誘導效應與共軛效應，是兩種基本的電性效應，影響著基團旁側位點的電子雲密度。 在烯烴這一章中，這兩種效應是我們判斷碳正離子穩定性時的主要依據。後面章節的一些場合，這兩種效應也能夠幫助我們對反應活性等其它特性進行判定。

誘導效應

誘導效應（Inductive effect）相對簡單，主要和原子的電負性有關。基團誘導效應的大小、方向大致可以這麼來理解（註意這不是嚴格的定義，隻是幫助理解）：

• 在有機分子中，最常見的原子是碳與氫，最多見的共價鍵是C-H鍵；
• 於是我們就視C-H相連為標準狀態，以這個狀態下碳原子的電子雲密度為基準值；
• 如果有原子/基團A的吸電子能力比H強（一般來說電負性較H更高），則這個原子/基團和C相連成C-A鍵時，即相當於將C-H標態中的H替換為A， 無疑會使得C上電子雲密度較基準值下降，我們稱之為吸電子誘導效應（-I）；
• 反之，如果有原子/基團的吸電子能力比H弱（一般來說電負性比H更低），則這個原子/基團和C相連時，無疑會使得C上電子雲密度較基準值升高，我們稱之為給電子誘導效應（+I）；註意，這裡給/吸電子能力是與H，而非C比較。

究竟哪些基團具有給電子誘導效應，又有哪些具有吸電子誘導效應呢？我們這兒也有個簡單的判別原則：在有機化學常見的基團中，具備給電子誘導效應的基本就是烷基。 而其他基團，尤其是雜原子為首原子的基團，由於雜原子電負性高於氫，基本都是具有吸電子誘導效應的，如下表所示：

當然我們也很容易想象，雜原子的電負性越高，對應的基團吸電子誘導效應也會越強，如：

此外誘導效應也還與原子的雜化形態有關。從sp3到sp2到sp，s的成分逐漸增加，雜化軌道也越來越具有s軌道的特征，距原子核距離越來越小， 這使得原子核對電子的束縛能力逐漸增強，換而言之原子核吸引電子的能力增大。如同樣是烴基，吸引電子的能力大致有如下次序：

因此，碳原子sp2雜化的烯基與sp雜化的炔基，通常情況下我們也都認為是具有-I效應。

在我們當前的烯烴一章中，尤其是在親電加成反應的討論裡，基團的誘導效應很顯著地影響瞭碳正離子中間體的穩定性。 正電荷碳周邊連接給電子誘導效應的基團，基團往中心碳那側推電子，能使正電荷得到一定程度的分散，整體穩定性會上升。 反之若連接具有吸電子誘導效應的基團，基團反過來還把電子往自己身邊拉，使得中心碳原子上越發地缺電子，整體穩定性自然會下降。

基於以上的討論，我們也就很容易判定出，以下的一系列碳正離子的穩定性有如下的次序：

共軛效應

共軛效應（Conjugated effect）較誘導效應略微復雜一些，它涉及原子間離域的大Π鍵的形成，涉及多個p軌道側面的交疊。它對碳正離子穩定性的影響， 從某種意義上說要比誘導效應更顯著。

我們不妨先來看個簡單的例子，請比較如下兩個碳正離子的穩定性（正丙基碳正離子、烯丙基碳正離子）：MeCH2-CH2+、CH2=CH-CH2+。

前者看起來帶電荷中心碳原子旁側是個乙基，我們已經知道，它具有+I給電子誘導效應，可以使中心碳上電子雲密度略有升高，正電荷一定程度得以分散， 整體穩定性上升。後者碳正旁側則是連接瞭乙烯基，依據我們之前的討論，乙烯基應當有一定的-I吸電子誘導效應。兩相比較似乎應當是前者穩定性更強。

但事實恰恰相反，後者穩定性實際要比前者強得多。這正是由於共軛效應的緣故。

我們回過頭再仔細看一看後一個碳正離子，也就是烯丙基碳正離子的結構。其中左側兩個雙鍵碳，我們很熟悉，都是sp2雜化， 各有一個沒參與雜化的p軌道側面交疊成鍵，沒問題。

而第三個碳原子，也就是碳正離子中心原子，它其實也是sp2雜化。三根sp2雜環軌道分別與兩個H及左側的乙烯基 形成三根σ鍵，於此同時，它也存在一根未參與雜化的p軌道，當然這個軌道上沒有電子，是個空軌道，但也畢竟是個軌道杵在那兒。

我們很容易想象，碳正上的這個空的p軌道，在空間上其實也可以與雙鍵的p軌道互相平行，於此同時，它距離雙鍵p軌道也並不遙遠。 你雙鍵碳倆p軌道能側面交疊在一起，我這第三個p軌道，事實上也具備和你倆側面交疊的能力。於是烯丙基碳正離子的實際結構中， 這三根p軌道就完全平行，連成一體，如下圖所示：

類似這種多個原子間的p軌道側面交疊形成一個整體的現象，我們就稱之為“共軛”。兩個p軌道側面交疊我們知道形成的是所謂 的π鍵，現在多個交疊，仿佛是π鍵的一個擴大化，我們就稱之為大Π鍵。像上面烯丙基碳正離子形成的這個大Π鍵，總共是三個原子 三個p軌道，也就是三個中心，而其中有一個是空的p軌道，另兩個雙鍵碳的p軌道上各有一個電子，加一塊兒兩個電子，因此我們可以將這個 共軛的大Π鍵體系描述為Π32，讀作“三中心兩電子大Π共軛體系”。

這種大Π共軛體系多個p軌道實際會交疊成一個整體，幾乎不分彼此，而原本p軌道上的電子可以在這個整體——也就是整個共軛區域自由流動。 正常情況下我們知道一根共價鍵一對電子，通常是位於兩個原子之間的，分佈范圍比較局限，我們經常稱之為所謂的“定域”。而現在共軛體系 形成之後，p軌道上電子一下子可以在多個原子之間廣泛地流動，分佈區域一下子擴大很多，我們經常稱之為所謂的“離域”。 這種電子的離域分佈帶來一個特性，我們其實也很容易想象，它會使得整個共軛體系中各個原子上的電子雲密度在一定程度上平均化。 像這兒的烯丙基碳正離子，從結構式看似乎一個正電荷就分佈在最右側這一個碳原子上，但因為共軛，形成瞭Π32， 粗略裡看共軛體系裡每個原子大概能平均分到2/3個電子，正電荷相當於被大大地分散開來瞭，每人都帶一點兒。這種分散程度明顯 較誘導效應的影響強得多，因而實際烯丙基碳正離子的穩定性將大大高於正丙基碳正離子：

備註我們這兒隻是一個粗略的算法，幫助大傢理解。實際在烯丙基碳正離子體系中，電子雲的分佈並不是完全平均的，中間2-位碳上 電子雲密度較高，而端頭1-、3-位電子雲密度較低。包括其它很多共軛體系，電子雲的分佈也都不完全是均勻的。但不管怎麼說， 共軛體系總會帶來比較強的電荷分散的效果。

備註這裡我們看到，形成共軛之後，會使得碳正離子的穩定性大大增強。不但對於帶電荷的體系是如此，即便是電中性的分子，共軛體系的 存在往往也能使整個分子體系能量下降，穩定性提升。

在烯丙基碳正離子中的這個共軛體系，整體上相當於乙烯基那側分擔瞭大量的原本中心碳上的正電荷，或者換一個觀點，相當於乙烯基 通過共軛將電子推向瞭中心碳原子。這種效應我們稱為“給電子共軛效應”，簡記為“+C”。當然，後面的學習中我們也能見到 相反的情況，共軛的基團反而會吸引電子，我們稱為“吸電子共軛效應”，簡記為“-C”。

備註不論是+C還是-C，一般情況下對電子雲密度的影響程度都要高過+I/-I（往往還是大大高過）。 但這個事兒也並不絕對，後面的章節裡我們也會遇到誘導效應強於共軛效應的實例——但這種情況很少很少。

另外剛才我們在烯丙基碳正離子中，看到的是碳正離子中心原子上單個p軌道與碳碳雙鍵π鍵的p軌道之間共軛。這種情況相當多見， 我們常稱為“p-π共軛”。

當然，共軛體系還存在其它的樣式。如下一章中我們會接觸到的一個典型的二烯類的分子，1,3-丁二烯： CH2=CH-CH=CH2。從經典結構式看，似乎它是左右兩根雙鍵外加中間一個單鍵。 但如果仔細考查它的電子軌道情況，我們發現，分子裡所有的碳原子實際都是sp2雜化，於是所有四個碳原子上的p軌道 都能側面交疊成一個整體，形成一個四中心四電子的大Π共軛體系，如下圖所示。這種共軛仿佛是由兩個或多個間隔的π鍵 形成，因此被稱為“π-π共軛”。

當然，大傢一般情況下也不用在意p-π、π-π這些類型，反正隻要在分子中看到有獨立的未參與雜化的p軌道（換句話說有sp2、sp雜化的原子） 連續地挨在一起，通常都能夠形成共軛體系。

備註註意這裡我們用瞭“通常”一詞。並不是所有的sp2、sp原子相鄰都能形成共軛的，典型的如聯苯分子，兩個苯環之間不存在共軛。 但絕大多數情況下，由於能夠有效地降低整個分子體系的能量，多個連續p軌道總是傾向於相互平行，形成共軛體系。

共軛與誘導，這兩種電性效應極大地影響著分子、離子體系中的電子雲密度。而在基礎有機化學中，我們接觸的大多數比較重要 的反應又都是電性反應，與電子雲密度實際有著直接的聯系。因此隨著學習的深入，大傢會逐漸體會到這兩種效應更多的應用。

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