химический каталог




Начала органической химии. Книга первая

Автор А.Н.Несмеянов, Н.А.Несмеянов

ченное таким образом фиктивное состояние и называется валентным sp3-со стоянием. Ему не соответствует никакое состояние, могущее быть реально наблюдаемым спектроскопическими методами**. Если бы мы захотели вычислить его энергию (что формально можно сделать), то нашли бы, что она значительно выше энергии основного состояния с конфигурацией Is3 2s2 2ра и несколько превышает энергию возбужденного состояния с конфигурацией Is2 2sl2p3, возникающего при переходе одного электрона из ^-орбитали в 2ю-орбиталь, вакантную в основном состоянии. На рис. 46 схематически показано и чисто качественное соотношение упомянутых энергий.

* ls-Орбиталь углеродного атома в этом рассуждении в электронную оболочку молекулы не включается.

** С квантово-механической точки зрения «валентное состояние» есть «смесь» некоторого набора спектроскопически реализуемых «чистых» состояний (не в смысле их линейной комбинации, а в смысле статистическом).

Энергия образования химических связей, благодаря повышенному перекрыванию гибридизованных атомных орбиталей атома углерода с атомными ls-орбиталямй водородных атомов с избытком энергии е, компенсирует затрату на возбуждение «валентного состояния».

В действительности процесс образования молекулы метана не проходит через стадию «валентного состояния» изолированного атома. При сближении атомов уже начинается их связывание друг с другом в молекулу, хотя сначала и в очень рыхлую, и изменение характера орбиталей сопутствует этому процессу, происходя постепенно.

Бивалентное состояние"

sp3- Возбужденнее спектроскопическое состояние

Энергия Возбуждения Валентного состояния

Энергия оптического возбуждения

Энергия образования химических связей из sp3- валентного состояния

Основное состояние атома С

Рис. 46. Схема (качественная) соотношения энергий атома углерода в основном состоянии, 5/>3-возбужден-ном состоянии, вр3-«валентном состоянии».

Заметим, что иногда для четырехвалентного атома углерода ^р3-гибри-дизованное: валентное состояние называется первым валентным, $р2-тпб-ридизованное — вторым валентным и sp-гибридизованное — третьим валентным состоянием.

Гибридизация и валентное состояние — это вспомогательные теоретические концепции. Ни гибридизованные атомные орбитали, ни «валентное состояние» атома не имеют, как таковые, спектроскопически констатируемой реальности.

НЕПРЕДЕЛЬНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

ОЛЕФИНЫ (АЛКЕНЫ)

Гомологический ряд олефинов или, по женевской номенклатуре, алкенов

что метилен, который должен был бы быть первым гомологом в этом ряду, не существует в стабильном состоянии, заставило в свое время принять представление о двойной связи как о характерной структурной черте непредельных углеводородов.

Вторым решающим доводом в пользу наличия двойной связи в олефи-нах явилось то, что ненасыщенные атомы углерода в олефинах всегда встречаются попарно и являются соседями. Не бывает, например, ненасыщенных соединений типа

т. е. нельзя допустить, что ненасыщенные атомы углерода трехвалентны.

Как уже отмечалось, в олефинах и их производных ненасыщенные угдероды находятся во втором валентном состоянии. В отличие от первого валентного состояния, характерного для предельных соединений («тетраэдрический» углерод с четырьмя эквивалентными валентностями, направленными под углом 109° 28' друг к другу, — 5р3-гибридизапня электронных орбиталей), во втором валентном состоянии у углерода гиб-ридизованы только одна s- и две р-орбитали (5р2-гибридизания), образуя три одинаковые орбитали. Соответствующие им о-связи (простые связи) направлены друг к другу под углом 120° и лежат в одной плоскости. Третья D-орбиталь углерода не гибридизована.

В олефине такие углероды связаны попарно. В этилене, например, они образуют плоскую фигуру типа

,/

Не участвующие в образовании имеющихся в молекуле этилена пяти о-связей две р-орбитали (по одной у каждого атома углерода) занимали бы у не связанных между собой углеродов пространство, приблизительно ограниченное «пространственной восьмеркой» (фигура вращения восьмерки вокруг продольной оси) * с длинной осью, перпендикулярной к плоскости трех о-связей, и центром, совпадающим с центром каждого углеродного атома. У атомов углерода, связанных между собой простой связью (о-связь), эти пространственные восьмерки сливаются в общую орбиталь обоих р-электронов, что сопровождается выделением энергии (примерно 64 ккал!моль). Эти электроны образуют так называемую я-связь, иначе говоря, вторую связь в двойной связи. я-Связь значительно менее прочна энергетически, чем о-связь С=С (83 ккал!моль), и гораздо легче поляризуема.

Наличие двойной связи в молекуле сказывается прежде всего в том, что прекращается возможность вращения вокруг оси а-связи, свойственного предельным соединениям, и конфигурация олефина становится устойчиво плоской, что ведет за собой, как следствие, явление геометрической изомерии, о котором упоминалось на стр. 215, а главное будет сказано ниже (стр. 263, 336).

Наличие я-связи свойственно не только олефинам. В кар

страница 99
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255

Скачать книгу "Начала органической химии. Книга первая" (10.72Mb)


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

 

 

Реклама
размеры селезенки у взрослых
шкаф для одежды с подсушкой 750х780х2040
текст благодарности за благотворительную помощь медицинским оборудованием
gotway new msuper v 3 купить

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
(18.11.2017)