Organic Chemistry 101 之浅讲有机化学机理书写中的箭头

在有机化学的机理书写中，箭头，也就是arrow，是一个很重要的组成元素。在正式开始系统学习有机机理的书写前，很多同学对此都会疑惑，箭头到底是什么意思，应该怎么画？本文旨在简要讲解这个问题。

首先，我们来讲解一下在有机化学机理书写中，箭头的意义。

在有机化学机理中，箭头是用于表示电子转移的符号。箭头的指向即为电子转移的方向，换言之，箭头的起始端是电子，末端是电子要转移到的目的地，例如下图：

箭头意为羰基中的一对电子从双键上转移到氧原子上，转移后双键变单键，氧原子带一个负电荷，碳原子带一个正电荷。上述例子中的箭头用来表示分子内部的电子转移。实际上，箭头也用来表示分子间的电子转移，如下图所示：

在上图中箭头意为苯环上的电子转移到碳正离子上，正电荷转移到苯环上，形成了新的碳碳键。

其次，我们讲解一下箭头的分类。

在有机化学反应机理的书写中，除去表示反应变化的箭头外，有两种箭头：全箭头（又称普通箭头）与半箭头（又称鱼钩箭头）。

全箭头用于表示一对电子（也就是2个电子）的转移，我们还是以上面所提到的图为例：

在上图中，苯环上一对电子（也就是写法上的π键的键合电子）从苯环上转移到碳正离子上。成对电子的转移往往会意味着电性分布发生变化，比如正电荷或者负电荷的迁移，原本电中性的分子或者分子片段分别产生正电荷中心和负电荷中心，再或者正电荷中心和负电荷中心发生中和。

半箭头用于表示单个电子的转移。以下图为例：

上图意为异丙基自由基和苄基自由基各自贡献一个自由电子，凑成一对电子成键。一般地，半箭头主要出现在自由基反应机理当中，在链引发、链转移、链终止的环节均会出现。

最后，我们简单列举几个在书写有机反应机理时，画箭头应该注意的事项：

箭头不能穿过化学键或者原子，必须绕开它们。

在一步基元反应（从一个中间体到另一个中间体的过程）中，一般不能出现3个以上的箭头。

箭头只能改变体系的电子分布，不能改变其电子总数。