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从电子流动观点看催化剂在有机反应中的作用

2016-07-25王文峰袁耀锋

大学化学 2016年6期
关键词:催化剂

王文峰  袁耀锋,*

(1福州大学化学学院,福州350116;2能源与环境光催化国家重点实验室,福州350116)



·师生笔谈·

从电子流动观点看催化剂在有机反应中的作用

王文峰1,2袁耀锋1,2,*

(1福州大学化学学院,福州350116;2能源与环境光催化国家重点实验室,福州350116)

摘要:分析和总结了催化剂催化有机化学反应的4种基本方式,包括建立电子流动通道、改变电子流动属性、加强电子流动能力和稳定电子流动结果。本文旨在揭示有机化学反应中催化剂作用的本质,以便学生更加深刻理解并掌握有机化学反应。

关键词:电子流动;催化剂;有机化学反应

有机化学反应中,除了少数活泼试剂(如酰氯和格氏试剂等)参与的反应外,绝大多数反应需要使用催化剂来提高反应速率,所以催化剂的作用在有机化学教学中占有重要地位。有机反应纷繁复杂,催化作用机制也各不相同,本文主要从电子流动角度探讨了催化剂在有机反应中的作用,期望能够提高学生对有机化学的理解能力和学习兴趣。

1 建立电子流动通道

化学反应实质是电子流动。电子从一个轨道流动到另一个轨道时,需要遵循轨道对称性匹配原则。有些化学反应,即使热力学上十分有利,也可能因为反应物分子间的轨道对称性不匹配而无法顺利进行。例如,烯烃加氢成烷烃,是放热反应(放出氢化热),但烯烃和氢气之间无论电子从哪一方流向另一方,轨道对称性都不匹配,所以没有催化剂时,两者即使充分混合也不发生反应(图1A和

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