 항균성 시그마 궤도와의 상호작용으로 인해 발생하는 안정화 교호작용으로서, 시스템의 안정성을 높이는 확장된 분자 궤도 를 제공한다.[2] 거슈 효과와 변칙 효과와 같은 현상을 설명하기 위해 초점화를 사용할 수 있다.
궤도 대칭은 p와 d와 같은 방향 성분을 포함하는 궤도를 다룰 때 중요하다. 그러한 효과의 예는 정사각형 평면형 저 스핀 d8 전환 금속 복합체들이다. 이들 단지는 사면 기하학적 구조에서 강직 혼잡도가 적음에도 금속 중심 d 궤도 방향성 때문에 사각 평면 단지로 존재한다. 이것은 다른 것들 중에서도 디엘-알데르 반응과 같은 순환기 반응의 측면을 포함한 많은 다양한 예들의 간단한 한 예다.
정전기 상호작용은 분자 내 전하의 생성과 관련된 매력적인 힘과 반발력을 모두 포함한다. 정전기적 상호작용은 일반적으로 전통적 결합으로 간주되기에는 너무 약하거나, 어쩌면 강직 효과에 의해 전통적 결합을 형성하는 것을 방지한다. 결합은 보통 반 데르 바알 반지름의 합보다 더 가까이 접근하는 두 원자로 정의된다. 수소 결합은 실제 "결합"과 정전기적 상호작용에 가깝다. 매력적인 정전기적 상호작용은 너무 강해지면 "결합"으로 간주되지만, 반발하는 정전기적 상호작용은 강도와 상관없이 항상 정전기적 효과다. 반발효과의 한 예로 전하를 띠는 원자의 쿨롱 상호작용을 최소화하기 위해 경합하는 분자를 들 수 있다.
그것의 전자 스핀 상태는 분자 안에 있는 손상되지 않은 전자의 수를 가장 간단하게 묘사한다. 대부분의 생명체를 구성하는 단백질, 탄수화물, 지질을 포함한 대부분의 분자는 충전된 상태에서도 손상되지 않은 전자가 없다. 그러한 분자는 쌍체 전자가 단 하나의 회전 상태만을 가지기 때문에 싱글렛 분자라고 불린다. 이와는 대조적으로, 주변 조건에서 다이옥시겐은 두 개의 전자가 손상되지 않았다. 디옥시겐은 세 개의 분자로, 두 개의 손상된 전자가 세 개의 스핀 상태를 허용하기 때문이다. 세쌍둥이 분자와 세쌍둥이 분자의 반응은 양자역학에서 스핀-포기된다. 이것이 삼중 산소를 가진 싱클레트 유기 분자의 극도로 열역학적으로 호의적인 반응에 대한 반응 장벽이 매우 높은 주요 이유다. 이 운동장벽은 상온에서 생명체가 화염에 휩싸이는 것을 막는다.
전자 스핀 상태는 전환 금속의 경우 더 복잡하다. 전이 금속의 반응성을 이해하기 위해서는 고 스핀과 저 스핀 구성뿐만 아니라 d 전자 구성의 개념을 이해하는 것이 필수적이다. 예를 들어, 저 스핀 d8 전이 금속 복합체는 대개 손상되지 않은 전자가 없는 사각 평면 대체 불활성이다. 이와는 대조적으로, 고 스핀 d8 전이 금속 복합체는 대개 8각형이며 대체적으로 이동성이 있으며, 두 개의 전자가 손상되지 않았다.
얀-텔러 효과는 특정 상황에서 비선형 분자의 기하학적 왜곡이다. 퇴보한 전자 접지 상태를 가진 비선형 분자는 그 퇴보를 제거하는 기하학적 왜곡을 겪게 될 것이다. 이것은 전체적인 에너지를 낮추는 효과가 있다. 얀-텔러 왜곡은 특히 구리와 같은 특정 전이 금속 복합체에서 흔하다.II) 9d 전자가 있는 콤플렉스.
트랜스 영향이란 사각형이나 팔면체 복합체의 리간드가 리간드 트랜스와의 결합에 미치는 영향을 말한다. 전자적 효과에 의해 발생하며, 그 자체가 트랜스 본드의 연장 및 단지 전체의 에너지에 미치는 효과로 나타난다.
steric 효과와 비교
분자의 구조, 특성 및 반응성은 공동 결합, 이온 결합, 수소 결합 및 기타 형태의 결합을 포함한 직접적인 결합 상호작용에 의존한다. 이 결합은 일반적으로 강직 효과로 간주되는 반발력에 의해 변형된 기본적인 분자 골격을 공급한다. 기본적인 접착과 강직 효과는 많은 구조, 특성 및 반응도를 설명하기에 충분하지 않다. 따라서 강직 효과는 유도, 접속사, 궤도 대칭, 정전기 상호작용, 스핀 상태와 같은 효과의 영향을 암시하는 전자 효과에 의해 대조되고 보완되는 경우가 많다. 더 많은 난해한 전자적 효과가 있지만, 화학적 구조와 반응성을 고려할 때 이러한 효과들이 가장 중요하다.
특수한 계산 절차는 분자 내 임의 집단의 장기와 전자적 효과를 분리하고 구조와 반응성에 미치는 영향을 밝히기 위해 개발되었다.[3]
참조
- ^ G. L. Miessler와 D. A. 타르 "유기화학" 3차 에드, 피어슨/프렌티스홀 출판사 ISBN0-13-035471-6.
- ^ 유기화학 존 맥머리 2판 ISBN 0-534-07968-7
- ^ Ananikov, V. P.; Musaev, D. G.; Morokuma, K. "Critical Effect of Phosphane Ligands on the Mechanism of Carbon–Carbon Bond Formation Involving Palladium(II) Complexes: A Theoretical Investigation of Reductive Elimination from Square-Planar and T-Shaped Species". Eur. J. Inorg. Chem. 2007: 5390–5399. doi:10.1002/ejic.200700850.
