التأثير الإلكتروني

الحث هو إعادة توزيع كثافة الإلكترونات عبر بنية رابطة سيجما التقليدية وفقًا للكهرسلبية للذرات المعنية. ويتناقص تأثير الحث عبر كل رابطة سيجما، مما يحد من تأثيره على عدد قليل من الروابط.

الاقتران هو إعادة توزيع لكثافة الإلكترونات، يشبه الحث الكهرومغناطيسي، ولكنه ينتقل عبر روابط باي المترابطة. لا يتأثر الاقتران بالكهرسلبية للذرات المتصلة فحسب، بل يتأثر أيضًا بموقع أزواج الإلكترونات الحرة بالنسبة لنظام باي. يمكن أن تنتقل التأثيرات الإلكترونية عبر نظام باي، مما يسمح لتأثيرها بالامتداد إلى أبعد من تأثير الحث الكهرومغناطيسي.

في سياق إعادة توزيع الإلكترونات، تسحب المجموعة الساحبة للإلكترونات الإلكترونات بعيدًا عن مركز التفاعل. عندما يكون هذا المركز كاربانيونًا غنيًا بالإلكترونات أو أنيون ألكوكسيد ، فإن وجود المجموعة الساحبة للإلكترونات يُسهم في استقراره. وبالمثل، تُطلق المجموعة المانحة للإلكترونات أو المجموعة المانحة للإلكترونات الإلكترونات إلى مركز التفاعل، مما يُؤدي إلى استقرار الكربوكاتيونات الفقيرة بالإلكترونات .

في تفاعلات الاستبدال العطري الإلكتروفيلي والاستبدال العطري النيوكليوفيلي ، تُقسم المستبدلات إلى مجموعات مُنشِّطة ومجموعات مُثبِّطة . تُصنَّف المجموعات الرنينية المانحة للإلكترونات على أنها مُنشِّطة، بينما تُصنَّف المجموعات الرنينية الساحبة للإلكترونات على أنها مُثبِّطة.

الاقتران الفائق هو التفاعل المُثبِّت الناتج عن تفاعل الإلكترونات في رابطة سيجما (عادةً CH أو CC) مع مدار p غير رابط مجاور فارغ (أو ممتلئ جزئيًا) أو مدار π مضاد للترابط أو مدار سيجما مضاد للترابط، مما يُنتج مدارًا جزيئيًا ممتدًا يزيد من استقرار النظام. ^{[ 3 ]} يُمكن استخدام الاقتران الفائق لتفسير ظواهر مثل تأثير غوش وتأثير أنوميريك .

يُعدّ تناظر المدارات مهمًا عند التعامل مع المدارات التي تحتوي على مكونات اتجاهية مثل p و d. ومن الأمثلة على ذلك معقدات الفلزات الانتقالية ذات الدوران المنخفض d⁸ والمربعة المستوية ^. توجد هذه المعقدات على شكل مربعات مستوية نظرًا لاتجاهية مدارات d في مركز الفلز، على الرغم من قلة الازدحام الفراغي في البنية الهندسية رباعية الأوجه. هذا مثال واحد فقط من بين العديد من الأمثلة المتنوعة، بما في ذلك جوانب من التفاعلات الحلقية مثل تفاعل ديلز-ألدر ، وغيرها.

تشمل التفاعلات الكهروستاتيكية قوى التجاذب والتنافر المرتبطة بتراكم الشحنة في الجزيء. عادةً ما تكون هذه التفاعلات ضعيفة جدًا بحيث لا تُعتبر روابط تقليدية، أو قد تُمنع من تكوين رابطة تقليدية، ربما بسبب تأثير فراغي. تُعرَّف الرابطة عادةً بأنها تقارب ذرتين لمسافة أقل من مجموع نصف قطر فان دير فالس بينهما . تُعتبر الرابطة الهيدروجينية على حافة كونها "رابطة" فعلية وتفاعلًا كهروستاتيكيًا في آنٍ واحد. فبينما يُعتبر التفاعل الكهروستاتيكي الجاذب "رابطة" إذا اشتدّ، فإن التفاعل الكهروستاتيكي التنافري يظل دائمًا تأثيرًا كهروستاتيكيًا بغض النظر عن قوته. ومن أمثلة التأثير التنافري التواء الجزيء لتقليل التفاعلات الكولومبية بين الذرات التي تحمل شحنات متشابهة .

تصف حالة الدوران الإلكتروني ، في أبسط تعريف لها، عدد الإلكترونات غير المزدوجة في الجزيء. معظم الجزيئات، بما فيها البروتينات والكربوهيدرات والدهون التي تُشكل غالبية الكائنات الحية، لا تحتوي على إلكترونات غير مزدوجة حتى عند شحنها. تُسمى هذه الجزيئات بالجزيئات المفردة، لأن إلكتروناتها المزدوجة لها حالة دوران واحدة فقط. في المقابل، يحتوي الأكسجين الجزيئي في الظروف المحيطة على إلكترونين غير مزدوجين. الأكسجين الجزيئي جزيء ثلاثي ، لأن الإلكترونين غير المزدوجين يسمحان بثلاث حالات دوران. تفاعل الجزيء الثلاثي مع الجزيء الأحادي ممنوع دورانيًا . هذا هو السبب الرئيسي لوجود حاجز طاقة مرتفع جدًا للتفاعل المُفضل ديناميكيًا حراريًا للغاية بين الجزيئات العضوية المفردة والأكسجين الثلاثي. يمنع هذا الحاجز الحركي الحياة من الاشتعال في درجة حرارة الغرفة.

تُعدّ حالات الدوران الإلكتروني أكثر تعقيدًا بالنسبة للمعادن الانتقالية . لفهم تفاعلية هذه المعادن، من الضروري فهم مفهوم التوزيع الإلكتروني d، بالإضافة إلى التوزيعات ذات الدوران العالي والمنخفض. على سبيل المثال، يكون معقد المعدن الانتقالي ذو الدوران المنخفض d8 ^عادةً مربعًا مستويًا، وخاملًا استبداليًا، ولا يحتوي على إلكترونات منفردة. في المقابل، يكون معقد المعدن الانتقالي ذو الدوران العالي d8 ^عادةً ثماني السطوح، وقابلًا للاستبدال، ويحتوي على إلكترونين منفردين.

تأثير يان-تيلر هو تشوه هندسي للجزيئات غير الخطية في ظروف معينة. أي جزيء غير خطي ذو حالة إلكترونية أساسية متحللة سيخضع لتشوه هندسي يزيل هذا التحلل، مما يؤدي إلى خفض الطاقة الكلية. يُعد تشوه يان-تيلر شائعًا بشكل خاص في بعض معقدات الفلزات الانتقالية، مثل معقدات النحاس (II) التي تحتوي على 9 إلكترونات في المدار d.

التأثير العابر هو تأثير الرابطة في المركب المربع أو ثماني السطوح على الرابطة المقابلة لها. وينتج هذا التأثير عن تأثيرات إلكترونية، ويتجلى في استطالة الروابط العابرة وتأثيره على الطاقة الكلية للمركب.