химический каталог




Современная органическая химия. Том 1

Автор А.Л.Терней

зана па рис. 2-17.

Во-вторых, 5р3-гибридизация приводит к четырем эквивалентным орбиталям с углами 109,5° между ними. В предыдущем разделе мы видели, что,

Большая доля (с правой стороны диаграммы) называется «передней» долей; она важна для образования связи. Малая доля (слева) называется «задней» долей. Ее роль в контролировании некоторых реакций будет ясна при чтении гл. 5. (Помните, что р-орбитали имеют две доли одинакового размера; см. рис. 1-4.) Переднюю и заднюю доли зрз-орбиталей часто изображают в виде двух эллипсов разного размера, даже если доли не являются точно эллиптическими.

согласно теории отталкивания электронных пар валентной оболочки, такая геометрия обеспечивает минимальное отталкивание между четырьмя связывающими парами электронов при углероде в метане. Поэтому можно сказать, что гибридизация — это способ, с помощью которого молекула принимает геометрию, обусловленную отталкиванием электронных пар валентной оболочки.

В настоящей главе мы встретимся и с другими типами гибридизации атома углерода. Во всех этих случаях геометрию гибридизованного атома углерода можно объяснить, исходя из отталкивания электронных пар валентной оболочки.

Мы можем теперь завершить нашу картину строения молекулы метана. Имея четыре яр3-орбитали атома углерода, каждая из которых содержит один электрон (один из каждой исходной орбитали), мы теперь перекроем их с ls-орбиталями водорода, каждая из которых также содержит один электрон, и окончательно заполним изображенные нами связывающие молекулярные орбитали.

nil Ш1

Is l«

ар3-возбужденное состояние лбраэование связи

углерода а метане (СН4)

ДРУГИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ, СОДЕРЖАЩИЕ sР*-ГИБРИДИЗОВАН-НМИ АТОМ УГЛЕРОДА. Теперь изобразим следующий ГОМОЛОГ метана — этан С2П6. Допустим, что при нашем гипотетическом конструировании метана мы прекратим добавление атомов водорода после того, как только три из них будут связаны с $р3-орбиталью. Тогда мы можем соединить два

Рис. 2-18. Образование этаыа из двух метильных радикалов СН3».

А — суммарное уравнение; Б — изображение орбиталей при образовании свяэи С—С.

полученных метильных радикала СН3. перекрыванием их частично заполненных 2зр3-орбиталей с образованием новой а-связи между двумя атомами углерода. Углы между связями Ы—С—С и Н—С—Н в этане, равны примерно 109,5°. Это показано ниже и немного иначе на рис. 2-18.

Н

U н U н П п_

образование связей в этане

углер

од

ПРОПАН С3Н8 можно построить аналогичным образом, используя два фрагмента СН3- и один фрагмент «СН* (метиленовую группу). Последняя получается из в/>3-атома углерода и двух атомов водорода. Все межатомные углы в пропане равны примерно 109,5°.

Н

Н Н Н

н

/С^^С\„ или Н3С-СН2-СН3 Н \\ н

II

-№,5° ~-109,5°

н { н н

II-t^C-jtC—с—"

Н Н II

a: als-2sp3 Ь: o2sp3-2sp3

пропан

Метан, этан и пропан — углеводороды, содержащие только хр3-гибри-дизованные атомы углерода,— называются алканами и имеют общую формулу СпН2п+2- Они представляют часть гомологического ряда, поскольку ближайшие соседи отличаются друг от друга на одну метиленовую группу. Члены такого ряда называются «гомологами». Этот термин был введен для сравнения этана с метаном и его можно с полным основанием применить к этану и пропану.

ВОЗМОЖЕН ЛИ ДРУГОЙ ТИП ГИБРИДИЗОВАННОГО АТОМА УГЛЕРОДА? Этилен — бесцветный горючий газ. Оп используется для искусственного ускорения созревания фруктов и изготовления некоторых пластических масс. Его формула С2Н4. Этилен — простейший представитель алкенов, соединений с общей формулой СпН2п. Оба его атома углерода хр2-гибридизо-ваны. Как можно изобразить подобную орбитальную гибридизацию?

Is

2s

11 ± J-

2р 2р 2р

t t

U 2sp2 2sp2 2sp2

Is

основное состояние

углерод 5/зг-воз(Зижденное

состояние

Гибридизация 2я-орбитали. и двух из трех 2р-орбиталей дает три sp2-орбитали и оставляет одну негибридизованную 2р-орбиталь. хр2-Орбитали по форме аналогичны «р3-орбиталям (рис. 2-19), но расположены в пространстве иначе. Главные оси трех зр2-орбиталей находятся в одной плоскости

Рис. 2-19. хр2-Орбиталь.

Так же, как в случае sp'-орбитали, большой долей называется передняя доля, а малой — задняя доля. Наиболее явным различием между «р3- (рис. 2-17) и «р*-орбиталлми является меньший размер задней доли в случае «р8-орбитали. Как и для sp3-орбитали, переднюю и заднюю доли часто рисуют в виде эллипсов разного размера.

под углом 120°. Подобное расположение требует максимального разделения связывающих электронных пар. Главная ось остающейся 2р-орбитали перпендикулярна этой плоскости. Гибридизацию такого типа называют «триго

нальной» или «плоскостной».

Мы можем начать построение С2Н4 с добавления одного атома водорода па каждую из двух «р2-орбиталей, оставляя частично заполненными sp2-орбиталь и р-орбиталь. Если мы соединим два таких фрагмента вместе, то получим две углерод-углеродные связи: одну о-связь (образованную перекрыванием двух 2хр2-орбиталей) и одну я-связь (образованную перекрыванием двух р-орбиталей) в случае необходимости см. рис. 2-12), как это изображено ниже:

15

н

н П

2sp2 2sps

2sp2

2sp7

н

н U

2spz 2sp*

U_

один способ образования связей в этилене

орбитали, используемые в этилене

л-связь в этилене

Сочетание а- и л-связей между двумя атомами углерода называется

двойной связью. Хотя двойная связь состоит из двух разных связей, ее обыч-

но рисуют способом, который это не отражает*. Все шесть атомов этилена

расположены в одной плоскости, что обусловлено необходимостью для глав-

ных осей р-орбиталей оставаться параллельными с тем, чтрбы максимально

увеличить их перекрывание (постройте модель, чтобы увидеть это).

Н II

Ч /

С=С обычное написание формулы этилена

* Такое представление, являющееся обычным в органической химии, тем. не менее не более чем модель. Другой моделью двойной связи может быть модель из двух равноценных связей, качественно отличных от простой.— Прим. ред.

/ Ч

Н II

ДОЛЖЕН ЛИ *р2-ГИБРИДИЗОВАННЫЙ АТОМ УГЛЕРОДА ВСЕГДА ОБРАЗОВЫВАТЬ ДВОЙНУЮ СВЯЗЬ ТОЛЬКО С ДРУГИМ *»2-ГИБРИДИ-ЗОВАННЫМ АТОМОМ УГЛЕРОДА? Неотъемлемыми характеристиками двойной связи служат р- и я/А-орбитали, которые частично заполнены и правильно ориентированы относительно партнера. Это позволяет предполагать, что атом углерода может образовывать двойную связь с любым элементом, способным существовать с частично заполненными р- и 5р2-орбиталями. Интересным примером служит кислород, предоставляющий необходимые для такой связи орбитали путем следующей гибридизации:

? & ? ? ?

основное кислород 5/?2-возбужденное

состояние состояние

Такое состояние кислорода найдено во многих соединениях, содержащих двойную связь углерод—кислород. Простейшим примером слуяшт формальдегид СН20 — кислородный аналог этилена, широко использующийся в качестве фиксатора биологических объектов (например, лягушек). (Аналогами называют соединения, в которых атом или группа атомов замещены на различные атомы или группы ат

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

Скачать книгу "Современная органическая химия. Том 1" (20.8Mb)


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

 

 

Реклама
урна настенная ун-2
световой кабинет color box купить
купить билет в цирк на январь 2018
купить кресла

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
(19.10.2017)