химический каталог




Органическая химия. Часть 1

Автор О.А.Реутов, А.Л.Курц, К.П.Бутин

ивлекательная особенность теории МО: ^'.связь между двумя атомами образуется взаимодействием толь-"J?ko двух, а не трех АО. Так за счет усложнения удается сохранить простоту теории МО. Введение понятия гибридизации не || обусловлено ни математической, ни физической необходимостью, [?а продиктовано лишь желанием найти наиболее простое описа-;;.иие связи. Гибридные орбитали позволяют пользоваться пред-вставлениями о локализованных двухэлектронных двухцентро-в<аых связях, которые играли и играют очень важную роль в * .теоретической химии. Гибридные орбитали помогают понять ^пространственное строение молекул, например, почему молеку-йла воды имеет угловую, аммиака — пирамидальную, а мета-— — тетраэдрическую конфигурацию.

1.8.2. ФОРМА МОЛЕКУЛ

[(? + pJ-(pf+A)I.

[(s-pj + (p,-pj],

y№+p,)+(ps+Pz)], 2

_i_

2~-Ки—рг)—(Р—Рг)].

5р3-Гибридизация. Молекула метана СН4 образуется из од-Вного атома углерода и четырех атомов водорода. В основном 1'состоянии атом углерода имеет электронную конфигурацию -?s22s22p2. С учетом правила Хунда можно утверждать, что два Sp-электрона располагаются на двух ортогональных 2р-орбита-пях и имеют параллельные спины. Следовательно, в основном ^состоянии атом углерода может образовать только ненасыщен-сВую частицу СН2, которая называется метиленом. Действи-ветельно, метилен известен; это короткоживущая, очень реакцион-Шноспособная частица (см. гл. 5). Чтобы из атома углерода и етырех атомов водорода получить метан, нужно сначала прокотировать атом С в возбужденное состояние lss2s2p3, в котором уже четыре электрона (один 2s и три 2р) будут неспарен-Цвыми. Такое промотирование связано с переводом 2в-электро-1|(а На 2р-орбнталь, лежащую выше, и требует затраты энергии, эта затрата затем с избытком компенсируется образованием тырех СН-связей метана [C(ls22s2p8) +4H(ls)-»-CHJ. При гибридизации одной s-орбитали и трех р-орбиталей образуются так называемые 8р3-гибридные орбитали (ht, fts, h3 и Tt), которые записываются следующим образом:

к-.

38

39

Чтобы определить пространственное направление sp'-гиб-ридных орбиталей, нужно определить направление вектора, проведенного из точки пересечения трех узловых плоскостей по линии области положительной интерференции орбиталей. Эта процедура показана на рис. 1.12: здесь видно только комбина?ним образом, концепция гибридизации позволяет опреде-'?Где в пространстве локализованы молекулярные орбита-.связывает классические и квантовомеханические преде-ения о структуре соединений. [?етраэдрическую конфигурацию можно предположить и для молекул, как NH3 или Н20. Но в этих случаях один угол иэдра в случае NH3 и два угла тетраэдра в случае Н20 не заняты атомами водорода. Эти углы не будут пустыми, |дак в них будут находиться неподеленные пары электронов Варенными спинами:

Рис. 1.12. Пространственная направленность яр^-гибрядных атомных орбиталей

цию трех р-орбиталей, именно она определяет направление гибридной орбитали, тогда как сферическая s-орбиталь может лишь увеличить амплитуду орбитали в данном направлении, но не изменить это направление. В результате получаем, что направления максимальной амплитуды волновой функции таковы, что атомы водорода должны располагаться в вершинах правильного тетраэдра. Это согласуется с тетраэдрическим строением молекулы метана и других предельных углеводородов.

Перимент, однако, показывает, что угол HNH в NH3 равен

ff а угол НОН в Н2О — 104,5*, т.е. эти углы меньше, чем

иы быть в правильном Тетраэдре (в метане угол НСН ра-ЦОЭД)'). Это означает, что три связи NH в NH3 и две свя-|©Н в Н2О немного «поджаты» друг к другу. Поджатие обус-яено действием неподеленных пар, которые в отличие от ронных пар связей NH и ОН не имеют возможности Меться» между двумя ядрами и поэтому, занимая большой пространства, взаимодействуют с электронами о-связей, лкивая их от себя. В молекуле Н20, кроме того, отталки-ся друг от друга и сами электронные пары. Наличие не-иейных пар оказывает огромный эффект на пространствен-?строение и реакционную способность органических соедиНИ.Гибридизация. В молекуле этилена (этена) Н2С=СН2 Иная связь С=С состоит из одной а-связи и одной я-связи. цязь образуется боковым перекрыванием двух одинаково вавленных чистых р-орбиталей соседних атомов углерода, котированных в состояние ls22s2p3. Оставшиеся одна 2s-op-аль и две >2р-орбитали дают три эквивалентные sp-гибрид-t орбитали, а если орбитали эквивалентны, они должны рас-Эгаться как можно дальше одна от другой, т.е. в одной пло-под углом 120°. Эти гибридные орбитали записываются ощим образом:

|*1 = 1/^3 [s + У2 (—р, cos 60° + ра cos 30°) ],

АЛ

h,= 1/1^3 s—-/2(—p,cos60°—р^соэЗО").

(-р^оьВ0° + рсоьЗО°)

(-pcasSO'-pcasSO'J

Схема образования трех яр2-гибридных орбиталей приведена на рис. 1.13, где при сложении р-орбитали рассматриваются как векторы.

Одним из экспериментальных доказательств именно такой Структуры этилена является торсионная жесткость двойной свя-ри, т. е. отсутствие свободного вращения вокруг С=С-связи. Это Об

страница 16
< 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

Скачать книгу "Органическая химия. Часть 1" (12.07Mb)


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

 

 

Реклама
склад для хранения вещей вднх
участок в кп на новорижском шоссе
шоу программа я филиппа киркорова
проффесиональные курсы вязания крючком в москве

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
(04.12.2016)