Електронна природа хімічних зв’язків

С₆ 1s²2s²2p² → C* 1s²2s¹2p³

W = II W = IV

Гібридизація – це змішування електронних орбіталей та вирівнювання їх за формою та енергією. Існує три валентних стана атома С.

І валентний стан – sp³ – гібридизація:

+ + + →

s–орбіталь р_у р_х р_z sp³ – гібридні орбіталі

Валентний кут 109°28׳

Форма молекули тетраедрична.

При перекриванні гібридних орбіталей утворюються одинарні σ – зв’язки:

Н

С

Н

Н Н

ІІ валентний стан – sp² – гібридизація:

+ + →

s–орбіталь р_у р_х sp² – гібридні орбіталі

Валентний кут 120°

Форма молекули площинна.

При перекриванні гібридних орбіталей утворюються σ – зв’язки.

У атомів, що знаходяться у стані sp² – гібридизації, залишається ще по одному негібридному р–електрону. р – орбіталі становляться перпендикулярно площині молекули, перекриваються боками і утворюють π – зв’язок:

+ →

Таким чином між двома атомами С у стані sp² – гібридизації утворюється подвійний зв’язок: 1 σ та 1 π.

Н Н

С = С

Н Н

ІІІ валентний стан – sp – гібридизація:

+ →

s–орбіталь р_х sp² – гібридні орбіталі

Валентний кут 180°

Форма молекули лінійна.

При перекриванні гібридних орбіталей утворюються σ – зв’язки.

У атомів, що знаходяться у стані sp – гібридизації залишається ще по два негібридних р–електрона. р – орбіталі становляться перпендикулярно площині молекули, перекриваються боками і утворюють 2 π – зв’язка. Таким чином між двома атомами С у стані sp – гібридизації утворюється потрійний зв’язок: 1σ та 2π.

Н – С ≡ С – Н

Типи хімічних реакцій

S

1. Заміщення (від англ. substitution): RH + X → RX + H

R – CH₂X + Y → R – CH₂Y + X

Приклади:

• алкани СН₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

• арени С₆Н₆ + Cl₂ → С₆Н₅Cl + HCl

• спирти С₂Н₅ОН + НCl → С₂Н₅Cl + Н₂О

А

2. Приєднання (від англ. addition): A = B + X – Y → A – B

׀ ׀

Приклади: X Y

• алкени CH₂ = CH₂ + HCl → СН₃ – СН₂

׀

• арени С₆Н₆ + 3Cl₂ → С₆Н₆Cl₆ Cl

• а льдегіди O

CH₃ – C + Н₂ → СН₃ – СН₂

Н ׀

ОН

3

Е

. Відщеплення (від англ. elimination): A – B → A = B + X – Y

׀ ׀

X Y

Приклади:

• спирти СН₃ – СН₂ → CH₂ = CH₂ + H₂О

׀

ОН

4. Полімеризація nA = B → (– A – B –)n

Приклади:

• алкени nCH₂ = CH₂ → (– CH₂ – CH₂ –)n

• альдегіди nCH₂ = O → (– CH₂ – O –)n