химический каталог




Органическая химия

Автор А.М.Ким

огласно принципу максимального перекрывания (рис. 1.11).

Во-вторых, вр'-гибридные орбитали с углами 109,5° обеспечивают минимальное отталкивание между четырьмя . связывающими парами электронов.

Гибридные орбитали образуют ст-связи, то есть связи, образованные осевым перекрыванием (по оси между центрами атомов).

70

71

В молекуле этана СН3-СН3 связь С-С образована осевым перекрыванием двух sp3-орбиталей:

Образование связей в этане

Н Н Н о^-связь Н Н Н*г#*4- + tf- # *

углерод

sp5 sp1 sp:

Is углерод

В молекуле этилена атомы углерода являются 5р2-гиб-ридизованными. Линейная комбинация 2s- и двух 2р-ор-биталей дает три эквивалентные зр2-орбитали (рис. 1.10, г), главные оси которых расположены в плоскости под углом 120°, одна 2р-орбиталь остается неизменной, и ее главная ось перпендикулярна этой плоскости. Схема образования связей в молекуле этилена выглядит условно следующим образом:

Образование связей в этилене

атомы расположены в одной плоскости и валентные углы равны 120°, перекрывание 2р-орбиталей с образованием я-связи приводит к некоторой избыточной я-электронной плотности в области С-С связи над и под плоскостью, в которой расположены атомы углерода и водорода:

орбитали в этилене

В молекуле ацетилена атомы углерода являются sp-гиб-ридизованными. Линейная комбинация 2s- и одной 2р-ор-биталей дает две эквивалентные sp-орбитали (рис. 1.10, д), которые расположены под углом 180°. Две оставшиеся 2р-орбитали перпендикулярны друг другу и оси обеих sp-op-биталей. Схема образования связей в молекуле ацетилена приводится ниже:

Образование связей в ацетилене

углерод

углерод

Атомы углерода в молекуле этилена связаны двумя связями: осевое перекрывание sp2- и 8р2-орбиталей дает 0"о-с-связь, а боковое перекрывание 2р- и 2р-орбиталей дает Лс-с-связь. Так как максимум перекрывания достигается при параллельном расположении 2р-орбиталей, вращение вокруг оси С-С в обычных условиях невозможно, ибо для этого необходим разрыв я-связи, что тепловое движение совершить не в состоянии (энергия разрыва л-связи — около 264 кДж/моль, а тепловое движение при температурах ниже 100 °С способно разорвать связь не прочнее 130 кДж/моль [11, т. 1, с. 105]). Таким образом, в молекуле этилена все

Н

+

sp sp

Is

углерод

Is

углерод

Атомы углерода в молекуле ацетилена связаны тремя связями, осевое перекрывание sp- и sp-орбиталей дает > а-связь, боковое перекрывание двух пар 2р-орбиталей — две я-связи, молекула линейна:

л-связи б ацетилене

72

73

Степень перекрывания тем выше, чем больше доля s-орбиталей, это приводит к укорочению связи в ряду: р < sp3 < sp2 < sp < s — степень перекрывания, rv > r,pi > rsp] > rsp > ra — ковалентный радиус.

1.9.2. Другие элементы второго периода

Бериллий, бор, азот, кислород при образовании химических связей также используют гибридные орбитали, причем неподеленные пары электронов занимают свободные гибридные орбитали. Таким образом, если, например, в BF3 атом бора находится в 8р2-гибридизованном состоянии, то в BFP— в вр'-гибридизованном, и В® изоэлектронен С; в NH3 и NHf атом азота вр'-гибридизованный, и N® изоэлектронен углероду; в Н20 атом кислорода зр3-гибридизо1.10. Физические свойства ковалентной связи

Важнейшими физическими параметрами связи являются те, которые характеризуют их симметрию, размеры, электрические и термохимические свойства.

1.10.1. Длина связи

Длина связи — это равновесное расстояние между ^центрами ядер. Связь сравнивают с пружиной, позволяющей атомам колебаться в некоторых оптимальных пределах. К сожалению, как показали экспериментальные данные, длина связи может служить характеристикой типа связи и обладает аддитивными свойствами только в несопряженных, небольших по размеру молекулах. В таких молекулах длина связи зависит от типа гибридизации. Ковалентные радиусы атомов по Полингу [10, с. 141] приведены в таблице 1-6.

н

н / н

н / н

F

7%

Часто возникает обратная задача: как по структурной формуле определить состояние гибридизации атомов в молекуле данного соединения? Правило, справедливое почти во всех случаях, с которыми приходится иметь дело в органической химии, формулируется следующим образом: если число атомов или групп атомов, связанных с интересующим атомом (второго периода, третьего — в меньшей степени), и неподеленных пар электронов, принадлежащих этому же атому, равно четырем, то это соответствует sp3-гибридизации, если трем — 8р2-гибридизации, двум — sp-гибридизации.

В заключение отметим, что в органических соединениях встречаются атомы третьего и других периодов, соответственно встречаются и другие типы гибридизации, например, sp2d, sp3d2 и др., орбитали с такими гибридизациями имеют квадратную, октаэдрическую и прочие пространственные ориентации.

t

Приводимые ниже экспериментальные данные длин связи хорошо согласуются с ковалентными радиусами По-линга:

С-С С=С С=С

1,543 А 1,337 А 1,204 А

В таблице 1-7 представлена зависимость длин связи от типа гибридизации атома углер

страница 20
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201

Скачать книгу "Органическая химия" (17.23Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Купить дом на Симферопольском шоссе с бассейном
волейбольная форма
Citizen FE1081-59E
аренда проектора с экраном

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.02.2017)