химический каталог




Современная органическая химия. Том 1

Автор А.Л.Терней

ает, что, например, связь С—Н в ацетилене более полярна, чем связь С—Н в метане.

ПРОЧНОСТЬ СВЯЗИ. Прочность связи между двумя атомами увеличивается с увеличением числа связей между ними. При этом, когда мы говорим о «прочности связи» по отношению к кратным связям, мы имеем в виду энергию, относящуюся ко всем индивидуальным связям. Некоторые характерные средние величины приведены в табл. 2-5. Особый интерес представляет тройная связь азот — азот: ей соответствует наибольшая величина энергии, что отражает большую стабильность N2.

ВАЛЕНТНЫЕ УГЛЫ. До сих пор мы рассматривали только свойства связей. Угол между связями (валентный угол) фактически является свойством двух связей, принадлежащих общему атому, и должен рассматриваться как свойство этого атома. Действительно, по величине валентного угла можно судить о состоянии гибридизации атома.

Хотя углы межъядерных связей Y—С—X в органических соединениях в основном равны 109,5; 120; 180° (что отражает sp3-, sp2- и sp-гибридизацию соответственно), отталкивание между парами валентных электронов достаточно велико для того, чтобы вызвать отклонения в идеальной геометрии связен. Рассмотрим структуру молекулы воды.

Атом кислорода в молекуле воды связан с четырьмя «группами» (двумя атомами водорода и двумя изолированными парами электронов). Поскольку их разделение наиболее эффективно в случае тетраэдрической геометрии молекулы, можно предположить, что атом кислорода в молекуле воды должен находиться в центре тетраэдра, т. е. должен быть зр3-гибридизован. Однако угол II—О—-II в воде равен лишь 104,5°. Вследствие этого следует ожидать отклонение от идеальной геометрии тетраэдра, так как несвязываю-щие электронные пары атома кислорода (sp3) будут отталкивать друг друга сильнее, чем связывающие пары (связи О—Н). В результате угол между орбиталями, содержащими эти несвязывающие пары, будет увеличиваться, и соответственно будет уменьшаться угол между связями Н—О—Н. Таким образом, атом кислорода в воде 5р3-гибридизован с некоторым искажением, возникающим из-за необходимости уменьшить отталкивание между парами валентных электронов.

относительная величина отталкивания 1 >2>3

отталкивание электронных пар в молекуле воды

Метил-катион (СН*>) — высокореакционная частица с дефицитом электронов, в котором имеются три связи вокруг атома углерода. Плоское расположение с углами между связями, равными 120°, позволяет достичь максимального разделения этих электронных пар. Поэтому в соответствии с теорией отталкивания электронных пар валентной оболочки мы можем с уверенностью предсказать, что атом углерода будет $р2-гибридизованным.

р-Орбиталь атома углерода свободна. Такая картина согласуется с плоской геометрией, предложенной для большинства катионов подобного типа.

Н Н Н

-I ^ ^ ^ оТ" образование связи в метил-катионе СН®

Т4- 2sp2 2sp2 2sp2 v

Is

метил-катион

CH®

2.10. КИСЛОТЫ И ОСНОВАНИЯ ЛЬЮИСА-СЕМИПОЛЯРНАЯ СВЯЗЬ

До сих пор мы считали, что при образовании ковалентных связей перекрываются две полузаполненные атомные орбитали. Тем не менее можно представить целиком заполненную молекулярную орбиталь, образованную за счет перекрывания одной совершенно заполненной и одной вакантной атомных орбиталей. Одним из примеров такого процесса служит реакция аммиака с протоном, приводящая к образованию иона аммония:

Н н

H-N: + н® -»-H-N®-H

I I

н н

основание кислота Льюиса Льюиса

Иллюстрацией этого типа реакций служит также реакция трифторида бора BF3 с аммиаком:

Н F Н F

h-n: + B-F -^H-N®-B©-F

I I II

H F H F

основание кислота Льюиса Льюиса

С точки зрения теории Льюиса — это кислотно-основные реакции. В соответствии с теорией Льюиса кислотой называется любое соединение, способное принять электронную пару на незаполненную орбиталь, в результате чего образуется ковалентная связь. Основанием по этой теории является любое соединение, которое обладает несвязывающей или слабосвязывающей парой электронов (например, п-связи) и которое способно отдавать эти электроны кислоте Льюиса.

12. Действуют ли обычно элементы групп VA, VIA и VIIA периодической системы как кислоты Льюиса или основания Льюиса в соединениях, в состав которых они входят? Объясните.

13. При взаимодействии магния с фтором образуется дифторид магния MgF2. Даже несмотря на то, что магний образует связь двумя своими внешними электронами, он не функционирует как основание Льюиса. Почему?

Связь, образующаяся в результате показанных двух реакций, аналогична любой другой а-связи. Во втором случае (NH3/BF3) образование а-связи сопровождается возникновением противоположных по знаку зарядов на соседних атомах. Результирующая комбинация а-связи и электростатического притяжения известна как ссмиполярная (координационно-ковалент-ная) связь. В соответствии с этим определением связь N—Н, образующаяся при протонировании аммиака, не является семиполярной связью. Выявление семиполярной связи (называемой также донорно-акцепториой связью) не требует особого понимания реакции, в результате которой она образуется. Все, что необходимо, это наличие противоположных зарядов на концах о-связи. Иными словами, нам не обязательно знать, что соединение образовано за счет перекрывания заполненных и свободных орбиталей, хотя именно так это и должно быть всегда]

Семиполярные связи сильно полярны. Соединения, содержащие такие связи, характеризуются следующими свойствами: а) высокими температурами кипения и плавления, б) низкой упругостью пара, в) большими молекулярными дипольными моментами (а также моментами связи), г) потенциальной способностью к образованию водородных связей, д) свойствами хороших растворителей (если они жидкие) для полярных соединений и е) относительно хорошей растворимостью в воде.

В этой книге мы часто будем пользоваться терминами «кислота Льюиса» и «основание Льюиса». Для уяснения содержания этих понятий ниже приводится ряд уравнений реакции кислоты Льюиса с основанием Льюиса. В каж-

н н

Н3С—С© + : С1 :в ? Н3С—С—С1:

Н Н

Н Н Н Н

Н,С—С© + :N—Н * Н3С—С—N—Н

II II

н н н н

н н н н

U I I ©/

НаС—С© + :0: ? Н3С—С—Q

Н Н Н

:С1: :С1:

..I ..0 » I е

:С1—А1 +:Вг: »:С1—А1—Вг:

" I " "I "

:С1: :С1:

:С1: Н Н :С1:

•• I • I I -10®/

:С1—В +Н—С—О—С—Н >:С1—ВУ-%:

"I I " I " I N

?CI: Н II :С!:

Н

I

С—н

/I

II н

\|

с—н

I

н

дом уравнении на первом месте стоит кислота Льюиса. Следует отметить, что-первые четыре реакции приводят к образованию новых ковалентных связей, а последняя, пятая,— к образованию семиполярной связи.

Понятия «кислота» и «основание» часто связывают с именем И. Брён-стеда. Согласно Брёнстеду, кислота — это донор протона (например, НА), а основание — акцептор протона (например, А©). Естественно, что и простейшую кислотно-основную реакцию — реакцию между Н® и ОН© — можно представить как реакцию между кислотой Льюиса (Нф) и основанием Льюиса (ОН

страница 18
< 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
Стул WILL Olivia
мфсо учиться
большие часы
Бонус за клик по промокоду "Галактика" в КНС - Телефон Alcatel кредит онлайн в Москве и городах России.

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
(09.12.2016)