Орг_Хим_Все лекции_презы

sp-гибридизация

Состояние sp-гибридизации характерно для соединений с тройной связью.

Ацетилен

В молекуле ацетилена sp-гибридизованные атомы образуют две простые σ-связи С–Н и одну тройную связь между двумя атомами углерода, которая состоит из одной σ-связи и двух π-связей, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Основные характеристики ковалентной связи

Полярность связи обусловлена неравномерностью распределения ее электронной плотности из-за различной электроотрицательности атомов.

Электроотрицательность – это способность атома притягивать электроны. Она зависит от эффективного заряда ядра атома и вида гибридизации атомных орбиталей.

Полярная ковалентная связь образуется между атомами с раз-личной электроотрицательностью, а также между теми атомами с одинаковой электроотрицательностью, которые связаны с атомами, имеющими другую электроотрицательность

Количественно полярность связи выражается значением дипольного момента, который обозначают буквой μ.

Основные характеристики ковалентной связи

Поляризуемость связи – это способность электронов связи легко смещаться под влиянием внешних воздействий (электрическое поле, реагирующая частица и т. п.).

В результате внешних воздействий электронное облако связи деформируется и полярность связи возрастает (увеличивается дипольный момент).

π-связи поляризуются гораздо легче, чем σ-связи, поскольку π-электронная плотность находится дальше от атомных ядер.

Направленность связи.

Ковалентные связи имеют определенную направленность в пространстве.

Электронные пары, образующие химические связи, стремятся занять такое пространственное положение относительно друг друга, чтобы силы электростатического отталивания между ними были минимальными.

Углы между направления-ми связей в молекуле называют валентными углами.

Органическая химия

Тема 3: Взаимное влияние атомов в органических соединениях

Индуктивный эффект

Выделяют два вида эффектов электронного смещения в органических соединениях:

Индуктивный эффект – смещение электронной плотности по цепи σ-связей.

Мезомерный эффект – смещение по системе π-связей.

Связи в молекуле бутана – неполярные, электронная плотность в них распределена симметрично и молекула не имеет дипольного момента.

Если же в молекуле бутана один атом водорода заместить атомом хлора, то электронная плотность ковалентной связи С–Сl сместится к более электроотрицательному атому хлора

(полярная ковалентная связь)

δ+ > δ'+ > δ″+ > δ‴+

Поляризация одной связи «углерод–галоген» вызывает поляризацию молекулы в целом и, следовательно, появление дипольного момента.

Индуктивный эффект

Индуктивный эффект – это передача электронного влияния заместителя вдоль цепи σ-связей, обусловленная различием электроотрицательностейатомов.

Индуктивный эффект обозначается буквой I, а смещение электронной плотности изображают с помощью стрелки вдоль простой σ-связи, острие которой указывает на направление смещения.

Действие индуктивного эффекта наиболее сильно проявляется на двух ближайших σ-связях.

Индуктивный эффект из-за слабой поляризуемости σ-связей затухает через 3…4 связи. По направлению электронного влияния заместителей различают положительный (+I) и отрицательный (–I) индуктивные эффекты.

В качестве стандарта для оценки индуктивного влияния заместителя принят индуктивный эффект атома водорода, который из-за небольшого дипольного момента связи С–Н принято считать равным нулю.

Индуктивный эффект

Заместители, притягивающие к себе электроны σ-связи в большей степени, чем атом водорода,

проявляют отрицательный индуктивный эффект (–І),

Заместители, отталкивающие от себя электроны σ-связи сильнее, чем атом водорода, проявляют

положительный индуктивный эффект (+І).

Заместители располагают в ряды в порядке уменьшения –І-эффекта или +І-эффекта по отношению к атому водорода:

Индуктивный эффект

Отрицательный индуктивный эффект, как правило, увеличивается с ростом электроотрицательности атомов.

Атом углерода в sp3-гибридизации (как менее электроотрицательный) в составе заместителя проявляет +I-эффект по отношению к атомам углерода в sp- и sр2-гибридизациях.

Положительный индуктивный эффект проявляют заместители, отталкивающие от себя электроны σ-связи. Электронодонорные свойства у алкильных заместителей возрастают с ростом длины углеводородной цепи (–C4H9 > –СН3)

и увеличиваются в ряду от первичных до третичных радикалов:

(СН3)3С– > (CH3)2CH– > СН3СН2– > СH3–.