Химия Нефти и Газа. Методичка по органической химии-1

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

σ-Связь осуществляется при перекрывании облаков вдоль линии, соединяющей центры атомов, при этом максимальная электронная плотность достигается в межъядерном пространстве и имеет цилиндрическую симметрию относительно линии, соединяющей центры атомов.

Некоторые примеры образования σ-связей

-связь – ковалентная связь, возникающая при боковом перекрывании негибридных p-орбиталей .При этом локализованные p-атомные орбитали делокализуются, образуя-орбитали.

-Cвязь образуется между атомами, уже соединенными-связью, при этом образуются кратные (двойные и тройные) связи.

Примеры π- и δ -связей

δ -Связь образуют только d-электроны за счет перекрывания всех четырех своих лепестков электронных облаков, расположенных в параллельных плоскостях.

51

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

ПО СПОСОБУ ОБРАЗОВАНИЯ

Обменный механизм. В образовании связи участвуют одноэлектронные атомные орбитали. Каждый атом предоставляет 1 электрон для образования общей пары:

Донорно - акцепторный механизм. Образование связи происходит за счет пары электронов донора и вакантной (свободной) орбитали акцептора. В ряде случаев по донорноакцепторному механизму образуется семиполярная связь.

Сeмипoлярная связь является разновидностью донорноакцепторной связи. Образование этой связи происходит при взаимодействии атома-донора пары электронов и атомаакцептора, не имеющих формальных зарядов. При этом на атоме-доноре возникает положительный заряд, а на атомеакцепторе, предоставившем вакантную орбиталь, – отрицательный. Такая связь наблюдается в случае N-оксидов и азоксисоединений:

52

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

орбиталей, более прочная, чем связь с участием электронов негибридных s- и р-орбиталей, так как происходит большее перекрывание.

sp-гибридизация – одна s-орбиталь и одна p-орбиталь превращаются в две одинаковые «гибридные» орбитали, угол между осями которых равен 180°. Молекулы, в которых осуществляется sp-гибридизация, имеют линейную геометрию.

sp2-гибридизация – одна s-орбиталь и две p-орбитали превращаются в три одинаковые «гибридные» орбитали, угол между осями которых равен 120°. Молекулы, в которых осуществляется sp2-гибридизация, имеют плоскую геометрию.

sp3-гибридизация – одна s-орбиталь и три p-орбитали превращаются в четыре одинаковые «гибридные» орбитали, угол между осями которых равен 109°28'. Молекулы, в которых осуществляется sp3-гибридизация, имеют тетраэдрическую геометрию.

54

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Выводы

Свойства органических веществ определяются не только строением их молекул, но и числом и характером их взаимодействий с соседними молекулами, а также взаимным пространственным расположением.

Контрольные вопросы:

1.Классификация ковалентной связи.

2.Гибридизация. Виды гибридизации.

3.Длина и энергия С-С связи.

4.Что такое дипольный момент связи? 5.Что такое электроотрицательность?

6.Эффект сопряжения.

СВОЙСТВА АЛИФАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ. АЛКАНЫ.

СТРОЕНИЕ АЛКАНОВ

Алканы являются насыщенными углеводородами и содержат максимально возможное число атомов водорода. Молекулярная формула рассчитывается, используя общую формулу для гомологического ряда: СnH2n+2. Каждый атом углерода в молекулах алканов находится в состоянии sp3- гибридизации — все 4 гибридные орбитали атома С равны по

55

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

форме и энергии, 4 электронных облака направлены в вершины тетраэдра под углами 109°28'. За счёт одинарных связей между атомами С возможно свободное вращение вокруг углеродной связи. Тип углеродной связи — σ-связи, связи малополярны и плохо поляризуемы. Длина углеродной связи — 0,154 нм. Их низкая реакционная способность лежит в основе второго их названия – парафины.

56

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Фрагменты молекул могут свободно вращаться относительно друг друга вокруг С–С связей, а потому форма молекулы непрерывно меняется. Таким образом, для алканов характерно наличие конформеров (проекции Ньюмена). В бутане валентный угол С–С–С несколько больше обычного и составляет 112о, так как две метильные группы больше по размерам, чем атомы Н, и располагаются дальше друг от друга.

Свободное вращение атомов или групп атомов вокруг σ- связи создает возможность свободно менять расположение атомов в молекуле. Молекула представляет множественный набор возможных конформаций. Конформациями или поворотными изомерами являются наиболее устойчивые по энергии изомеры. Конформации изображают обычно в виде проекционных формул Ньюмена, которые ниже сопоставлены с козельными структурами.

CH3-CH3

этан

Формулы

Ньюмена

57

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Если одна и та же алкильная группа встречается более одного раза, то перед ней ставят приставку ди-, три- и т.д.

2,2,4-триметилпентан

Названия, структурные формулы алканов и соответствующие им радикалы.

60