立体异构&共振论(提高班)(PDF版)2024年化学奥林匹克竞赛

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立体异构&共振论(提高班)(PDF版)2024年化学奥林匹克竞赛

资源简介

立体异构
构造异构
碳链异构

构造异构 位置异构

同分异构 官能团异构
构象异构
立体异构
构型异构
立体异构
立体异构体
分子中的原子或原子团互相连接的次序相同,但
在空间的排列方向不同而引起的异构体。
构造相同 顺反异构
构型异构
立体异构
对映异构
构象异构
第1章顺反异构
a c
a ≠ b
c ≠ d
b d
若有一个“=”
则无顺反异构
a=c或d之一是可以的
1.1若双键的两个碳原子有连接相同基团。
同侧称为顺式 异侧为反式
H H H C H3
H C CH3 H CH3 3
顺式 反式
o o
熔点 -139.3 C -105.5 C
o o
沸点 3.5 C 0.9 C
密度 0.6231 0.6042
1.2若双键的两个碳原子有连接的原子或
基团全部不相同。采用Z、E命名法。




较优基团在同侧为Z,异侧为E
Z、E命名 与 顺反命名无直接关联
次序规则
首先比较第1个相连原子的原子序数 较大者“优”
-SO3H>-OH>-NH2>-CH3
若第1个原子相同时,则依次比较与第一个原子相连的原
子的原子序数
-OR> -OH, -CH2Cl>-CH3, -NR2>-NHR>-NH2
如果第2个原子又相同时,则再比较第三个的,以此类推
如果基团含有双键或叁键时,则当作两个或叁个单键看
待,认为连有两个或三个相同原子
CH3
例如: H3C
H3C C > CH > H3C CH2 > CH3
H3C
CH3
( C , C , C ) ( C , C , H ) ( C , H , H ) ( H , H , H )

4 3 2 1 3 2 1 2 1
CH3CH2CH2CH2 > CH3CH2CH2 > CH3CH2
C1 : ( C , H , H ) ( C , H , H ) ( C , H , H )
C2 : ( C , H , H ) ( C , H , H ) ( H , H , H )
C3 : ( C , H , H ) ( H , H , H )

醛基碳C(,O,O,H) 羧基碳(C,O,O,O)
产生顺反异构的条件
产生顺反异构的条件,分子中存在限制碳
原子自由旋转的因素,例如双键或环。
不能自由旋转的原子上连接2个不同的原子
或基团。
H H CH3 H
CH3 CH3 H CH3
顺-1,2-二甲基环丙烷 反-1,2-二甲基环丙烷
与 与
顺 反 顺 反
位置异构
2024/1/15 10
第2章对映异构
第1节 对映异构体的发现及命名
物质 右 旋
旋光
平面偏振光 左 旋
平面偏振光:
只在一个平面上振动的光
普通光线的振动平面
传播方向
振动方向
偏振光
方解石
单色光 (Nicol prism)
旋光现象的发现
早在19世纪,就发现许多天然化合物如
酒石酸,樟脑等晶体有旋光性
1844年
左旋和右旋酒石酸钠铵晶体
巴德斯
碳原子的四面体学说
1874年,范特霍夫
实际上在空间具有不同的构型,它们不能重合。
楔形式
COOH HOOC
C C
HO
H H OH
CH3 3HC
物 体 mirror 镜 象
乳酸的对映异构体
人们把这种构造相同,构型不同并且互呈镜象对映关系
的立体异构现象称为对映异构。
COOH
C

HO CH H
3 对

COOH 映
C 体
H OH
CH
3
由于对映异构体最显著的特点是对平面
偏振光的旋光性不同,因此也常把对映
异构称为旋光异构或光学异构。
镜像
F F
转 180o
H
Br HBr
Cl Cl
手性分子
F 手性分子(chiral molecules)
两者不
能重合
Cl
Br 手性(chirality):实物和
H
其镜像不能重叠的现象
物质与其镜象的关系,与人的左、右 Chiral is derived
from the Greek word
手一样,非常相似,但不能叠合,
cheiros, meaning
因此我们把物质的这种特性称为手性。 “hand”.
非手性分子
非手性分子
镜像
F F
转 60o Br Br
o
Cl Cl 转 180
H
Cl HCl
Cl
Cl
Cl Cl
Br
非手性分子 Br
F
两者
互相 两者完 Br
重合 H Cl 全重合 Cl
Cl
Cl
Br
不对称碳原子:与四个不同的原子或基团相连接
的碳原子,用C*标出。
手性碳
原子
旋光仪: 比旋光度:
1 1
三种乳酸:
(1). 肌肉运动时产生的乳酸(右旋体)
20
[ 3.820D ,m.p 53
0C
(2). 乳糖发酵得到的乳酸,(左旋体)
20
[ D 3.82
0 ,m.p 530C
(3). 化学合成制备的乳酸,(外消旋体)
20
[ D 0
0 ,m.p 180C
外消旋体:由等量的对映体相混合而形成的混合物
基本概念小结:
偏振光:只在一个平面上振动的光。
旋光性:能使偏振光的振动平面旋转的性质。
旋光物质:具有旋光性的物质。
左(右)旋体:能使偏振光向左(右)旋转的
旋光物质。
旋光度:旋光物质使偏振光振动平面旋转的角度,
常用α表示。
手性(chiral): 实物与镜像不能重合。
非手性(achiral):实物与镜像相互重合。
手性分子:分子与其镜像不能重合的化合物。
对映体:手性分子与其镜像互为对映体。
一对对映体包括一个左旋体与一个右旋体,其
比旋光度绝对值相等,但旋光方向相反。
外消旋体:对映体混合物,使整体旋光性抵消。
手性与对称因素
物质的分子具有手性,就必定有对映异构现象,
就具有旋光性;反之,物质分子如果不具有手性,
就能与其镜象叠合,就不具有对映异构现象,也
不表现出旋光性。
手性与分子的对称性密切相关,一个分子具有手
性,实际上是缺少对称因素所致。
对称因素
(1)对称面
(1)1,1-二氯乙烷 (2)(E)-1,2-二氯乙烯
(2)对称中心
P点:对称中心
(3)对称轴
(E)-1,2-二氯乙烯 环丁烷 苯
小结:
分子有手性,则物质具有旋光性;反之则无。
一般而言,对称分子(分子内部存在对称因素)
无手性,不对称分子才有手性。
通常判断一物质分子是否具有手性:
(1)不具有对称面
(2)不具有对称中心
有些含对称轴,但不含对称中心的化合物,
也具有手性。
(1)二重对称轴 (2)对映异构
反-1,2-二氯环丙烷的对映异构
对映异构体构型的表示方法
CH CH
3 3
C COOH HOOC C
H H
OH OH
COOH COOH
C C
H OH HO H
CH CH
3 3
费歇尔投影式(1891年)
(1) 把与手性碳原
子横向的两个键
摆向前,把竖立
的两个键向后。
(2) 把固定下来的
分子模型中各个
原子或基团投影
到纸面上。
Fischer 投影式:
COOH
HO H
COOH CH3
HO
H
CH3
横前竖后
★ Fischer投影式规则:
1、“+”字交叉点代表 C *;
2、碳链摆在垂直线上,编号最小碳原子置上端;
3、横前竖后平面图形反映立体结构。
COOH
COOH COOH
H C OH H C OH H OH
CH3
CH3 CH3
楔形式 投影式 Fischer投影式
注意: Fischer投影式不能离开纸面而翻转过来
图中(Ⅰ)、(Ⅱ ) 式实际上并不重叠
注意: Fischer投影式不能在纸面上任意转动
投影式可在纸平面上任意转动
(1800 ×n), 构型保持不变;
COOH CH3
1800
OH H
H OH
CH3 COOH
在纸平面上旋转900的奇数倍后,得到对映体。
COOH OH
900
HO H CH3 COOH
CH3 H
(+) (— )
小结:判断两个Fischer投影式是否是
同一化合物:将其中一个在纸面上转动
180 ,看两者是否重叠.
将投影式中任意两基团互换
COOH COOH
交 换1次
HO H H OH
CH3 CH3
(+) (-)
COOH CH3
交 换2 次
HO H H OH
CH3 COOH
(-) (-)
★ 小结: 交换奇数次得到对映体,
手性碳上的两个
原子或基团
交换偶数次回到原来结构
CH3 C2H5
交换CH3和C2H5 交换CH3和OH
H H
C2H5 交换 1 次 CH3 交换 2 次HO HO
I I 的对映体
C2H5 H
交换H和C2H5
H C2H5
H C OH 交换 3 次 H C
OH
3 3
I I 的对映体
在Fischer投影式中,将一个基团固定,
另外三个顺时针或逆时针地调换位置,
不会改变原化合物的构型。
COOH COOH COOH NH2
NH H CH NH H CH H COOH
2 3 2 3
CH H NH CH3
3 2
1.3 对映异构体命名 相对构型
绝对构型
(1)相对构型 D / L标记法
CHO CHO
H OH HO H
CH OH CH2OH2
D-(+)-甘油醛 L-(-)-甘油醛
1951年以前人为规定左、右旋甘油醛用下式
表示:
CHO CHO
HO H H OH
CH OH CH OH
2 2
L-(-)-甘油醛 D-(+)-甘油醛
碳水化合物也沿用这种构型表示法,
用距羰基最远的手性碳的D、L
代表整个分子的构型。
CH OH
2
CHO O
CHO (CHOH)n (CHOH)m
H OH H OH H OH
CH OH
2 CH OH CH OH2 2
D-甘油醛 D-某醛糖 D-某酮糖
末端羟甲基
CHO CHO
描述立体构型
H OH HO H
的 D / L 体系
CH2OH CH2OH
D 甘油醛 L 甘油醛
CHO
CHO
H OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
CH2OH
D 核糖
CHO CHO CHO CHO
H OH HO H H OH HO H
H OH H OH HO H HO H
H OH H OH H OH H OH
CH OH CH2OH CH2OH CH2OH2
D 葡萄糖 D 甘露糖
CHO COOH H COOHO
H OH H OH H OH
CH2OH CH CH2OH 3
D-(+)-甘油醛 D-(-)-乳酸
以甘油醛为基D础-(+,)-甘通油过醛化学方法合成其它化L合-(-物)-甘,油如醛果与手
性原子相连的键没有断裂,则仍保持甘油醛的原有构型。
D、L构型没有改变,但旋光方向改变了
注意:旋光方向通过D、L无法预测!
CHO COOH COOH
HgO HNO2
HO H HO H HO H
CH CH OH CH2NH22OH 2
L-(-) -甘油醛 L-(+) -甘油酸 L-(-) -异丝氨酸
COOH COOH
[ H ] NOBr
HO H HO H
CH CH Br3 2
L-(+)- 乳酸 L-(+ )- -溴乳酸
小结
1、以(+)、(-)甘油醛作为旋光性物质构型的比较标准;
2、在费舍尔投影式中,甘油醛C*上 –OH排在水平线
右侧为D型;–OH排在水平线左侧为L型。
3、标准物质的构型规定后,其他旋光性物质的构
型与标准物质镜像关联来确定。
4、当一种旋光性物质发生化学反应时,只要与C*
直接相连的任何一个化学键不曾断裂,则其C *的
构型不变。
5、D、L与旋光方向无内在联系。
(2)绝对构型
1970年,R.S为拉丁文
Rectus与Sinister的字首,
意为“右”与“左”。
R/S 构型系统命名法:
(1)将C*上四个基团按次序规则排序(a>b>c>d) ;
(2)将排在d摆在离观察者最远处;
(3)按 “a→b→c” 对基团排序,顺时针排列者
为R构型;逆时针排列者则为 S 构型。
OCH3 视线方向
C
Cl 优 先 次 序:
H
-Cl > -OCH3 > -CH3 > -H
CH3
(S)-甲 基- -氯 乙 基醚
OH
C
COOH
H
CH3
-OH > -COOH > -CH3 > -H
(R) -乳酸
Fischer投影式表示的分子构型
视线方向
CHO
CHO
C
H OH H OH
CH OH
2
CH OH
2
( R )-甘油醛
CHO
H
CHO
CHO
H OH HO
H OH
CH2OH
R
CH2OH CH2OH
( R )-甘油醛
说明:R/S与D/L构型表示法无内在联系。
COOH COOH
HO H H H2N
CH CH3 2SH
S - 乳酸 R - 半 胱氨 酸
(L) (L)
小结
R,S标记的是绝对构型 D,L标记的是相对构型,
绝 能真实代表某一 相 与假定的D、L甘油
对 光活性化合物的 对 醛相关联而确定的
构 构
型 构型(R、S) 型 构型。
注意:无论是D,L还是R,S标记方法,都不能通过其
标记的构型来判断旋光方向。因为旋光方向是固有
性质,而对化合物的构型标记只是人为的规定。
目前从一个化合物的构型还无法准确地判断其
旋光方向,还是依靠测定!
左右手规则
把手性碳原子所连的四个原子或基团(a、b、c、d),
根据顺序规则(a>b>c>d) 先后排序
使大拇指的伸展方向与排序最后的原子(d) 指向的
方向一致
若其余三个原子或基团按顺序规则递减(a>b>c)排列
的顺序与右手四指弯曲的方向一致,用R表示;
反之用S表示。
其中(a>b>c>d):
R 构型
S 构型
举例: 1-溴-1-氯乙烷
(+)-2-氯乙烷
Br>Cl>CH3>H
R构型
Cl> C2H5> CH3>H( - )-甘油醛
S构型
OH> CHO> CH2OH>H
S构型
经验规则(对fischer投影式)
直接观测,若次序排在最后的原子或基团在
竖线上,另外三个基团由大到小按顺时针排
列,为R构型,按逆时针排列则为S构型。
H H
HO CHO OHC OH
CH
2OH CH 2OH
R- S-
如果次序排在最后的原子或原子团,在
横线上,另外三个基团由大到小为顺时针排
列,为S构型,按反时针排列,则为R构型。
Br Cl
H I H I
Cl Br
R- S-
经验规则(对fischer投影式)
(1)“小”在左右反原向;
(2)“小”在上下同原向。
小横反,竖不变
例:
CH 优 先 次 序3
-CH2Cl>-C2H5>-CH3>-H
H CH2Cl 排 序:顺时针 (R)
小横反 真 实构 型 :反 原向
C2H5
(S) -2-甲 基 -1-氯 丁 烷
例:
H
CH2=CHCH2 CH2Cl
竖不变 CH3
-CH2Cl>CH2=CH-CH2->-CH3>-H
逆 时针 ;"小"在 上 下 同 原向
(S) -4-甲 基 -5-氯 -1-戊 烯
(+)-2-氯丁烷
Cl
Cl
C H
2 5 CH C3 即 C H CH
2 5 3
H
H
Cl> C2H5> CH3 S构型
命名为: (S)-(+)-2-氯丁烷
思考题:
下列构型式中那些是相同的,那些是对映体?
CH
3
(1) Cl Br
H Br
CH
3
H
Cl
Cl
CH
3 Br
H
思考题:
下列构型式中那些是相同的,那些是对映体?
OH
CHO
H CHO
HOH C
2 H
CH OH
CHO 2 OH
(2)
OH H CHO
CH OH HO CH OH
2 2
H
手性碳 —— 手性有机物分子的特征(之一)
连有四个不同基团的碳原子
F
手性碳(chiral carbon)
C 手性中心 (Chiral center)
H
Br
Cl
例: * *CH3CHCHCH3
Cl Cl
F 手性碳标记
* *
H C* Cl CH3CHCHCH2CH3
Cl Cl
Br
R S
COOH
H C OH
H
CH
* 3CH3 C COOH
COOH
OH
H OH
CH3
Fischer
第2节 含手性碳原子化合物的对映异构
1、含有一个手性碳原子化合物对映异构
CH
H N 3 CH NH3 2
2
C C
HOOC H H COOH
2-甲基-1-丁醇的对映异构体:
含一个C*的分子:
有且只有一对对映体
2.含多个手性碳原子化合物的对映异构
2.1 含有两个不同手性碳原子的化合物
CHO
* CH-OH
2,3,4-三羟基丁醛
* CH-OH
CH OH
2

CHO CHO
H OH HO H
H OH HO H
CH OH
2 HOCH2
(Ⅰ ) (2R,3R) (Ⅱ)(2S,3S)
[α]D -215° +215°
熔点 液体 液体
CHO CHO
H OH HO H
HO H H OH
CH OH
2 HOCH2
(Ⅲ ) (2R,3S) (Ⅳ)(2S,3R)
[α]D -29.1° +29.1°
熔点 130℃
130℃
胆甾醇
CH
3 *
CH H
3 * *
* *
* *
*
OH
理论值:28=256
2.2 含有两个相同手性碳原子的化合物
酒石酸 2,3-二氯丁烷
例:酒石酸 含两个相同C*的分子
COOH COOH
H OH HO H
HO H H OH
COOH COOH
(2R,3R) (2S.3S)
(Ⅰ) (Ⅱ)
COOH COOH
H OH HO H
H OH HO H
COOH COOH
(2R,3S) (2S,3R)
(Ⅲ) (Ⅳ)

COOH COOH
1800
H OH HO H
H OH HO H
COOH COOH
(3) (4)
(2R,3S) (2S,3R)
meso compound
H
COOH HO COOH
C
H OH
H OH
C 对称面
COOH HO COOH
H
COOH COOH COOH COOH
(R) H OH HO H (S) (R) H OH HO H (S)
(S) H OH HO H (R) (R)HO H H OH (S)
COOH COOH COOH COOH
内消旋-酒石酸 (+)-酒石酸 (-)-酒石酸
mp [ ]D(水) 溶解度(g/100ml) pKa1 pKa
(+)-酒石酸 170oc +12.0 139 2.98 4.23
(-)-酒石酸 170oc -12.0 139 2.98 4.23
( )-酒石酸 (dl) 206oc 0 20.6 2.96 4.24
meso-酒石酸 140oc 0 125 3.11 4.80
与单纯旋光体相比,内消旋体与之物化性质差异较大,
外消旋体与之物理性质差异较大,化学性质差异较小。
含有多个手性碳原子的化合物命名:
I. 按次序规则对每个C*以R或S命名
II. 并注明各标记的是哪一个碳原子
CH
3
2
H C Cl C2: (S)
C3: (R)
3
H C Cl
(2S,3R)-2,3-二氯戊烷
C H
2 5
2,3-二氯戊烷
3. 含三个不相同的手性碳原子的化合物
含三个互不相同的手性碳原子的化合物异构体的数
目应该为8个。如用A、B、C表示这三种不同手性碳原
子的构型,可以组合得到4对对映体,即4个外消旋体。
A: R R R R S S S S
B: R R S S R R S S
C: R S R S R S R S
4、含3个C *(其中有相同C *)的分子
2,3,4-三羟基戊二酸
是对映异构,但不是对映体
小结
含n个不同C*时,理论上最多存在2n个立体
异构体;分别组成2n-1个外消旋体
分子中存在相同C*时,将产生内消旋体
meso compound,立体异构数目将少于2n
含有三个C*的化合物可能存在假手性碳原子
多个C*的化合物可能存在差向异构
第3节 不含手性碳原子化合物的对映异构
1. 含有碳原子以外手性中心的对映异构
CH2CH3 CH2CH3
HO3S CH2 Si CH2 CH2 Si CH2 SO3H
CH(CH3)2 CH(CH3)2
除C外,N、S、P、As 等也能作 手性中心
2. 有手性轴的对映异构体
2.1 丙二烯型的对映异构体
(A)两个双键相连
手性轴
H
H
C C C
CH3
CH3
若丙二烯两端碳原子上连接两个不同的基团时:
则没有对称面和对称中心,有手性。
若在任何一端或两端的碳原子上个连接相同的基团:
H C CH H CH
3 3 3
C C C 或 C C C
H CH H CH3 3
则具有对称面,没有手性。
【B】一个双键与一个环相连
H COOH
H3C H
[ ] = 81.4o D ( 乙醇 )
2.2 螺环化合物的对映异构体
H C
3
CH H C3
3 CH
3
2.3 联苯型的对映异构体
由于位阻太大引起的旋光异构体称为位阻异构体。
总结
(1)手性是判断化合物分子是否具有对映异构(或
光学异构)必要和充分的条件,分子具有手性,就一定
有对映异构,而且一定具有旋光性。
(2)判断化合物分子是否具有手性,通常只需要判
断分子是否具有对称面和对称中心,凡是化合物分
子既不具有对称面,又不具有对称中心,一般就是手
性分子。
(3)含有一个手性碳原子的分子必定是手性分
子。含有多个手性碳原子的化合物分子不一定是
手性分子(比如内消旋体)。不含手性碳的化合
物分子也可能具有手性。
(4)尽管对映体与对映异构体这两个概念有时
相互通用,但严格讲二者应该有所区别,对
映体仅指互为镜象的两种异构体,而对映异
构体则不仅仅包括对映体,还包括非对映体,
内消旋体和外消旋体等,所以对映异构体比
对映体含义要广。
第4节 对映体的性质
(1)物理性质和化学性质一般都相同。
(2)对偏振光表现不同的旋光性,旋转角度相等,方向相反。
(3)在手性环境的条件下表现出某种不同的性质。
外消旋体没有旋光性
物理性质与单纯的旋光体不同
化学性质与单纯的旋光体基本相同
生理作用方面,发挥其所含左右旋体各自的相应效能
内消旋体没有旋光性
物理性质、化学性质与单纯的旋光体都有差异
获得手性分子的重要意义——药物与人类的关系
构成生命体系的生物大分子的主要部分大多数是以一种
对映体形式存在的。故药物与其作用也是以手性的方
式进行的,
生物体的酶和细胞表面受体是手性的, 故对外消旋药物
的识别、消化和降解过程也是不同的。
( ) 氯霉素 抗生素

( ) 氯霉素 无抗菌作用
( ) 多巴 治疗帕金森症

( ) 多巴 无效,有毒
( ) 四咪唑 抗忧郁药

( ) 四咪唑 抗肿瘤辅助药
H2N COOH H2N COOH
O NH O2 NH2
(S) 天冬酰胺 (R) 天冬酰胺
苦味 甜味
O O
H3C H H CH3
N N N N
O O O O
Ph n-Bu n-Bu Ph
麻醉剂 致痉挛
巴比吐酸衍生物
HO
NH HO2 NH2
HO COOH HO COOH
( ) L DOPA ( ) D DOPA
治疗帕金森氏病 在体内集聚,不能被代谢
Thalidomide(反应停) —— 镇静和止吐药物
O O
O N N O
HN NH
O O O O
(R)型,有效,不致畸形 (S)型,致畸形
江苏复赛真题训练
2023
2022
2020
2019
2018
第二部分 共振论简介(Resonance Theory)
1.共振论的主要内容
当一个分子不能用某一种路易斯结构式表示其结构时,可用
多种路易斯结构式的共振“杂化体”来表示。
1927年美国化学家鲍林(L·Pauling)
O O O
C C C
O O O O O O
共振论的基本思想
当一个分子、离子或自由基的结构可用一个以上不同电子排列的经
典结构式(共振式)表达时,就存在着共振。这些共振式均不是这一分
子、离子或自由基的真实结构,其真实结构为所有共振式的杂化体。
H2C CH CH2 H2C CH CH2
14 14
共振“杂化体”的能量比每个共振式的能量都低,所降低的
能量称为共振能。
共振式能量越低者对共振“杂化体”的贡献越大,所占比例
越高。
单双键交替,
不能解释苯的真实结构
注意:
共振式之间只是电
子排列不同
共振式1 共振式2
共振杂化体不是共
振式混合物
苯分子的真实结构
共振杂化体也不是
互变平衡体系
2. 对共振式的画法的一些规定
双箭头符号“ ”表示。所写的式子叫做共振式或极限式。
所有共振式的原子核位置排列相同
所有共振式均符合Lewis结构式,遵守基本价键规则
所有共振式具有相等的未成对电子数
H2C CH CH2 H2C CH CH2 H2C CH CH2
烯丙基自由基 未成对电子数不相等
H2C CH CH2CH3 H2C CH CH2CH3 H2C CH CH2CH3
1-丁烯
H2C CH CH2CH3 H2C CH2 CHCH3
未成对电子数不相等 原子排列不同
3. 共振式对杂化体的贡献
共振论对共振式稳定性的一些规定 稳定的共振式对
a. 共价键数目最多的共振式最稳定 杂化体的贡献大
b. 共振式的正负电荷越分散越稳定
c. 满足八隅率的共振式较稳定
d. 负电荷在电负性大的原子上的共振式较稳定
例 1:1-丁烯的共振式
H2C CH CH2CH3 H2C CH CH2CH3 H2C CH CH2CH3
最稳定,贡献大 较稳定,贡献 不稳定,贡献
(共价键数目最 较大 小
多) (碳正离子和 (碳正离子和

H2C CH CH2CH3 碳负离子较稳 碳负离子较不
定) 稳定)
例 2:1, 3-丁二烯的共振式
共振式的正负电荷越分散越稳定
H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2
1 2 3
最稳定,贡献大 较稳定,贡献较大
(共价键数目最多) (分散的正负电荷)
H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2
4 5
较稳定,贡献较大
(较稳定的碳正负离子)
H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2 H2C CH CH CH2
6 7 8
不稳定,贡献较小,可忽略 最不稳定,不必考虑
(不稳定的碳正负离子) (共价键数目最少)
例 3:含杂原子的碳正离子
R C Cl R C Cl
R R 较稳定,贡献大
(满足八隅体)
R C O R' R C O R'
R R
例 4:含羰基化合物(或离子)的共振式

O O O
H3C C CH3 H3C C CH3 H C C CH
3 3
最稳定 较稳定 不稳定,贡献小

O O O

H2C C C CH3 H2C C C CH3 H2C C C CH3
H H H
最稳定 较稳定 较稳定
O O
稳定因素:负
H2C C CH3 H2C C CH3 电荷在电负性
碳负离子 烯醇负离子 大的原子上
稳定,贡献较大
4. 关于共振式数目与杂化体的稳定性
共振论认为:稳定的共振式越多,其杂化体越稳定
例:用共振论解释羧基的羰基氧的碱性比羟基氧强
OH OH
R C R C
OH OH
O
H
R C or 有两个完全等价的共振式
OH 更稳定
比较相应共轭 O
酸的稳定性 R C 没有其它稳定的共振式
OH2
当有两个或两个以上能量最低,而结构又相同或者接近相同的式子时,
共振出的杂化体越稳定。
例:化合物2的a氢(红色)酸性较强,试用共振论方法解释。
O O O
H3C CH C OCH3 H3CO C CH C OCH3
H H
1 2
比较相应的共轭碱1’和2’的共振式数目:
O O 只有一个较稳定
H3C CH C OCH3 H3C CH C OCH3 的共振式
1’
O O O O
H3CO C CH C OCH3 H3CO C CH C OCH3 有二个等价的
2’ 较稳定的共振
O O
式(更稳定)
H3CO C CH C OCH3
共振论小结
共振论的基本概念、共振式的写法
共振式和稳定性比较,对杂化体的贡献
共振论是一种理论,共振式是理论上存在的,无法测得。
共振论引入了一些人为规定,对某些化学现象尚不能给出满意的解释。
共振论在有机化学上有重要的作用,能解释并预测一些有机物的化学性质。
结构 性质 用途
挑战答题
考虑构型异构,含一个双键和一个叁键
的C7H10共有多少个同分异构体?

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