C-C效应

C-C效应，即**超共轭效应，**在有机化学中是指一个σ键里的电子（通常是C-H或C-C）和一个临近的半满或全空的非键p轨道或反键的π轨道或全满的π轨道之间的相互作用，该相互作用能够使整个体系变得更稳定。这是由于该作用能够生成一个较大的分子轨道。对于一个碳正离子来说，只有位于正电荷β位的键上的电子能够通过超共轭来稳定整个碳正离子。

历史1939年，罗伯特·S·马利肯在他关于紫外光谱和共轭分子的研究中首次提出这个概念。他观察到随着烯上的烷烃增多，吸收光谱移向长波长端。这种红移在一般的共轭化合物中很常见，例如丁二烯中。他也首次提出这些取代烯烃的氢化热较低的原因也是由于超共轭。在超共轭这个概念提出之前，人们已经在1935年发现了Baker-Nathan效应。1

应用超共轭也可以解释很多其他的化学现象，例如端基异构效应、偏转效应、β-硅效应、环外羰基的振动频率以及取代碳正离子的稳定性等。根据量子力学模型的推导，交叉式构象的优先性也可以由超共轭效应来解释，而不是老的教科书提到的位阻效应。

对化学性质的影响超共轭效应能影响分子的结构与化学性质，主要体现在：

键长：超共轭效应使σ键键长变短。例如，1,3-丁二烯与丙炔中C–C单键键长均为1.46Å，小于一般的C-C单键键长。对于1,3-丁二烯，可由电子离域解释，而丙炔无交叉的C-C双键，没有离域大π键，其C–C单键键长小于一般值是炔基的π键与甲基C-H键的σ-π超共轭导致的。

偶极矩：1,1,1-三氯乙烷相比氯仿偶极矩大得多，这可能是氯仿中氯的p轨道与C-H键之间的超共轭减小了电子偏向氯的程度的缘故。

生成热：有超共轭效应的分子，生成热大于键能的总和；丙烯的氢化热小于乙烯，1-丁烯氢化热大于丙烯。

碳正离子的稳定性：(CH3)3C+> (CH3)2CH+> (CH3)CH2+> CH3+。C–C σ键可自由旋转，碳正离子β位的C-H键能与其空p轨道发生σ-p超共轭而使其稳定。能发生超共轭的C-H键越多，碳正离子越稳定。2

共轭效应在化学当中，共轭体系是指具有单键-双键交替结构的体系，其中双键的p轨道通过电子离域相互连接，这通常会降低分子的总能量并增加其稳定性。这里的共轭是指由一个σ键相隔的p轨道之间发生轨道重叠（如果是大的原子，也可能涉及d轨道）

孤对电子，自由基或碳正离子都可能是此系统的一部分。这些化合物可能是环状，非环状，线状或杂和状。

一个共轭体系会有一个p轨道重叠，连接其中间的单键。它可以让π电子游离通过所有相邻对齐的p轨道。此π电子不属于单键或原子，但是属于一组的原子。

最大的共轭体系是在石墨烯、石墨、导电聚合物和奈米碳管中被发现的。

共轭体系在单键、双键相互交替（以及其他类型）的共轭体系中，由于分子中原子间特殊的相互影响，使分子更加稳定，内能更小键长趋于平均化的效应。

如苯分子中由于相邻的π键电子轨道的交迭而形成共轭，使其六个碳-碳键的键长均为1.39埃。这是分子在没有外界影响下表现的内在性质。

分子中，当用经典的价键结构表示时，在出现单双键交替排列结构的部分，一般会出现共轭体系。

共轭体系使分子的结构和性质发生变化，表现在：

单双键交替部分的键长均匀化，即单键键长缩短，双键键长增加；

原子趋于共平面；

体系的能量降低，趋于稳定化；

出现特定的化学反应性能，如丁二烯易进行1,4-加成，苯分子易进行亲电取代反应，而不易进行加成反应。

形成条件： ①各原子都在同一平面上；②这些原子有相互平行的空的p轨道；③p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。2

参见共轭效应

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学