Induktive Effekte

Nucleophile greifen δ+-Zentren an, Elektrophile δ−-Zentren (5.3.2). Wo diese Teilladungen sitzen und wie stark sie sind, bestimmen die Nachbargruppen über ihre Wirkung auf die σ-Bindungselektronen.

• Polare Bindung:Das elektronegativere Atom zieht das bindende Elektronenpaar an und trägt δ−, der Partner δ+ (z. B. \(\ce{C^{\delta+}-Cl^{\delta-}}\)).
• Induktiver Effekt (I-Effekt):Verschiebung der σ-Elektronen entlang der Bindungen durch ein Atom oder eine Gruppe; Bezug ist das H-Atom (I-Effekt 0).
• −I-Effekt:Gruppe zieht Elektronen an: Halogene, –OH, –OR, –NH₂, –NO₂, –C≡N, –COOH, –CF₃, –NH₃⁺.
• +I-Effekt:Gruppe schiebt Elektronen zum Nachbarn: Alkylgruppen (–CH₃, –C₂H₅, …) und negativ geladene Gruppen (–O⁻, –COO⁻).

Klicke jede Gruppe am zentralen C-Atom an, bis der passende Effekt erscheint: +I, −I oder 0 (Bezug H). Tastatur: Tab zur Gruppe, dann +, −, 0 oder Enter zum Weiterschalten. „Prüfen“ zeigt die Verschiebung der σ-Elektronen und die Teilladungen.

Halte fest: Elektronegative Atome und Gruppen (Halogene, O, N, C≡N, COOH) ziehen σ-Elektronen an (−I), Alkylgruppen schieben sie zum Nachbarn (+I). Das zentrale C-Atom wird durch −I-Gruppen positiviert (δ+).

• Stärke −I:wächst mit der Elektronegativität: –F > –Cl > –Br > –I; positive Ladung verstärkt (–NH₃⁺ > –NH₂).
• Stärke +I:wächst mit der Zahl der Alkylreste: –C(CH₃)₃ > –CH(CH₃)₂ > –CH₂CH₃ > –CH₃.
• Reichweite:nimmt mit jeder Bindung stark ab — nach etwa drei Bindungen ist der Effekt kaum noch messbar.
• Additiv:Mehrere Gruppen am selben Atom verstärken (oder schwächen) sich gegenseitig.
• Folge für Ladungen:+I-Gruppen stabilisieren eine benachbarte positive Ladung, −I-Gruppen eine negative — sie verteilen die Ladung.