химический каталог




Современная органическая химия. Том 1

Автор А.Л.Терней

омов, но характер образования связей один и тот же. Например, С02 и CS2 являются аналогами.)

10. В каких из приведенных ниже соединений все атомы расположены в одной плоскости?

КАК sр2-УГЛЕРОДНЫЙ АТОМ СВЯЗЫВАЕТСЯ С 5/>3-УГЛЕРОДНЫМ АТОМОМ? Пропилен С3Н6 — горючий газ, использующийся в производстве каучуков,— является следующим гомологом этилена. Из его структуры, приведенной ниже, видно, как связываются sp2- и «р3-углеродные атомы. В то время как р-орбиталь и одна «р2-орбиталь каждого из двух зр2-гибри-дизованных атомов углерода вовлечены в образование двойной связи, между Csp2 и Csp3 может быть образована 0-связь (простая связь) за счет перекрывания sp2 и 5р3-орбиталей.

/С=с ):=q: )ы=кС

w хн нх "

«^-ГИБРИДИЗАЦИЯ. Ацетилен, используемый в аппаратах для высокотемпературной сварки, имеет формулу С2Н2. Он является простейшим представителем семейства углеводородов, называемых алкинами, с общей формулой СпН2п_2- Оба атома углерода ацетилена sp-гибридизованы.

Для построения структуры ацетилена мы должны сначала перевести атом углерода в его sp-гибридизованное состояние гибридизацией 25-орбита-

Рис. 2-20. 2«р-Орбиталь.

Так же, как в случае sp3- и вр2-орбиталей, большая и малая доли называются передней и задней долями соответственно. Обратите внимание, насколько мала по сравнению с sp*- и «р2-орбиталя-ми (рис. 2-17 и 2-19) задняя доля sp-орбитали. Как и в предыдущих случаях, эти доли часто изображаются в виде эллипсов неодинакового размера.

л и с одной 2р-орбиталыо. В результате получаем две гибридные 2«р-орбита-ли, а две 2р-орбитали остаются негибридизованными. 2вр-Орбитали изображены на рис. 2-20.

U

П 2р 2р 2р

Is

т t т t

? *р" 2*7 *Р %>

основное состояние

иглероо sp-возбужденное состояние

Две sp-орбиталп sp-гибридизованного атома углерода расположены под углом 180°. (Таким образом достигается максимальное разделение между этими орбиталями.) Две р-орбитали перпендикулярны друг другу и оси обеих sp-орбиталей:

орбитали s р-гибридизованного атома углерода " (показаны только передние доли)

Гипотетическое построение молекулы ацетилена начинается с добавления атома водорода к одной из sp-орбиталей. Два фрагмента, полученные таким образом, соединяются, образуя одну а- и две я-связи между двумя атомами углерода. Плоскости, содержащие две я-связи, взаимно перпендикулярны, и их пересечение определяет направление а-связывающей молекулярной орбитали. Диагональный (линейный) sp-щбридизованный углерод обусловливает линейную геометрию ацетилена.

Мы можем представить образование связей в ацетилене двумя различными способами. Первый из них показывает, как должно осуществляться взаимодействие электронов, чтобы образовались новые связи. Второй изо

бражает ту комбинацию орбиталей, которая нужна для образования новы связей.

Н

it U 2sp

Is

2sp

2sp

н

Is

при перекрывании образуется о"-связь С—С

образование двух л-связей в ацетилене

В ацетилене я-связи полностью охватывают углероды, которые поэтому оказываются как бы погруженными в цилиндрическое облако я-электронной плотности. Водороды ацетилена находятся за пределами этого цилиндра.

цилиндрическое облако л-электронов в ацетилене

Два атома углерода ацетилена связаны одной от- и двумя л;-связями: эта комбинация называется тройной связью. Хотя тройная связь состоит из связей двух различных типов, обычное изображение тройной связи не дает представления об этих различиях.

Н — С == С—Н обычное написание формулы ацетилена

МОЖЕТ ЛИ УГЛЕРОД ОБРАЗОВЫВАТЬ ТРОЙНЫЕ СВЯЗИ С ДРУГИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ? Азот является элементом, который может образовывать тройные связи и с другим атомом азота, и с атомом углерода. Основное состояние атома азота (ls22s22p3) может быть гибридизовано в sp-состоя-ние.

tl — — -i- fi * 1 t

li ^ 2p 2P 2p li Ji Л. 2p 2„

основное азот sp-возбцжденное

состояние состояние

Как будет показано ниже, для образования простейшего соединения, содержащего функциональную группу CsN, цианистого водорода, необхо-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Рано или поздно вы встретитесь с такой практической задачей: как по структурной формуле определить состояние гибридизации атомов в молекуле данного соединения? Все, что нужно сделать,— это сосчитать число «групп», связанных с интересующим вас атомом (под «объектами» понимаются атомы и неподеленные пары электронов). Правило, охватывающее почти все молекулы, с которыми вам придется иметь дело, гласит: четыре «группы» при атоме соответствуют гибридизации sp3, три — гибридизации sp* и две — гибридизации sp. Примеры, иллюстрирующие это-правило, приведены ниже:

|' \ /н т

Н~(Й~Вг /C=N. Н—СаС-С-Н

SP3 SP2 SP SP3

11. Заполните пропуски в приведенной ниже таблице различных гибридных состояний атома углерода:

sp3 spa SP

Обозначение Тетраэдрический а б

Число связей с углеродом в г 4

Число о-связей Д 3 2

Число я-связей 0 е ж

Число заместителей 3 3 и

Угол между связями к 120° л

Процент s-характера гибридных ор- 25 м н

биталей

2.9. СВОЙСТВА СВЯЗЕЙ-П0ВТ0РН0Е РАССМОТРЕНИЕ

Рассмотрев различные типы гибридизации, мы можем теперь охарактеризовать связи для одного и того же атома, имеющие разное состояние гибридизации.

ДЛИНА СВЯЗИ. В общем случае при увеличении числа связей между двумя атомами их длина уменьшается. Например, тройная углерод-углеродная связь короче, чем двойная связь углерод — углерод. Длины связей равличных типов между С, N и О приведены в табл. 2-4.

Простые связи между атомом углерода в различных состояниях гибридизации и данным элементом (например, Сзря—Н, Сар2—Н и С8Г,—Н) почти

одинаковы по длине, хотя увеличение s-характера гибридной орбитали, участвующей в образовании связи, приводит к некоторому уменьшению длины связи. Например, С—Н-связь в ацетилене несколько короче, чем «вязь С—Н в метане.

, Таблица 2-i

Средние длины кратных связен (А)а

Элемент с N о Тип связи

G 1,54 1,47 1,43 о

1,34 1,28 1,23 а-{-л

1,21 1,16 — а + я + я

N 1,47 1,46 1,41 а

1,28 1,25 1,14 а + я

1,16 1,10 — а-f-я + я

О 1,43 1,41 1,49 а

1,23 1,14 1,21 а + я

— — — а + я + я

Для каждого элемента, указанного в колонке слева, приведены длины изолированных простой, двойной и тройной связей (читаются

сверху вниз). Например, величина 1,25 А в середине центральной колонки длин связей соответствует длине двойной связи азот — азот (— N = N —). В системе СИ 1 А = 10-8 См.

Средние энергии кратных связей (ккал/моль)а

ПОЛЯРНОСТЬ СВЯЗИ. Связи между одинаковыми элементами не обязательно имеют одни и те же дипольные моменты (табл. 2-2 была приведена раньше, чем мы рассмотрели гибридизацию). Внутри данного главного квантового уровня s-орбитали более электроотрицательны, чем р-орбитали,

что обусловлено различиями в степени их проникновения (разд. 1-3). Следовательно, чем больше s-характер гибридной орбитали, тем более электроотрицательна она будет. Электроотрицательность орбиталей углерода изменяется в следующем порядке: s > sp >? sp2 ;> sp3 > p. Это означ

страница 17
< 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
кресло клио цена
Фирма Ренессанс лестница для бассейна купить - всегда надежно, оперативно и качественно!

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
(01.05.2017)