科学工作者根据化合物的物理化学性质、反应平衡常数和速率常数等方面的大量实验结果,提出了各种基团特性常数,以定量或半定量地表达基团的诱导效应强弱。其中最著名的是L.P.哈米特的取代常数 σ(见哈米特方程)和R.W.塔夫脱的极性取代常数 σ*。
1962年蒋明谦和戴萃辰认为诱导效应不仅与成键原子的电负性有关,还与键长有关,并根据原子的电负性及其共价半径,提出用诱导效应指数来定量地表示基团的诱导效应强弱。
比较标准
诱导效应的大小和方向与原子或原子的电负性有关。在比较各种原子或原子团的诱导效应时,通常以C—H键中的氢原子为标准,规定Ι=0。[3]
吸引电子能力(电负性较大)比氢原子强的原子或原子团(如—X、—OH、—NO2、—CN等)有吸电子的诱导效应或拉电子诱导效应(-I效应),整个分子的电子云偏向取代基。吸引电子能力比氢原子弱的原子或原子团具有给电子的诱导效应或推电子诱导效应(+I效应),整个分子的电子云偏离取代基。
取代基的诱导效应强弱有如下规律:同族元素中,原子序数越大,吸电子诱导效应越弱;同周期元素中,原子序数越大,吸电子诱导效应越强。基团不饱和程度越大,吸电子诱导效应越强。这是由于各杂化态中s轨道成分不同而引起的,s成分越高,吸电子能力越强正电荷基团和含配位键(直接相连)的基团具吸电子诱导效应,负电荷基团具给电子诱导效应。