Efekt mezomeryczny
Z Wikipedii
Efekt mezomeryczny zwany też efektem rezonansowym to w chemii zdolność grup funkcyjnych i ogólnie wszelkich podstawników do zmniejszania lub zwiększania reaktywności związków chemicznych na skutek nakładania się ich orbitali π lub p z orbitalami p lub π atomów do których są one przyłączone.[1]
Zmniejszanie lub zwiększanie reaktywności związków, w których występuje efekt mezomeryczny jest związane z wpływem na gęstość elektronową występującą na atomie do którego jest przyłączona pojedynczym wiązaniem chemicznym dana grupa funkcyjna. Efekt ten jest też czasami obserwowany na atomach okolicznych. W formalnym zapisie mezomerię obrazuje się za pomocą struktur rezonansowych produktów przejściowych występujących w reakcjach chemicznych, w których ten efekt się objawia.
Efektu mezomerycznego nie należy mylić z efektem indukcyjnym podstawnika. Ten drugi wynika bezpośrednio z różnicy elektroujemności podstawnika i atomu do którego jest on przyłączony. Efekt indukcyjny i mezomeryczny czasami wzajemnie się wspierają, a czasami są sobie przeciwstawne.
Idea efektu mezomerycznego została wprowadzona do terminologii chemicznej przez Christophera Kelka Ingolda w 1938 r. jako koncepcja alternatywna do idei rezonansu chemicznego, który zaproponował Linus Pauling.[2]. W toku badań okazało się jednak, że na poziomie kwantowo-mechanicznym oba te efekty są w gruncie rzeczy tożsame, gdyż polegają na delokalizacji elektronów przez boczne nakładanie się na siebie orbitali π. Oba pojęcia można w zasadzie stosować zamiennie - przy czym o efekcie rezonansowym mówi się częściej w kontekście delokalizacji wiązań wielokrotnych występujących stale w związkach chemicznych, a o efekcie mezomerycznym w kontekście struktur tworzących się przejściowo w czasie reakcji chemicznych. Obecnie IUPAC zaleca stosowanie raczej pojęcia "rezonans chemiczny".
Efekt mezomeryczny może być dodatni (+M) lub ujemny (-M). Ujemny efekt ma miejsce wtedy, gdy podstawnik powoduje "wyciąganie" elektronów z reszty cząsteczki, czyli powoduje spadek gęstości elektronowej na atomie do którego jest przyłączony. Dodatni efekt ma miejsce wtedy, gdy podstawnik "dostarcza" elektrony do reszty cząsteczki. Zarówno dodatni jak i ujemny efekt mezomeryczny może powodować zmniejszanie lub zwiększanie reaktywności związków chemicznych. Zależy to od mechanizmu danej reakcji.
Przykładowe podstawniki, które są +M w stosunku do atomu węgla sp3 w związkach organicznych:
- -O−
- -NH2
- -NR2
- -OH
- -OR
- -NHCOR
- -OCOR
- -(Aryl)
- -CH=CH-COOH
Przykładowe podstawniki, które są -M w stosunku do atomu węgla sp3 w związkach organicznych:
- -COOR
- -COOH
- -CHO
- -COR
- -CN
- -NO2
- -SO3H
- -NH3+
- -NR3+
Przypisy
- ↑ Definicja w IUPAC Gold Book
- ↑ If It's Resonance, What Is Resonating? Kerber, Robert C. . J. Chem. Educ. 2006 83 223. Abstract