Электронные эффекты в молекулах органических соединений

Одним из положений теории химического строения А. М. Бутлерова является учение о взаимном влиянии атомов в молекуле. Десятки лет не было научного объяснения экспериментально установленным фактам. С появлением электронных представлений о природе химической связи стало возможным установить механизм взаимного влияния атомов в молекулах и даже его предсказать на основе структурной формулы вещества. Познание сущности взаимного влияния атомов в молекулах базируется на представлениях об электронных эффектах отдельных функциональных групп и их взаимодействии.

Молекула в целом является электронейтральным структурным образованием. Однако электронная плотность в ней распределена не равномерно. За счёт перераспределения электронной плотности в молекуле образуются участки (отдельные атомы), на которых она имеет повышенное или пониженное значение. Ещё в 30-х гг. XX в. выдающийся английский химик К. Ингольд разработал теорию электронных смещений в молекулах органических соединений и на её основе предложил электронографические формулы. В таких формулах атомы с повышенной или пониженной электронной плотностью предлагалось указывать с помощью знаков 5- и 8+, указывающих на возникновение на этих атомах частичных (дробных) зарядов. Именно такие атомы в молекулах являются реакционными центрами — мишенями для атаки соответственно электрофильными и нуклеофильными реагентами.

При рассмотрении природы ковалентной связи отмечалось, что большинство связей в органических соединениях являются полярными, и были вскрыты причины их полярности. Распределение электронной плотности в молекулах обусловлено двумя электронными эффектами — индуктивным (для всех органических молекул, содержащих полярные связи) и мезомерным (для молекул, содержащих я-связи и некоторые другие структурные фрагменты).