2. fejezet. Az atomok kémiai kötése és kölcsönös hatása szerves vegyületekben

2. fejezet. Az atomok kémiai kötése és kölcsönös hatása szerves vegyületekben

A szerves vegyületek kémiai tulajdonságai a kémiai kötvények típusának, a kapcsolódó atomok jellegének és a molekulában tervezett hatásuknak köszönhető. Ezeket a tényezőket viszont az atomok elektronikus szerkezete és atomi pályák kölcsönhatása határozza meg.

2.1. A szénatom elektronikus szerkezete

Az atomerőter egy részét, amelyben az elektronok elérésének valószínűsége az atomi orbitális (AO).

A kémiában a szénatom és más elemek hibrid orbitáljainak eszméjét széles körben használják. A hibridizáció koncepciója, mint az orbitális szerkezetátalakításának leírására szolgáló eljárás, ha a páratlan elektronok száma az atom fő állapotában kisebb, mint a kialakult kapcsolatok száma. Egy példa arra szolgál, egy szénatom, amely az összes vegyületek formájában mutatkozik négy vegyértékű elem, de szabályokkal összhangban a töltés pályák, amely a külső elektron szinten, 1S 2 2S 2 2P 2 vannak a fő állapotában 1S 2 2S 2 2P 2 (2.1. Ábra, deés 2-1. Függelék). Ezekben az esetekben azt állítják, hogy a különböző atomi pályák, az energia közelében, egymással összekeverhetők, hibrid orbitálokat képeznek formában és energiában.

Hibrid orbitálok a nagyobb átfedő formák miatt erősebb kötvények, összehasonlítva a nem említett orbitállal.

Az orbitális számtól függően a hibridizációba bevitt szénatom lehet a három állam egyikében.

Ábra. 2.1.Az elektronok eloszlása \u200b\u200baz orbitális szénatomon főleg (a), izgatott (B) és hibridizált állapotok (in - sP 3, G- SP 2, d.- SP)

hibridizáció (lásd 2.1 ábra, d). A hibridizáció típusa határozza meg a hibrid AO irányát az űrben, következésképpen a molekulák geometriájával, azaz térbeli szerkezettel.

A molekulák térszerkezete az atomok és atomcsoportok kölcsönös elrendezése az űrben.

sP 3.-Hybridizáció.Ha összekeverjük a négy külső AO a gerjesztett szénatom (lásd. A 2.1, b) - az egyik 2S- és három 2P pályák - négy egyenértékű SP 3-hibrid pályák. A "nyolc" surround "formájuk van, amelyek közül az egyik pengék sokkal más.

Minden hibrid orbitál egy elektronnal van kitöltve. Az SP 3 állapotban lévő szénatom hibridizáció, elektronikus konfigurációjú 1S 2 2 (SP 3) 4 (lásd 2.1 ábra, b). Az ilyen hibridizációs állapot a telített szénhidrogének (alkánok) és ennek megfelelően alkilcsoportokban jellemző szénatomokra jellemző.

Az SP 3-hibrid JSC kölcsönös visszataszításának köszönhetően a csúcsokba irányított térben tetraedraés a köztük lévő sarkok 109,5-vel egyenlőek? (a legelőnyösebb hely; 2.2. Ábra, A).

A térbeli szerkezetet sztereokémiai képletekkel ábrázoljuk. Ezekben a képletekben SP 3-hibridizált szénatomot és két kötéseit a rajz síkba helyezik, és grafikusan jelöli a szokásos funkciót. Zsírvonal vagy zsíros ék, amely a rajz síkból származó kötést jelöli, és a megfigyelőre irányul; Pontozott vonal vagy árnyékos ék (..........) - a vonalról érkező kötvény a rajz síkhoz

Ábra. 2.2.A szénatom hibridizáció típusai. A középpontban lévő pont az atommag (a hibrid orbitálok kis részesedése a minta egyszerűsítésére szolgál, a szín nem említett R-AO-t mutat

mS (2.3. Ábra, A). Szénatom sP 3.-Hianybidizáció Tetrahedral konfigurációval rendelkezik.

sP 2.-Hybridizáció.Ha vegyes 2S-és az izgatott szénatom két 2R-AO-jét három egyenlő sp. 2-hibrid Orbital és továbbra is nem említett 2P-JSC. Szénatom sp. A 2-hibridizációnak van egy elektronikus konfigurációja 1S 2 2 (SP 2) 3 2P 1 (lásd 2.1 ábra, D). A szénatom hibridizációja a telítetlen szénhidrogének (alkének), valamint bizonyos funkcionális csoportok, például karbonil- és karboxilcsoportok jellemzője.

sp. 2 -Hybrid orbitálok ugyanabban a síkban helyezkednek el, 120-es szögben, és a nem említett JSC merőleges sík (Lásd 2.2 ábra, b). Szénatom sp. 2-hibridizáció van trigonális konfiguráció.A kettős kötésű szénatomok a rajz síkban vannak, és a megfigyelőre és annak érdekében, a fent leírtak szerint vannak kijelölve (lásd 2.3 ábra, b).

sP-hibridizáció.Az izgatott szénatom egy 2-es és egy 2R-orbitálása esetén két ekvivalens SP-flexibilis JSC van kialakítva, és két P-AO továbbra is nem említett. Az SP hibridizáció állapotában lévő szénatom elektronikus konfigurációval rendelkezik

Ábra. 2.3.Metán (a), etán (B) és acetilén (B) sztereokémiai képletei

1S 2 2 (SP 2) 2 2P 2 (lásd 2.1 ábra, E). A szénatomos hibridizáció ilyen állapotát olyan vegyületekben találjuk, amelyek hármaskötésűek, például alkinekben, nitrilekben találhatók.

az SP-hibrid orbitálok 180-as szögben helyezkednek el, és két nem említett JSC kölcsönösen merőleges síkokban (lásd 2.2 ábra, b). Az SP hibridizáció állapotában lévő szénatom van lineáris konfiguráció,például egy acetilén molekulában mind a négy atom egyenes vonalon van (lásd 2.3 ábra, ban ben).

Hibridizált állapotban lehetnek más organogén elemek atomjai.

2.2. Kémiai kötvények szénatom

Kémiai kötvények B. szerves vegyületek Főleg kovalens kötvényeket mutatott be.

A kovalent kémiai kötvénynek nevezhető, amelyet az elektronok által társított atomok általánosítanak.

Ezek a közös elektronok molekuláris orbitálokat foglalnak el (MO). Rendszerként MO egy multicenter orbitális, és töltő elektronjai delokalizáltak (diszpergálva). Így a Mo, valamint a JSC lehet egy üres, egy elektron vagy két elektrondal, az ellenkező pörgetésekkel *.

2.2.1. σ- ésπ - kommunikáció

Kétféle kovalens kötés létezik: σ (sigma) - és π (pi) -ev.

σ-kötést nevezzük kovalens kötés képződik, amikor egymást átfedő a AO egy egyenes vonal (tengely) összekötő a kernel két kötő atom a maximális átfedés ezen egyenes vonal.

σ-kommunikáció történik, ha átfedik az AO-t, beleértve a hibridet is. A 2.4. Ábra a szénatomok közötti σ-kötés képződését mutatja, mivel hibrid SP 3 -A és σ-kötésük tengelyirányú átfedése következtében C-H módon Hybrid SP 3 -A szén és S-AO hidrogén átfedése.

* A részletekért lásd: Popkov V.A., Puzakov S.a.Általános kémia. - M.: Goeotar Media, 2007. - 1. fejezet.

Ábra. 2.4.Az σ-linkek képződése etánban az AO tengelyirányú átfedésével (kis részvények hibrid orbitálok elhagyása, a szín látható sP 3 -Aszén, fekete - hidrogén S-AO)

Axiális mellett az átfedés másik nézete lehetséges - a P-AO oldalfedezése, amely π-kommunikáció kialakulásához vezet (2.5. Ábra).

r-atomi pályák

Ábra. 2.5.Oktatás π-kötvények etilénben egymás után átfedő r-ao

A π-kötést a nem lombidizált P-AO oldalirányú átfedése során kialakított kötésnek nevezzük, mindkét oldalán az atommagjainak összekötő egyenes vonalától.

A szerves vegyületekben talált több kötés σ- és π-kötések kombinációja: kettős - egy σ- és egy π-, hármas - egy σ- és két π-kötés.

A kovalens kötés tulajdonságait olyan jellemzőkkel fejezzük ki, mint az energia, a hossz, a polaritás és a polarizálhatóság.

Kommunikációs energia- Ez az energia, amely a kommunikáció kialakulása vagy a két összekapcsolt atom elválasztásához szükséges. A kommunikációs szilárdság mércéje: annál nagyobb energiát, a kapcsolat erősebb (2.1. Táblázat).

Hosszabb kommunikáció- Ez a távolság a kapcsolódó atomok központjai között. A kettős kötés rövidebb, mint az egyetlen, és a hármas rövidebb, mint a kettős (lásd 2.1. Táblázat). A szénatomok közötti kapcsolatok különböző hibridizációs körülmények között általános mintázattal rendelkeznek -

2.1. Táblázat.A kovalens kapcsolatok fő jellemzői

a hibrid orbitális S-Orbital részesedésének növekedésével a kommunikáció hossza csökken. Például számos csatlakozó Propane CH3 CH 2CH 3, Propen CH 3CH \u003d CH 2, Propin CH 3 C \u003d CH kapcsolási hossz CH 3 -C 0,154; 0,150 és 0,146 nm.

A kommunikáció polaritása az elektronsűrűség egyenetlen eloszlása \u200b\u200b(polarizáció) miatt. A molekula polaritása kvantitatívan becsüli a dipólus pillanatának nagyságát. A molekula dipóleumaiból kiszámolhatja az egyes csatlakozások dipóleumait (lásd a 2.1. Táblázatot). Minél több dipólus pillanat, a poláros kapcsolat. A kommunikáció polaritásának oka a kötött atomok elektronikusságának különbsége.

Elektromosság ez jellemzi a molekulában lévő atom azon képességét, hogy valencia elektronokat tartson. Az atom elektrongativitásának növekedésével a távközlési elektronok oldalán lévő elmozdulás mértéke növekszik.

Alapján az értékek a kötés energia, az amerikai vegyész L. polarizáiás (1901-1994) javasolt mennyiségi jellemző relatív electronegability atomok (Pauling skála). Ebben a skála (sor), a tipikus Organogen elemek találhatók relatív elektronegativitási (az összehasonlítás két fém), az alábbiak:

A villamos energia nem az elem abszolút állandója. Ez függ a rendszermag hatékony töltésétől, a JSC hibridizációját és a szubsztituensek hatását. Például, a electronegability a szénatom található, egy állapotban SP 2 - vagy SP-hibridizációs magasabb, mint az állami SP 3-hibridizációs, amely kapcsolatban van egy arányának növekedése az S-orbitális a hibrid orbitális. Amikor az SP3-ból származó atomokat mozgatja - az SP 2-ben -, majd a sp.Hibridizált állapotban fokozatosan csökkenti a hibrid hossza orbitális (különösen abban az irányban, amely biztosítja a legnagyobb átfedés képződése során σ-kötés), és ez azt jelenti, hogy az ugyanabban a sorrendben, a maximális elektronsűrűség közelebb van a mag a megfelelő atom.

Nem poláris vagy szinte nem poláros kovalens kötés esetén a kötött atomok elektrektonozíciójának különbsége nulla vagy közel nulla. A kommunikáció polaritása növekszik az elektronikusságkülönbség növelésével. A 0,4-es különbséggel gyengén polárról beszélnek, több mint 0,5 - az erősen poláros kovalens kötvényekről és több mint 2.0 - az ion kommunikációról. A poláros kovalens kötvények hajlamosak a heterolitikus megszakításra

(Lásd 3.1.1).

A kommunikáció polarizálhatósága az elektronok kommunikációjának elmozdulását fejezi ki a külső hatáskör alatt elektromos mező, Beleértve egy másik reagáló részecskét. A polarizálhatóságot az elektron mobilitás határozza meg. Az elektrográfok mozogosabbak, annál inkább az atomok magjaiból származnak. A polarizálhatóság szerint a π-kötés szignifikánsan meghaladja a σ-kötést, mivel a maximális elektronsűrűség π-kötés a kötési magoktól távol van. A polarizabilitás nagyrészt meghatározza a molekulák reaktivitását a poláris reagensekkel kapcsolatban.

2.2.2. Donor-akceptor csatlakozások

Átfedő két egy elektronikus JSC - nem az egyetlen módja A kovalens kommunikáció kialakulása. Kovalens kötés alakítható ki az egyik atom (donor) két elektron orbitális (donor) kölcsönhatásában, a másik atom (akceptor) üres orbitállal. Az adományozók olyan vegyületeket szolgálnak fel, amelyek orbitalt tartalmaznak egy átlagos elektronokkal vagy π-mo. Gőzelektronok (N-elektronok, angol nyelvű hordozói). nem kötés)nitrogénatomok, oxigén, halogén.

Az elektronok villamos párjai fontos szerepet játszanak a vegyületek kémiai tulajdonságainak megnyilvánulásában. Különösen felelősek a vegyületek azon képességéért, hogy belépjenek a donor-elfogadó interakcióba.

A kommunikációs partnerek egyikének egy pár elektroni elektronjának kovalens kapcsolata donor-elfogadónak nevezik.

Az adományozó-elfogadó kötvény csak az oktatási módszerrel különbözik; A tulajdonságok szerint ugyanaz a kovalens kötés többi részével. Ugyanakkor az adományozó ugyanakkor pozitív díjat kap.

A donor-akceptor csatlakozások jellemzőek komplex vegyületek.

2.2.3. Hidrogénkötések

Hidrogénatom erősen elektrongatív elemhez (nitrogén, oxigén, fluoratom stb.) A másik, az azonos vagy más molekula elegendő elektrongatív atomjával kölcsönhatásba léphet. Ennek eredményeképpen a hidrogénkötés merül fel, ami egyfajta adományozó

elfogadó kommunikáció. Grafikailag hidrogénkötés általában három pontot jelöl.

A hidrogénkötés energiája kicsi (10-40 kJ / mol), és elsősorban az elektrosztatikus kölcsönhatás határozza meg.

Intermolekuláris hidrogénkötések Végezze el a szerves vegyületek szövetségét, például alkoholokat.

A hidrogénkötések befolyásolják a vegyületek fizikai (forralt és olvadását, viszkozitását, spektrális jellemzőit) és kémiai (sav-primer) tulajdonságait. Szóval, az etanol forráspontja c2 óra 5. OH (78,3 ° C) szignifikánsan magasabb, mint a dimetil-éter CH3 OCH3 (-24 ° C) molekulatömege, amely nem kapcsolódik a hidrogénkötések miatt.

A hidrogénkötések intramolekulárisak lehetnek. Az anionszalicilsav ilyen kapcsolata a savasság növekedéséhez vezet.

A hidrogénkötések fontos szerepet játszanak a nagy molekuláris vegyületek - fehér, poliszacharidok, nukleinsavak térbeli szerkezetének kialakulásában.

2.3. Konjugált rendszerek

A kovalens kötés lokalizálható és delokalizálható. A lokalizált kommunikációnak nevezik, amelyek elektronjai valójában a kötő atomok két magja között vannak osztva. Ha a kommunikációs elektron több mint két magra oszlik, a delokalizált kommunikációról beszélnek.

A delokalizált kapcsolat kovalens kötés, molekuláris orbitális, amely több mint két atomot tartalmaz.

A legtöbb esetben a delokalizált kapcsolatok π-kötvények. Ezek jellemzőek a konjugált rendszerekre. Ezekben a rendszerekben az atomok kölcsönös hatása speciális típusát - konjugáció.

Csatlakozás (Mesomeria, görög. mesos.- Medium) van összehangolása kapcsolatok és díjak egy igazi molekula (részecske), mint a tökéletes, de nem létező struktúrát.

A delokalizált p-orbitálok résztvevő két π-linkhez vagy több, vagy π-kötéshez és egy p-orbitállal. Ennek megfelelően π, π-konjugáció és ρ, π-konjugáció megkülönböztethető. A párosítási rendszer nyitható vagy lezárható lehet, és nemcsak szénatomokat, hanem heteroatomokat is tartalmazhat.

2.3.1. Nyílt párosítási láncú rendszerek

π,π - megoldás.A szénláncú π, π-konjugált rendszerek legegyszerűbb képviselője butadién-1,3-t szolgál (2.6. Ábra, A). A szén és a hidrogén atomjai, és ezért az összes σ-kötés a molekulában ugyanabban a síkban fekszik, lapos σ-csontváz kialakítása. A szénatomok SP 2-hibridizáció állapotában vannak. Az egyes szénatomok összesített R-AO-ja merőleges az σ-csontváz síkjára és párhuzamosan, ami előfeltétele az átfedéshez. Az átfedés nem csak a C-1 és C-2, C-3 és C-4 atomok P-AO, hanem a C-2 és C-3 atomok P-AO között is következik be amely az átölelő négy szénatom képződik. - A rendszer, azaz egy delokalizált kovalens kötés merül fel (lásd 2.6. Ábra, b).

Ábra. 2.6.A butadién-1,3 molekula atomi orbitális modellje

Ez tükröződik a molekulában lévő linkek hosszának megváltoztatásában. A C-1-C-2-2 kötési hossz, valamint a C-3-C-4 butadién-1,3, némileg megnövekedett, és a C-2 és C-3 közötti távolságot a hagyományos kettős és egyszeri kötvények. Más szóval, az elektron-delokalizációs folyamat a linkhosszak összehangolásához vezet.

Szénhidrogének S. nagyszámú A konjugált kettős csatlakozások gyakoriak a növényi világban. Ezek közé tartoznak például a sárgarépa, a paradicsom stb.

A nyitott párosítási rendszer tartalmazhat heteroatomokat. Példa nyitott π, π-konjugált rendszerek heteroatom láncokbanszolgálhat α, β-telítetlen karbonilvegyületeket. Például az Aldehid csoport az Acrolein CH-ban2 \u003d Ch-CH \u003d O a három SP 2-hibridizált szénatom és az oxigénatom konjugációs láncának tagja. Mindegyik atom hozzájárul egyetlen π rendszerhez egy P-Electron segítségével.

pN konjugáció.Ez a fajta konjugáció leggyakrabban a szerkezeti fragmentum -ch \u003d CH - X-t tartalmazó vegyületekben nyilvánul meg, ahol X jelentése heteroatom, amelynek vizes elektronja (első O vagy N). Ezek közé tartoznak például a vinil-éterek, amelyek molekuláiban a kettős kommunikáció kapcsolódása r- oxigénatom. A kétoldalas háromoldalas kommunikációt a két R-AO SP 2-flexizált szénatom és az egyik átfedésével alakítjuk ki r-Ao heteroatom egy pár és elektron.

A hasonló delokalizált három központi kommunikáció kialakulása a karboxilcsoportban áll rendelkezésre. Itt a csoport oxigénatomja C \u003d O és N-elektronjai π-elektronjai vesznek részt a konjugációban. A teljesen összehangolt linkekkel és töltésekkel rendelkező konjugátumrendszerek közé tartoznak a negatív töltésű részecskék, például az acetátion.

Az elektronsűrűség elmozdulásának irányát az ívelt nyíl jelöli.

Vannak más grafikai módszerek a konjugáció eredményeinek megjelenítésére. Így az acetát-ion (I) szerkezete azt feltételezi, hogy a töltést egyenletesen osztjuk szét mind az oxigénatomok (amint azt a 2.7. Ábrán látható), amely megfelel a valóságnak).

A (II) és (iii) struktúrákat használják rezonancia elméletek.Ebben az elmélet szerint igazi molekula Vagy egy részecskét egy bizonyos úgynevezett rezonáns szerkezetek halmaza, amelyek csak az elektronok eloszlásával különböznek egymástól. A konjugált rendszerek, a fő szerepet az a rezonáns hibridet készített szerkezetek különböző eloszlása \u200b\u200bπ-elektron sűrűség (a kétoldalas összekötő nyíl ezeket a struktúrákat egy speciális szimbólum az elmélet rezonancia).

A határérték (határ) struktúrák valóban léteznek. Azonban egyfokú vagy egy másik "hozzájárulnak" az elektronsűrűség valódi eloszlásába a molekulában (részecske), amely rezonáns hibridként jelenik meg, amely a végtisztítások átfedése (szuperpozíció) származik.

Ρ, π-konjugált karbonált rendszerekben a konjugáció egy szénatom jelenlétében, nem lombidizált p-orbital jelenlétében végezhető el. Ilyen rendszerek lehetnek köztes részecskék - BiBnáliák, karosszéria, szabad gyökök, például allilszerkezet. A szabad gyökös allil-fragmensek fontos szerepet játszanak a lipidek peroxid oxidációjának folyamatában.

Allyl Anion CH 2 \u003d CH-CH 2 sP 2-hibridizált C-3 szénatomos ellátás a teljes konjugátumhoz

Ábra. 2.7.Coona Group Elektronikus sűrűség Map Picillinben

rendszer két elektron, az Allyl radikális ch2 \u003d ch-ch 2+ - egy, és az Allyl karbochation ch2 \u003d ch-ch 2+ nem szállít semmilyen. Ennek eredményeképpen, amikor átfedik a három SP 2-hibridizált szénatomok P-AO-t, egy delokalizált három középpontú kötés van kialakítva, amely négy (a karbanionban), három (szabad gyökön) és két (karbochationban) egy elektron, illetve.

Formálisan az allil-kation C-3 atomja pozitív töltést hordoz, allilcsoportban - egy párványos elektron, és az allil-anionban - negatív töltés. Valójában az ilyen konjugált rendszerekben az elektronsűrűség delokalizációja (diszperzió) van, ami a linkek és díjak kiegyenlítéséhez vezet. A rendszerekben lévő C-1 és C-3 atomok egyenértékűek. Például az allil-kationban mindegyik pozitív töltést hordoz.+1/2 és az "egyórás" csatlakozással csatlakozik a C-2 atomdal.

Így a konjugáció jelentős különbséget eredményez az elektronsűrűség eloszlásában a valódi szerkezetekben a szokásos szerkezeti képletekkel ábrázolt struktúrákhoz képest.

2.3.2. Zárt párosítási áramköri rendszerek

A ciklikus konjugált rendszerek nagy érdeklődést mutatnak a növekvő termodinamikai stabilitású vegyületek csoportjaként, mint a konjugátumos nyitott rendszerekhez képest. Ezek a vegyületek olyan speciális tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek kombinációját egy általános koncepcióval kombinálják. aromásság.Ezek magukban foglalják az ilyen formálisan telítetlen vegyületek képességét.

a helyettesítés, nem csatlakozás, az oxidálószerek és a hőmérséklet hatásának ellenállása.

Az aromás rendszerek tipikus képviselői az arénák és származékai. Az aromás szénhidrogének elektronikus szerkezetének jellemzői nyilvánvalóan a benzolmolekula atomi orbitális modelljében nyilvánulnak meg. A benzol keret hat SP 2-hiperszedezett szénatomot tartalmaz. Minden σ-kötés (C-C és C - H) ugyanabban a síkban fekszik. A hat nem említett R-AO merőleges a molekula síkjára és egymással párhuzamosan (2.8. Ábra, A). Minden egyes r- de egyformán átfedhet két szomszédos r-. Ennek az átfedésnek köszönhetően egyetlen delokalizált π-rendszer következik be, amely a legnagyobb elektronsűrűség, amelyben a σ-csontváz síkja alatt és az összes ciklusú szénatomra vonatkozik (lásd 2.8. Ábra, b). A π-elektronsűrűség egyenletesen eloszlik a teljes ciklikus rendszeren, amelyet a cikluson belül egy kör vagy pontozott vonal jelez (lásd 2.8. Ábra, B). A benzolgyűrűben lévő szénatomok közötti kapcsolatok vannak ugyanolyan hosszú (0,139 nm), köztes az azonos és kettős kötés hossza között.

A kvantummechanikai számítások alapján azt találtuk, hogy az ilyen stabil molekulák kialakulásához lapos ciklikus rendszernek tartalmaznia kell (4n + 2) π-elektronokat, ahol n.\u003d 1, 2, 3, stb (hyukkel szabály, 1931). Ezekkel az adatokkal meghatározható az "aromásság" fogalma.

Vegyület aromás, ha lapos ciklussal és konjugátummal rendelkezikπ -Elektronikus rendszer, amely az összes ciklus atomot tartalmazza, és tartalmazza(4n.+ 2) π -elecrons.

A Hyukkel szabály minden olyan lapos kondenzált rendszerre vonatkozik, amelyekben nincs olyan atomok, amelyek gyakoriak, mint a

Ábra. 2.8.A benzol-molekula atomi orbitális modellje (hidrogénatomok elhagyása; magyarázat a szövegben)

két ciklus. Az ilyen vegyületek a kondenzált benzolmaggal, mint például a naftalin és mások, megfelelnek az aromásság kritériumainak.

A konjugátumrendszerek stabilitása. A konjugátum és különösen az aromás rendszer kialakulása egy energetikailag kedvező eljárás, mivel növeli az orbitális és a delokalizáció (diszperzális) átfedésének mértékét r-Elektronok. E tekintetben a konjugátum és az aromás rendszerek fokozott termodinamikai stabilitást mutatnak. Egy kisebb belső energiát tartalmaznak, és elsősorban alacsonyabb energiaszintet foglalnak el a nem kapcsolódó rendszerekhez képest. Ezen szintek különbségében lehetséges a konjugátumvegyület termodinamikai stabilitásának számszerűsítése, azaz azt megfelelő energia(Delokalizációs energia). A butadiene-1.3 esetében kicsi és körülbelül 15 kJ / mol. A konjugátum áramkörének hosszának növelése, a párosítási energia és a vegyületek termodinamikai stabilitása növekszik. A benzol párosítási energiája sokkal nagyobb, és 150 kJ / mol.

2.4. A szubsztituensek elektronikus hatásai 2.4.1. Induktív hatás

A poláris σ-kötés a molekulában a legközelebbi σ-kötvények polarizációját eredményezi, és a szomszédos atomok részleges díjainak megjelenését eredményezi *.

A szubsztituensek nemcsak a "saját", hanem a szomszédos σ-linkek is okoznak polarizációt. Az atomok hatásának ilyen típusát induktív hatásnak nevezik (/ -efektív).

Induktív hatás - A szubsztituensek elektron hatása az elektronok σ-linkek elmozdulása következtében.

A σ-kötés gyenge polarizálhatósága miatt az induktív hatás három vagy négy kapcsolatot elhalványul a láncban. Akciója a legerősebben nyilvánul meg a szénatomhoz képest, a szomszédos, amelyben a helyettes található. A szubsztituens induktív hatásának irányát kvalitatív módon becsüljük a hidrogénatommal való összehasonlítva, amelynek induktív hatását nulla lehet elfogadni. Grafikailag az eredmény / --- hatást egy nyíl mutatja, amely egybeesik a Valence Dash pozíciójával, és a széle irányítja az elektrongatív atom felé.

/ban ben\\erősebb, mint a hidrogénatom, manifesztnegatívinduktív hatás (- / - hatás).

Az ilyen szubsztituensek általában csökkentik a rendszer elektronikus sűrűségét, ezeket hívják elektron-elektroceptor.Ezek közé tartozik a legtöbb funkcionális csoport: Ó, NH2, COOH, NO 2 és kationos csoportok, például -NH3+.

Helyettes, váltás a hidrogénatom elektronikus sűrűségéhez képestσ - A lánc szénatomja felé való kommunikáció, manifesztákpozitívinduktív hatás (+/- hatás).

Az ilyen szubsztituensek növelik az elektronsűrűségét a láncban (vagy gyűrűben), és hívják elektron donor.Ezek közé tartoznak az SP 2-hibridizált szénatomon, és az anionos központok, amelyekben feltöltött részecskékben, -.

2.4.2. Mesométer-hatás

Az elektronikus hatás átvitelében konjugált rendszerekben a fő szerepet a delokalizált kovalens kötések π-elektronjai játsszák. A delokalizált (konjugátum) π-rendszer elektronsűrűségének elmozdulásában megnyilvánuló hatását mezomer (M-hatás) vagy a konjugációs hatásnak nevezik.

A mezomer hatás a szubsztituensek elektronikus hatásának átadása a konjugátumrendszerrel.

Ugyanakkor a helyettes maga a konjugátumrendszer tagja. Befejezhető a konjugációs rendszerhez vagy π-kötéshez (karbonil, karboxilcsoport stb.), Vagy vizes heteroatom (amino- és hidroxilcsoport) vizes elektronjához, vagy egy üres vagy egy elektron R-AO-val.

A szubsztituens, növekvő elektronsűrűség a konjugált rendszerben, mutatjapozitívmesomer hatás (+ M-hatás).

Az M-hatás szubsztituensekkel rendelkezik, beleértve az atomok, amelyek értelmetlen elektronmár (például egy aminocsoport egy anyanyelvű molekulában) vagy teljes negatív töltéssel rendelkeznek. Ezek a szubsztituensek képesek

az elektronok átadásához az összes konjugált rendszerbe, azaz azok elektron donor.

Helyettes, csökkenti az elektronsűrűség a konjugált rendszerben, kiállításoknegatívmesométer hatás (-m- hatás).

A konjugált rendszer M-hatásának oxigén vagy nitrogénatomjai kettős kötéssel rendelkeznek egy szénatommal, amint azt az akrilsav és a benzaldehid. Ilyen csoportok elektron-elektroceptor.

Az elmozdulás a elektronsűrűség jelöli az ívelt nyíl, a kezdete, amely azt mutatja, amely R- vagy π-elektronok tolódnak, és a végén a kötés vagy amelyhez kiszorított. A mezomer hatás, ellentétben az induktív, a konjugált kapcsolatok rendszerének megfelelően továbbítódik sokkal nagyobb távolságra.

A szubsztituensek hatásának értékelése során az elektronsűrűség a molekulában a molekulában kell figyelembe venni, figyelembe kell venni az induktív és mezomer hatások eredményét (2.2. Táblázat).

2.2. Táblázat.Egyes szubsztituens elektronikus hatásai

A szubsztituensek elektronikus hatásai lehetővé teszik, hogy minőségi értékelést biztosítson az elektronsűrűség eloszlásáról a nem megfelelő molekulában, és megjósolja tulajdonságait.

Ez a lecke segít abban, hogy megkapja a "kovalens kötés szerves vegyületekben" című témáját. Emlékszel a kémiai kapcsolatok természetére. Döntse el, hogy kovalens kötés alakul ki, ami e kapcsolat alapja. Ebben a leckében a Lewis-formulák elkészítésének elvét is figyelembe veszik a kovalens kötés jellemzői (polaritás, hossz és szilárdság), az A. Butlerova elméletét ismertetjük, leírja, hogy egy ilyen induktív hatás.

Téma: Bevezetés szerves kémia

Lecke: Kovalens kötés szerves vegyületekben.

Kommunikációs tulajdonságok (polaritás, hossz, energia, orientáció)

A kémiai kötés elsősorban elektrosztatikus. Például egy hidrogénmolekula két atomból van kialakítva, mivel két elektron van energetikusan előnyös a két mag (proton) vonzerejének területén. Ez az állapot egy H 2 molekula formájában kevesebb energiával rendelkezik két különálló hidrogénatomhoz képest.

A legtöbb szerves anyagok Tartalmaz.

Oktatásra kovalens kommunikáció Két atom között minden atom általában biztosítja egy elektron teljes használata.

Az egyszerűsített modell két elektron közelítést használ, azaz Minden molekula a hidrogén molekulára jellemző két elektronikus kapcsolat összegzésére épül.

Az elektromos díjak (Culon Law) kölcsönhatásának törvénye alapján az elektronok nem tudják zárni az elektrosztatikus repulzió hatalmas erejét. De a törvények szerint kvantummechanika, Az ellentétes irányú pörgetésekkel rendelkező elektronok kölcsönhatásba lépnek egymással, és elektronikus párot képeznek.

Ha egy kovalens kötést egy pár elektronként jelölünk, akkor egy másik típusú írást kapunk az anyag képletéről - az elektronikus képlet vagy formula Lewisa

(Amer. J. Lewis, 1916). Ábra. egy.

Ábra. 1. Formulák Lewis

A szerves molekulákban nem csak egyetlen kötés, hanem még kettős és háromszoros. A Lewis formuláiban két vagy három pár páros elektronot jelölnek. Ábra. 2.

Ábra. 2. Kettős és hármas kapcsolatok megjelölése

Ábra. 3. Kovalens NE. poláris kommunikáció

A kovalens kapcsolat fontos jellemzője annak polaritás. Az azonos atomok közötti kommunikáció, például hidrogénmolekulában vagy az etánmolekulában lévő szénatomok közötti kommunikáció notolar - Benne az elektronok mindkét atomhoz tartoznak. Lásd az 1. ábrát. 3.

Ábra. 4. Kovalens Polar Kommunikáció

Ha egy kovalens kötést különböző atomok alkotnak, az elektronok elektront atomra tolódnak. Például a klorid molekulában az elektronok a klóratomra tolódnak. Az atomok kis részleges díjak merülnek fel, amely D + és D-. Ábra. Négy.

Minél nagyobb a különbség az atomok elektrongabilitásának, a poláros kommunikációnak.

A molekulában lévő atomok kölcsönös hatása arra a tényre vezet, hogy az elektron elmozdulás előfordulhat, még akkor is, ha ugyanazok az atomok között vannak.

Például az 1,1,1-trifluor-etán CH3 CF 3 elektrongatív fluoratomban "húzza meg" az elektronsűrűséget a szénatomból. Gyakran a Valent Dash helyett a nyíl jelöli.

Ennek eredményeképpen a fluoratomokhoz kapcsolódó szénatom az elektronsűrűség hiánya van, és a Valence elektronokat magára húzza. Az elektronikus sűrűség ilyen elmozdulása a kapcsolati áramköröna szubsztituensek induktív hatása. Ábra. öt.

Ábra. 5. Az elektronsűrűség elmozdulása 1,1,1-trifluor-etánban

A kommunikáció hossza és ereje

A kovalens kötés fontos jellemzői a hossz és az erő. A legtöbb kovalens kötés hossza 1 * 10-10 m és 2 * 10-10 m vagy 1 és 2 között van Angstromokban (1 A \u003d 1 * 10-10 m).

A kommunikációs ereje az energia, amelyet meg akarsz tölteni, hogy megtörje ezt a kapcsolatot. Általában 1 mol vagy 6,023 * 10 23 csatlakozást vezet. Lásd a táblázatot. egy.

Egyszerre úgy vélték, hogy a molekulákat a papír síkban fekvő szerkezeti képletek ábrázolhatják, és ezek a képletek tükrözik, szinte tükrözik a molekula valódi szerkezetét. De a 19. század közepén kiderült, hogy nem volt. Először is erre a következtetésre jutott, ahogy azt mondtam az előző órákon, akkor még mindig hallgatói Vant-Hoff. És egy kiemelkedő francia biológus és pasztőr kémikus kísérlete alapján tette.

Az a tény, hogy a PRUDER a Wiccye Sók tanulmányozásában történt. És szerencsés. A borsav vegyes sójának kristályosítása, amelyet a mikroszkóp alatt fedeztek fel, általában kiderül, hogy egy sor pontosan ugyanaz, nagyon szép kristályok. De ezek a kristályok könnyen megoszthatók két csoportba, amelyek nem kompatibilisek egymással, nevezetesen: minden kristály két részre oszlik, amelyek közül az egyik a másik tükör visszaverődése.

Így először nyitott optikai vagy tükör volt ,. A PROLDER a mikroszkóp alatt manuálisan csípte őket, hogy megoszthassa ezeket a kristályokat, és megállapította, hogy minden kémiai tulajdonságok Gyakorlatilag egybeesik. Csak egy dolog nem egyezik fizikai tulajdonságNevezetesen: az egyik típusú kristályok és más típusú kristályok tükrözése különböző módon elforgatta a fények polarizációjának síkját.

Ábra. 6. Modellek Molekula metán

Annak érdekében, hogy ismertesse az eredményeket Pasteur kísérletek Szeretne-Hoff azt javasolta, hogy szénatom mindig nem sík környezet, és ez nem egy sima környezet sem közepén, sem a szimmetria sík. Ezután a molekula 4 másik különböző fragmenséhez csatlakoztatott szénatom nem azonos magukkal, tükör szimmetriával kell rendelkeznie. Ezután az volt, hogy a Vant-Hoff javasolta a szénatom tetrahedral szerkezetét. Az optikai izomeria ezt a feltételezést követte. Ennek eredményeképpen meg lehetett magyarázni a szerves vegyületek térbeli szerkezetét. Ábra. 6.

De a tudósok találkoztak egy másik rejtélyt, ami még nem engedélyezett. A tény az, hogy a természetben szerves vegyületek, amelyek képződnek valóban szerves élő anyagok, mint általában, tartalmaznak levors, vagyis a síkja a polarizáció a tompított fény, aminosavak és repriser cukrok. Míg bármilyen szerves szintézis esetén ilyen izomerek keverékét meg kell szerezni.

A vadon élő állatok ilyen szelektivitásának oka eddig nem világos. De ez nem akadályozza meg a tudósok számára, hogy továbbra is szintetizálják az új szerves vegyületeket, és vizsgálják meg tulajdonságaikat.

A síkon levont formulákban az atomok terjedelmének térbeli elrendezése nem tükröződik. Azonban az egyszeri kapcsolatokkal ellátott molekulákban lévő szénatom tetrahedral szerkezete az optikai izomerizmus létezéséhez vezet

A lecke összegzése

Megkapta a "kovalens kötés szerves vegyületek" témáját. Emlékeztél a kémiai kapcsolatok természetére. Megtanulták, hogy kovalens kötés alakul ki, ami e kapcsolat alapja. A Lewis-formulák építésének elvét tekintették. Megtanultak egy kovalens kötés (polaritás, hossz és erő) jellemzői, amely induktív hatás.

Bibliográfia

1. Rudzitis G.E. Kémia. Alapok Általános kémia. 10. osztály: Általános oktatási intézmények bemutatói: Alapszint / G. E. Rudzitis, f.g. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Megvilágosodás, 2012.

2. Kémia. 10. fokozat. Profilszint: Tanulmányok. Általános oktatásra. Intézmények / V.V. Eremin, n.e. KUZMENKO, V.V. LUNIN et al. - M.: Drop, 2008. - 463 p.

3. Kémia. 11. fokozat. Profilszint: Tanulmányok. Általános oktatásra. Intézmények / V.V. Eremin, n.e. KUZMENKO, V.V. Lunin és mások. - M.: Drop, 2010. - 462 p.

4. Homchenko G.p., Khomchenko I.G. Kémiai feladatok gyűjtése az egyetemek belépéséért. - 4. ed. - M.: RIA " Új hullám": Demolekov kiadója, 2012. - 278 p.

Házi feladat

1. № 12, 15 (11. o.) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kémia: Szerves kémia. 10. osztály: Általános oktatási intézmények bemutatói: Alapszint / G. E. Rudzitis, f.g. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Megvilágosodás, 2012.

2. Készítsük el a C 2H6 etán szerkezeti és elektronikus formulát, Etene 2H4-el, propán 3 órán át.

3. Adjon példákat a szervetlen kémiából, amely azt mutatja, hogy a molekulában lévő atomok befolyásolják egymást és tulajdonságaikat.

A szerves vegyületek reaktivitása a kémiai kötések típusának és a molekulában lévő atomok kölcsönös hatásának köszönhető. Ezeket a tényezőket viszont az atomi pályák (AO) kölcsönhatása határozza meg.

Az a tér egy része, amelyben az elektron megtalálásának valószínűsége az atomi orbitálisnak nevezhető.

A szerves kémia során széles körben alkalmazzák a szénatom és más elemek hibrid orbitáljait. Az orbitális hibridizáció fogalma szükséges azokban az esetekben, amikor a párosított elektronok száma az atom fő állapotában kisebb, mint az általa kialakított kapcsolatok száma. Feltételezik, hogy a különböző atomi orbitális energia egymással kölcsönhatásba lép egymással az azonos energiájú hibrid orbitálok kialakulásával. A nagy átfedések miatt hibrid orbitálok biztosítják a nem említett orbitálnál erősebb kapcsolat kialakulását. Az orbitális számtól függően a hibridizációba bevitt szénatom lehet háromféle hibridizációban:

1. Első Valence State, SP3 hibridizáció (tetrahedral)

A gerjesztett szénatom (egy 2-es és három 2p) négy AO lineáris kombinációjának (keverés) eredményeként négy egyenlő SP3-hibrid orbitális létezik, amely a tetraéder tetejére irányul a tetrahedron tetejére 109.5. Az űrlapon a hibrid orbitális az ömlesztett nyolcat képviseli, amelynek egyik terheje sokkal más.

2. Második valencia, SP2 - hibridizáció (háromszög)

Ez egy 2-es és két 2p atomi pályák elmozdulása következtében következik be. Három SP 2-hibrid orbitálokat alakítottak ki, ugyanabban a síkban helyezkednek el, 120 szögben? Egymásnak, és nem említett P-AO - a merőleges síkban. Az SP 2 állapotban - a szénatom hibridizációja az alkének, karbonil- és karboxilcsoportok molekuláiban van

3. Harmadik Valenny State, SP - hibridizáció

Egy 2-es és egy 2P JSC keverése következtében keletkezik. A két SP hibrid orbitálok lineárisan, és két p-p-p-p-orbitálok két egymástól merőleges síkban. Az SP hibrid állapotban lévő szénatom alkin- és nitrilmolekulákban van

Háromféle kötésű kötvények, amelyek összekapcsolják az egyes elemeket a vegyületben elektrosztatikus, kovalens és fém.

Az elektrosztatikus elsősorban ioncsatlakozás, amely akkor következik be, amikor egy atom egy másik elektronot vagy elektronot továbbít, és a kapott ionokat egymáshoz vonzzák.

A szerves vegyületek esetében a kovalens kötéseket jellemzik. A kovalens kötés kémiai kötés, amelyet a hozzájuk tartozó atomok elektronikussága alkot.

A kovalens kötvény kvantum-mechanikus leírásához két fő megközelítést alkalmaznak: a valencia-kapcsolatok (nap) módszere és a molekuláris orbitálok (MO) módszere. Kémiai kovalens molekula

A Nap Módszerének szívében egy ötlet az elektronok párosítására, amikor az atomi pályák átfedik. Az általánosított pörgekkel ellátott elektronikus párok egy olyan régiót képeznek, amelynek megnövekedett elektronsűrűségű, mindkét rendszermagot vonzza a két atom magja között. Van egy két-elektron kovalens kötés. A Nap módszer szerint az atomi orbitálok megtartják az egyéniségüket. Ezért mindkét párosított elektronok a kapcsolódó atomok atomi orbitálokon maradnak, azaz a magok között lokalizálódnak.

Az elektronikus elmélet (Lewis) fejlődésének kezdeti szakaszában egy kovalens kapcsolat ötlete, mint egy közös elektronpár volt. A különböző atomok tulajdonságainak magyarázata érdekében bizonyos számú kovalens kötést fogalmaztak meg az oktett szabályra. Elmondása szerint, amikor molekulákat alkotnak az atomokból 2 periódus időszakos rendszer Di. A Mendeleev a külső héj kitöltése stabil 8m elektronikus rendszer (inert gázhéj) képződésével. Négy elektronikus pár kovalens kötéseket vagy sérülékeny elektronikus párok formájában alakulhat ki.

A harmadik és a későbbi időszakok elemeire való áttéréskor az oktet elveszíti erejét, mivel a D-orbitális energia energiái megjelennek. Ezért a magasabb időszakok atomjai többet képezhetnek, mint a kovalens kötvények. Lewis O. feltételezései. kémiai kötés Mivel az átfogó elektron pár volt tisztán kvalitatív.

Szerint a MO módszer, az elektron kommunikáció nem lokalizálódik csak AO bizonyos atomok, de található a MO, képviselő lineáris kombinációja atomi pályák (LCAO) az összes alkotó atomok a molekula. A képződött Mo-k száma megegyezik az átfedő JSC-vel. A molekuláris orbitál általában multi-Center Orbital és töltő elektronjai delokalizálódnak. A MO elektronok kitöltése Pauli elvének megfelelően történik. Mo, amelyet az atomi pályák hullámfunkcióinak hozzáadásával nyert, és alacsonyabb energiával, mint a JSC kialakítása, úgynevezett kötődés. Az elektrontok megtalálása ezen az orbitállal csökkenti a molekula teljes energiáját, és biztosítja az atomok kötődését. MO S. nagy energiaA levonó hullámfunkciókat a szakadásnak nevezik (kötődés elleni). A szakadó orbitállal, a valószínűsége, hogy az elektronok közötti elektronok közötti találat nulla. Ez az orbitális üres.

A kötés és a szakadás mellett még mindig nem rendelkező, n-mo. Ezek a JSC részvételével vannak kialakítva, amely egy pár olyan elektronot hordoz, amelyek nem vesznek részt a kommunikáció kialakulásában. Az ilyen elektronokat még mindig szabad vizes gőzökkel vagy n-elektronokkal (nitrogénatomok, oxigén, halogén) nevezik.

A kovalens kötések kétféle típus: y- (sigma) és p- (pi) kommunikáció.

az U-kötés egy (S-, P- vagy hibrid köpő orbiták tengelyirányú átfedése), az átfedés maximális elhelyezkedésével, a kötő atomok rendszermagjának összekötő egyenes vonalán.

A módszer szerint az U-átfedés két mo kialakulásához vezet: kötés Y-Mo és Tearsing y * -mo.

az R-Bond a P-AO oldalirányú (oldalirányú) átfedéseiben kialakított kötés, az elektronsűrűség legnagyobb elektronsűrűségének helyével az atomok magját összekötő egyenes vonal mindkét oldalán. Az eljárás szerint a MO eredményeként egy lineáris kombinációja két P-AO, egy kötő p-mo és szakítási p * -Mo képződik.

A kettős kötés az U-, folyók és hármas egy y és két folyó kombinációja.

A kovalens kötés fő jellemzői az energia, a hossz, a polaritás, a polarizabilitás, az irány és a telítettség.

A kommunikációs energia a kapcsolat kialakulásában felszabaduló energia mennyisége, vagy két összekapcsolt atom elválasztásához szükséges. Minél több energiát, annál erősebb a kapcsolat.

A kommunikációs hossz a kapcsolódó atomok központja közötti távolság. A kettős kapcsolat rövidebb, mint ugyanaz, és a hármas rövidebb, mint a kettős.

A kommunikáció polaritását az elektronsűrűség egyenetlen eloszlása \u200b\u200b(polarizáció) határozza meg, amelynek oka a kötött atomok elektronegatesége különbségében. A kötött atomok elektrokabilitásának növekvő különbségével a kommunikáció polaritása nő. Így lehetséges átmenet a nem poláris kovalens kötésből a polároson keresztül Ion kommunikáción keresztül. A poláros kovalens kötvények hajlamosak a heterolitikus megszakításra.

A kapcsolat polarizálhatósága a kommunikációs elektronok elmozdulásának mértéke egy külső elektromos mező hatása alatt, beleértve a másik reagáló részecskét. A polarizálhatóságot az elektron mobilitás határozza meg. Az elektrográfok mozognak, annál tovább a magokból származnak.

Az organogén (szén, nitrogén, oxigén, kén, halogének) az oktatásban, a kapcsolat energikusan jövedelmezőbb, hogy részt vegyen a hibrid orbitálok, amelyek hatékonyabb átfedésben vannak.

A két egy elektronikus AO átfedése nem az egyetlen módja annak, hogy kovalens kötést képezzen. Kovalens kötés alakítható ki, ha egy betöltött kételektron-orbitális (donor) egy üres orbitális (akceptor). Az adományozók olyan vegyületeket szolgálnak fel, amelyek orbititét tartalmaznak, átlagos elektronokkal vagy p-mo. Az egyik atom elektronikus párja által létrehozott kovalens kötést donor-elfogadónak vagy koordinációnak nevezik.

A donor-akceptor kommunikáció számos poláros kapcsolatot kínál. Például egy nitro-csoportban, egyidejűleg egy kovalens kötés kialakulása miatt a kapcsolódó atomok nitrogénelektronok értelmetlen párja miatt, ellentétek a töltési jelből. Az elektrosztatikus vonzerőnek köszönhetően egy ioncsatlakozás következik be. A kovalens és ionkapcsolat keletkező kombinációját félig-olélkötésnek nevezik. A donor-elfogadó kötés jellemző az intervervegyvegyületekre. A donor típusától függően az N- vagy R-komplexek eltérnek.

Az erősen elektroniatommal (N, O, F) társuló hidrogénatom egy elektronolyos atom, és képes kölcsönhatásba lépni egy másik, egy másik erősen elett-negatív atompárral, amely ugyanolyan vagy egy másik molekulában van. Ennek eredményeképpen keletkezik a hidrogénkötés. A grafikailag hidrogénötést három pont jelzi.

A hidrogénkötés energiája kicsi (10-40 kJ / mol), és elsősorban az elektrosztatikus kölcsönhatás határozza meg.

Az intermolekuláris hidrogénkötések a szerves vegyületek szövetségét okozzák, ami az alkoholok forráspontjának növekedéséhez vezet (T? KIP. C 2H 5OH \u003d 78,3 ° C; t? Ki. CH3 OCH 3 \u003d -24 c) , karbonsavak És sok más fizikai (t? Pl, viszkozitást) és kémiai (sav-primer) tulajdonságokat.

Belső molekuláris hidrogénkötések fordulhatnak elő, például szalicilsavban, ami a savasság növekedését eredményezi.

Az etilén molekula lapos, a H-C-H közötti szög 120? P. A P-P - kettős kötés megszakítása és a megmaradt SP 2 - a kommunikáció körüli forgatáshoz jelentős energiát kell eltölteni; Ezért a kettős kötés körüli forgás nehéz, és esetleg a cisz-, transz-izomerek létezése.

A kovalens kötés csak akkor jelentkezik, ha az elektrotikus atomokhoz való kötődéshez kötődik. Az elektronvegyületeknél a kovalens kötés sűrűsége egy elektrongatív atom felé tolódik. Az ilyen kapcsolat polarizált. A polarizáció nem korlátozódik egy Y-Bondra, hanem a lánc felett van, és a részleges díjak megjelenését eredményezi (Y)

Így az "X" szubsztituens nemcsak az Y - csatlakozással jár, hanem a szénatommal való kapcsolódás, hanem az effektus (manifesztek hatása) és a szomszédos kommunikáció átadása. Ezt a fajta elektronikus befolyást induktívnak nevezik, és J.

Az induktív hatás a szubsztituens elektronikus hatásának átadása a kapcsolat áramkörébe.

A szubsztituens induktív hatásának irányát minőségi szempontból értékelni kell a hidrogénatommal való összehasonlítást, amelynek induktív hatását 0-ban fogadják el (a C-H csatlakozás szinte nem polárisnak tekintik).

A kapcsolat elektronsűrűségét vonzó szubsztituens képviselők erősebbek a hidrogénatomnál, negatív induktív hatást mutatnak. Ha összehasonlítjuk a hidrogénatomot, akkor az Y szubsztituens növeli az elektronsűrűség a láncban, majd pozitív induktív hatású, + i. A grafikailag induktív hatását egy nyíl mutatja, amely egybeesik a Valence Dash pozíciójával, és a széle az elektrongatív atom felé irányul. Az alkilcsoportok, a fémek atomjai, anionok hatással vannak. A legtöbb szubsztituens -i hatással van. És minél magasabb, annál nagyobb az atom elektronozíciója, amely kovalens kötést képez szénatommal. A telítetlen csoportok (kivétel nélkül) -i hatással vannak, amelynek értéke növekszik a növekvő kapcsolatokkal.

Az induktív hatás a kommunikáció gyenge polarizálhatósága miatt három vagy négy Y-kötéssel elhalványul a láncban. Működése leginkább az első két szénatomban van a helyettesítőhöz.

Ha a molekula konjugátum kettős vagy hármas kötéssel rendelkezik, a konjugáció (vagy mezomer hatás, m-hatás) hatása következik be.

A konjugáció hatása a szubsztituens elektronikus hatásának átadása az R - kötvényrendszeren keresztül. A konjugált rendszer elektronsűrűségét növelő szubsztituensek pozitív hatással vannak a konjugációra, + M-hatásra. + M-hatások olyan anyagokat tartalmazó szubsztituensek, amelyek atomokat tartalmaznak egy értelmetlen elektronokkal vagy teljes negatív töltéssel. A szubsztituensek, a konjugált rendszerből származó elektronsűrűség késleltetése, a konjugáció negatív (mezomer) hatása, -m-hatás. Ezek közé tartoznak a telítetlen csoportok és a pozitívan feltöltött atomok. Az általános elektronikus felhő az M-hatás hatása alatt történő újraelosztása (offset) grafikusan ábrázolja az ívelt nyilak, amelynek kezdete azt mutatja, hogy a P-vagy P-elektronok eltolódnak, és a vége - a kapcsolat vagy egy atom eltolódnak

A mezomer hatás (konjugációs hatás) a konjugátumkapcsolatok rendszerén keresztül továbbítódik szignifikánsan nagy zavarokat.

A kovalens kötés polarizálható és delokalizálható.

Lokalizált kovalens kötés - távközlési elektronok osztva a kötő atomok két magja között.

A delokalizált kapcsolat kovalens kötés, molekuláris orbitális, amely több mint 2 atomot tartalmaz. Szinte mindig p - kommunikáció.

A konjugáció (mezomerium, mesos - tápközeg) a kötések és töltések igazításának jelensége egy valós molekulában (részecske), összehasonlítva egy valós, de nem létező struktúrához képest.

Az elmélet a rezonancia egy valós molekula vagy részecske által leírt egy sor bizonyos, úgynevezett rezonáns szerkezete különbözik egymástól csak a eloszlása \u200b\u200belektronsűrűség.

Küldje el a jó munkát a tudásbázisban egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

A diákok, a diplomás hallgatók, a fiatal tudósok, akik a tudásbázisokat használják tanulmányaikban és munkájukban, nagyon hálásak lesznek.

általa megosztva http://allbest.ru.

1. A szén-nukleáris orbitálok hibridizálása

Atomi orbitális - Ez egy olyan funkció, amely leírja az elektronikus felhő sűrűségét az Atom rendszermag minden egyes pontján. Az elektronikus felhő olyan tér terület, amelyben az elektron nagy valószínűséggel kimutatható.

A szénatom elektronikus szerkezetének és az elem valenciájának összehangolása érdekében ötleteket használunk a szénatom gerjesztéséről. Egy normál (megnövekedett) állapotban a szénatom két párosítást tartalmaz 2 r 2 -Elektron.

Az izgatott állapotban (az energia felszívásakor) az egyik 2 s. 2 -Elektronok ingyenesen mennek r-bitékenység. Ezután négy párosítatlan elektron jelenik meg a szénatomban. A második oldalon energia szint Kivéve 2. s.- három 2 r. Ezek a 2 r-Evubitals van egy ellipszoid hasonló formában súlyzók, és úgy orientáltak térben szögben 90 ° egymással. 2. r-Ekrubitálok 2. r h., 2r y. és 2 r z. A tengelyek szerint, amelyeken ezek az orbitálok találhatók.

A kémiai kötések kialakításában az elektronikus orbitálok ugyanazt az űrlapot kapják meg.

Tehát a szénhidrogének korlátozása egyedül keveredik s.-Bitékeny és három r-Evuboli szénatom, négy azonos (hibrid) képződésével s.r 3 -borbital:

Ez - s.r 3-hibridizáció.

Hibridizáció - az atomi pályák összehangolása (keverés) s. és r) az új atomi orbitálok kialakulásával hibrid orbitálok.

Tetrahedron (szögek \u003d 109 ° 28?

s.r 2 -Hibridizáció - összekeverjük s.- és kettő r-Endubitals. Ennek eredményeképpen három hibrid alakul ki. s.r 2 - Uram.

Ezek s.r 2 Az ajánlattétel ugyanabban a síkban található (tengelyekkel h., w.), És célja a háromszög csúcsai szöge között a pályák 120 °.

Nem említett r- a három hibrid síkjára merőleges s.r 2--bital (orientált a tengely mentén z.).

Felső fele r- A sík felett helyezkednek el, az alsó fele a sík alatt van.

Egy típus s.r 2 A szén hibridizáció kettős kötésvegyület:

C \u003d C, C \u003d O, C \u003d N.

Ezenkívül csak az egyik kötés két atom (például c \u003d c) között lehet-e. (Az egyéb kötelező orbitális atomok ellentétes pártokba irányulnak.)

A második kapcsolat az átfedő nem libridek következtében alakul ki r-Kitalok az atomok magjai összekötő vonal mindkét oldalán.

Kovalens kötés az oldalsó átfedéssel r- a szomszédos szénatomok, az úgynevezett pi ( r) - Kommunikáció .

s.r-Hibridizáció s.- és egy r s.r-Endubitals. s.r- Az exszorbiták ugyanazon a vonalon (180 ° -os szögben) helyezkednek el, és a szénatom-kernel ellentétes oldalára irányulnak. Kettő r w.- Kommunikáció. A képen s.r- a tengely mentén jelennek meg y.és nem említett kettő r-Evubitaly a tengelyek mentén h. és z..

Hármas szén-szén-dioxid-szén kapcsolat az átfedésből származó kötésből áll sp.-Hybrid orbitálok és két r-kapcsolat.

2. A hidrogénatomok elektrofilcsere reakciója egy benzolban

1. Halogénezési reakció. A benzolgyűrű halogénezésének reakcióját katalizátorok (leggyakrabban vas vagy alumíniumhalogén) jelenlétében végezzük. A katalizátor szerepe egy nagyon polarizált komplexum kialakulásában áll, halogén: képlet. A klóratom bal oldalán a komplexben a klóratom bal oldalán a Cl-CL-csatlakozás polarizációjának eredményeképpen telíthető, és képes kölcsönhatásba lépni a nukleofil reagensekkel (ebben az esetben benzolban):

d - A komplex törli a protont, és szubsztitúciós termékre (klór-benzol) alakul ki. A proton kölcsönhatásba lép a C - az alumínium-klorid regenerálásával, hidrogén-kloridot képezve:

A halogén, a di- és polihedrális szubsztituált felesleges, a benzolban lévő összes hidrogénatom teljes helyettesítéséhez.

Az aromás kernel közvetlen jódizálását nem lehet elvégezni a jód kis reaktivitása miatt. Az aromás szénhidrogének közvetlen fluorinálása olyan erőteljesen áramlik, hogy a termékek összetett keverékét képezzük, amelyben a cél fluorszármazékokat kis mennyiségben tartalmazzák. A halogén-alkil-benzol-halogén reakció végrehajtásának feltételeitől függően a benzolgyűrűben lévő hidrogénatomok ("hideg" lewis savak jelenlétében) vagy az oldalláncban (melegítéskor vagy fényben). Az utóbbi esetben a reakció követi a szabad gyökös mechanizmust, például az alkáni szubsztitúció mechanizmusát.

2. Szerelési reakció. A benzol lassan reagál koncentrált salétromsavval. A törzskamat jelentősen növekszik, ha a nitrálás reakcióját koncentrált nitrogén- és kénsavak elegyével végezzük (általában 1: 2 arányban); Ezt a keveréket szálnak nevezzük.

A folyamat akkor következik be, ha a kénsav erősebb, protonálja a salétromsavat, és a kapott protonált részecskék vízbe bomlik vízbe és az aktív elektrofil reagens - nitronium-kation (nitronium kation).

A benzol-nitrálás reakciója az elektrofil szubsztitúció reakciója és ionos. Kezdetben a p-elkötelezettség kialakulása következtében a benzolgyűrű elektronjának kölcsönhatása következtében a nitronikus kation pozitív feltöltött részecske.

Ezután az R-komplexum átmenete az U-komplexben történik. Ugyanakkor két p-elektoron hat hatodik a kovalens kommunikáció C-NO2 + képződéséhez. A fennmaradó négy -elektronok a benzolgyűrű öt szénatomja között vannak elosztva. Az instabil szénhidrát formájában-komplexben alakul ki.

A HSO4 ion hatása alatt instabil a protonot a nitro-benzol aromás szerkezetének képződésével.

3. Szulfonációs reakció. A Sulfo-csoport benzolgyűrűbe történő bevezetésénél füst kénsavat alkalmazunk, vagyis a kén-anhidridet (SO3) feleslegét tartalmazó. Az elektrofil részecske SO3. Szulfónia mechanizmus aromás vegyületek Tartalmazza a következő szakaszokat:

4. Alkilezési reakció Friedel Korfest szerint.A katalizátor (általában alcl3) szerepe ebben a folyamatban, hogy növelje a halogén-alkil polarizációját, hogy pozitív töltött részecskét képezzen, amely az elektromos szubsztitúció reakciójába lép: képlet

3. Antracén: Épület és alapvető kémiai tulajdonságok

Antracén - A vegyület, amelynek molekula három aromás gyűrűből áll, ugyanabban a síkban fekszik. A kőszénkátrány antracén frakciójától 300 ° C-on 350 ° C-on forraljuk. A laboratóriumi gyakorlatban az antracén beszerezhető

a) Freidel-Krafts:

b) a fittig reakcióban:

A kilencedik és a tizedek két extrém gyűrű hatására legaktívabbak az antracén molekulában. Az antracén könnyen belép az e rendelkezésekhez való csatlakozási reakcióba:

Az oxidáló szerek, az antracén könnyen egy antraquinont képez, amelyet széles körben használnak a színezékek szintéziséhez:

4. Konjugált diénák és módszerek szintézisének

A dien szénhidrogének (diénák) telítetlen szénhidrogének, amelyek két kettős kötéssel rendelkeznek, a CNH2N-2 általános képletű vegyületek.

A szénhidrogén-molekulában két kettős kötés eltérő módon helyezhető el. Ha koncentrálódnak egy szénatom, ezek az úgynevezett kumulált: -C \u003d C \u003d C-, ha két kettős kötés van elválasztva egyetlen egyszerű kötés, ezek az úgynevezett konjugált: -C \u003d C - C \u003d C- Ha a kettős kötések két és egyszerűbb kapcsolattal vannak osztva, akkor ezeket az úgynevezett izolált: -C \u003d C- (CH2) N - C \u003d C-

5. A benzolgyűrű tájolásának szabályai

A benzolgyűrűben lévő szubsztitúció reakcióinak tanulmányozásakor azt találtuk, hogy ha bármilyen szubsztituenst tartalmaz, akkor a természetétől függően a második egy bizonyos helyzetbe kerül. Így mindegyik szubsztituens a benzolgyűrűben meghatározza az adott vezető vagy orientálási hatás. Az újonnan bevezetett szubsztituens helyzete szintén befolyásolja a szubsztituens jellegét, azaz eljáró reagens Elektrasztikus vagy nukleofil jellegű. Minden képviselőt az irányadó intézkedéseik természetében két csoportra vannak osztva.

Először Roda helyettesküldje el a bevezetett csoportot orto és pár - pozíciók:

A szubsztituensek ilyen jellegű közé tartoznak az alábbi csoportok, található csökkenő sorrendjében orientáló erő: N (CH 3) 2, NH2, OH, CH3 és más alkilek és Cl, Br, I.

Második Roda helyettesban ben az elektrofil-szubsztitúció reakciói küldje el a bemeneti csoportokat a meta helyzetbe. Az ilyen jellegű képviselők a következő csoportokat tartalmazzák: - NO2, - C N, - SO3H, - CHO, - COH.

6. Az etilénvegyületek kettős kommunikációja és kémiai tulajdonságai

A modern ötletek szerint két telítetlen szénatomot összekötő két kötvény nem ugyanaz: az egyik Y-Bond és a másik R-Bond. Az utolsó kötés kevésbé tartós és "szünet" a kapcsolódó reakciókban.

Az előre nem látható vegyületek két kötvényének egyenlőtlensége különösen összehasonlítva az egyszerű és kettős kötések kialakulásának energiáját. Az energiaenergia berendezések 340 KJ / mol (kb. 82 kcal / mol) és kettős - 615 kJ / mol (kb. 147 kcal / mol). Természetesen kevesebb energiát fordítanak a résekre, mint a kommunikáció megszakítására. Így, a folytonosság a kettős kötés az a tény magyarázza, hogy az egyik a két kötés kettős kötést jelent eltérő elektronikus szerkezet, mint a hagyományos-meansless, és kevesebb erőt.

Olefinek neve általában a megfelelő határérték szénhidrogének nevétől származik, de a vége - egy.helyett a végét - ilen.A nemzetközi nómenklatúra a diploma megszerzése helyett ilen.olefinek adnak egy rövidebb véget - hu.

Isomeria olefins Ez attól függ, hogy a szénatomok lánc izomerizmusa, azaz azt jelenti, hogy az áramkör nem elágazó vagy elágazó, és a kettős kötés kettős ága. Az olefin-izomerizmus harmadik oka is van: az atomok és atomcsoportok különböző elrendezése az űrben, azaz sztereoizomeria. Isomeria, az atomok és atomcsoportok térségének különböző helyszíneitől függően nevezték eltérbeli isomeria vagysztereoizomeria .

Geometriai vagycisz éstransz-izomeria - Ez egyfajta térbeli izomerizmus, a különböző helyszínek függvényében atomok a kettős kötés síkral szemben.

A Dual Connection webhelyre (valamint a lánc ágakra), a zsidó nemzetközi nómenklatúrája szerint a leghosszabb lánc szénatomjai, a végtől kezdve, amelyhez a kettős kötés közelebb van. Így a butilén két izomerjei, amelyek nem szabad lánccal nevezik, de-1 és Buten-2:

1. Hidrogénezési reakció. A következtetések A szénhidrogének könnyen illeszthetők kettős kötéssel katalizátorok jelenlétében 67 (PT, PD, NI). PT vagy PD katalizátorral a reakció 20 ... 100 ° C-on, NI-vel - több magas hőmérséklet:

2. Halogénezési reakció. A normál körülmények között alkének csatlakoznak a halogénhez, különösen a klór- és brómokhoz. Ennek eredményeképpen kialakulnak a digalogén alkanánok, amelyek a szomszédos szénatomokban halogéneket tartalmaznak, az úgynevezett Vicinal Digooles: CH

3CH \u003d CH2 + CL2\u003e CH3CHCLCH2CL

3. A halódok kötődésének reakciója. Hidroalogénezés

4. Az alkenék hidratálásának reakciója. Normál körülmények között az alkének nem reagálnak vízzel. De katalizátorok jelenlétében, fűtött és nyomás esetén a vízhez és az alkoholokhoz tartoznak:

5. A kénsav hozzáadásának reakciója. A kénsavval rendelkező alkének kölcsönhatása a halód hozzáadásához hasonlóan halad. Ennek eredményeképpen a kénsav savészterei vannak kialakítva:

6. alkilén-alkil-reakció. Lehetőség van katalitikus csatlakozást alkanánok alkánjai tercier szénatommal (katalizátorok - H2S04, HF, ALCL3 és BF3):

7. Alken oxidációs reakció. Az alkének könnyen oxidálódnak. Az oxidációs körülményektől függően különböző termékek vannak kialakítva. A levegő alkének égetése szén-dioxidra és vízre alakul: CH2 \u003d CH2 + 3O2\u003e 2CO2 + 2H2O.

A levegő oxigénnel rendelkező alkének kölcsönhatásában ezüst katalizátor jelenlétében szerves oxidok képződnek:

Hasonlóképpen, az acil-hidroperoxidok (pap reakció) etilénre vonatkoznak):

Az egyik leginkább jellemző oxidációs reakció az alkének kölcsönhatása a kálium-permanganát KMNO4 kissé allegumú oldatával, a diatomikus alkoholok képződéséhez - glikolok (Wagner Reakció). A reakció a következőképpen jár el:

Az oxidálószerek koncentrált oldatai (kálium-permanganát savas környezet, krómsav, salétromsav) szakítsa meg az alkén molekulát kettős kötéshez ketonok és savak kialakulásával:

8. Ozonizációs reakció az alkenes.Széles körben alkalmazzák az alkének szerkezetét is:

9. Csere-reakciók. Az alkének bizonyos körülmények között képesek helyettesíteni a reakciókat. Tehát magas hőmérsékleten (500 ... 550 ° C) alkének klórozása, a hidrogén helyettesíthető alll pozícióban:

10. Az alkenes polimerizációjának reakciója

CH2 \u003d CH2\u003e (-CH2 - CH2 -) n. kiderül a polietilén

11. Az izomerizáció reakciója. Magas hőmérsékleten vagy alkenes katalizátorok jelenlétében izomerizálható, míg a szénváz szerkezetének változása, vagy a kettős kötés mozgása:

7. Naftalin és szerkezete. Hyukkel szabály

A naftalin-szénhidrogének a fő aromás széntartalmú szénhidrogének. Számos olyan policiklusos aromás vegyület létezik, amelyekben a benzolgyűrűk gyakori ortorális szénatomok vannak. A legfontosabbak a naftalin, az antracén és a fenantrén. Az antracén, a gyűrűk blokkolt lineárisan, míg fenantrén - szögben, ellentétben a benzol molekula, nem minden szálat a naphtalin kernel azonos hossza:

Hyukkel szabály : Az aromás egy lapos monociklusos konjugált rendszer, amely (4n + 2) p-elektronokat tartalmaz (ahol n \u003d 0,1.2 ...).

Így a 2, 6,10, 14 stb. Áramlási ciklikus konjugált rendszerek aromásak lesznek. P-elektronok.

8. Alkina és SP-hibridizáció a szénatom. Az alkinek előállítására szolgáló módszerek

Az acetilén sor szénhidrogének általános képlete

TÓL TŐL n.H2. n.-2

Ennek a sornak az első legegyszerűbb szénhidrogénje az acetilén C2N2. Az acetilén szerkezeti képletében, mint az etco-klorid más szénhidrogénjében, háromszoros kapcsolatot tartalmaz:

N - S? C - N.

s.r-Hibridizáció - Ez keverés (az alakzat és az energia összehangolása) s.- és egy r- két hibrid képződésével s.r-Endubitals. s.r- Az exszorbiták ugyanazon a vonalon (180 ° -os szögben) helyezkednek el, és a szénatom-kernel ellentétes oldalára irányulnak.

Kettő r- nem említettek. Ezek kölcsönösen merőlegesek az utasításokhoz w.- Kommunikáció.

A képen s.r- a tengely mentén jelennek meg y.és nem említett kettő r-Evubitaly a tengelyek mentén h. és z..

Háromszoros szén-szén-dioxid-csatlakozás C? C az átfedő SP-hibrid orbitális és két ruhából származó bemenetből áll.

A kalcium-karbidet állítják elő ipari skála Fűtőszén elektromos kemencékben, overexheasted lime, körülbelül 2500 ° C hőmérsékleten reakcióval

Cao + 3C\u003e CAC2 + CO.

Ha a kalcium-karbid víz, akkor hevesen bomlik a gáz - acetilén felszabadításával:

Egy újabb ipari módszer az acetilén-pirolízis előállítására szénhidrogének, különösen a metán, amely 1400 ° C-on acetilén keveréket ad hidrogénnel:

2CH4\u003e H - C \u003d C-H + 3H2.

1. Vicinal digohalennelek dehidrogalogénezése

2. Nátrium-acetilén reakciók primer alkil-halogenidekkel:

3. Vicinal Tetragaleogens degalogénezése:

9. Módszerek megszerzésére és kémiai Az alkohol tulajdonságai

Az alkoholok olyan szénhidrogének származékai, amelyekben egy vagy több hidrogénatom van helyettesítve a megfelelő számú hidroxilcsoport (ok).

Általános képlet alkohol

ahol R jelentése alkil- vagy szubsztituált alkilcsoport.

A karakter az R csoport, amellyel a hidroxilcsoport kapcsolódik, határozza meg a korlátot, vagy fogyatékos alkoholok, és az összeget a hidroxilcsoportok meghatározza annak atomicitás: alkoholok egy--butym, ductomy, trochatomic és poliatomos.

Elérkezés: 1. Az alkének hidratálása

2. A szénhidrátok feamentes hidrolízise. A cukrok enzimatikus hidrolízise az élesztő hatására - a legősibb szintetikus kémiai folyamat - Még mindig nagy jelentőséggel bír az etil-alkohol előállításához.

A keményítő használata esetén forrás anyagAz etil-alkohol mellett egy másik (kisebb mennyiségekben) van kialakítva, amely elsődleges alkoholok, főként izopentil-, izopropil- és izobutil keveréke.

3. metil-alkohol szintézise:

4. A szénhidrogenektromos és az alkének oxidációjának reakciója:

5. Alkoholok szintézise Grignár reagenssel:

Tulajdonságok: Az alkoholok kémiai tulajdonságait alkilcsoport és reaktív hidroxilcsoport szerkezetének definiálják. A hidroxilcsoport részvételével való reakciók folytathatják a C-IT (360 KJ / mol) kommunikációs kötéssel, vagy réssel kommunikáció o-n (429 KJ / mol) A. Kommunikációs rés C-He

1. REAKCIÓ HALOGENERALS:

ROH + HX\u003e RX + H2O.

Reakciókészség csökken egy sorban: Hi\u003e HBR\u003e HCl

2. Reakció foszfor trigraloidokkal:

3. Az alkoholok dehidratálása öntözőanyagok jelenlétében:

B. Kommunikációs szakadásŐ

4. Az alkoholfémek reakciója fémekkel(Na, K, MG, AL)

5. Oktatási éterek:

Öntési reakció

6. Oxidációs reakciók A krómeverék vagy KMNO4 alkoholok oxidálásával a kénsav oldatában a termékek összetétele a szénatom (primer, másodlagos vagy tercier) jellegétől függ, amellyel a hidroxilcsoport csatlakoztatva van: az elsődleges alkoholok Aldehidek formájában, a másodlagos alkoholok - ketonok.

9. Az alkádok és a fogadás módjai

A dien szénhidrogének (diénák) telítetlen szénhidrogéneknek nevezik, amelyek két kettős kötéssel rendelkeznek, általános képletűek

A szénhidrogén-molekulában két kettős kötés eltérő módon helyezhető el.

Ha egy szénatomban koncentrálódnak, halmozottnak nevezik:

Ha két kettős kötést elválasztanak egy egyszerű kötéssel, akkor konjugátumnak nevezik:

Ha a kettős kötéseket két és egyszerű kötéssel elválasztják, akkor azokat elszigetelt: -C \u003d C- (CH2) N - C \u003d C-

A deenes általában ugyanazokat a módszereket kapja, mint az egyszerű alkenetek. Például a legfontosabb deyne, butadién-1.3 (szintetikus gumi előállítására használt) az USA-ban a Bhután dehidrogénezésében:

A Szovjetunióban a butadiene-1.3 ipari szintézise az S. módszer szerint alkalmazható. Lebedeva (1933) etil-alkohollal 400 ... 500 ° C-on a katalizátor MGO-Zno felett:

A reakciót a következő fokozatokból áll: alkohol dehidrogénezési aldehid, aldol acetaldehid, Aldilla helyreállítási hogy beancaniol-1.3 és végül az alkohol kiszáradás:

10. A vegyi kapcsolatok elemei és típusainak villamos energiája

A elegantrosis (H) (relatív elektronegativitási) az alapvető kémiai tulajdonság az atom, a mennyiségi jellemző a kapacitás a tartalmaz a molekulában, hogy eltolja a általános elektronikus pár, azaz a képesség, az atomok, hogy késleltesse a elektronokat más atomok.

A halogének és az erős oxidizátorok legmagasabb szintje (a VII. Csoport, O, KR, XE) és az alacsony szinten aktív fémek (S-elemek i csoport).

Ión. Az elektronok elektronikus inert gázkonfigurációja az elektronok átvitele miatt képződik: az egyik elem atomjai olyan elektronokat adnak, amelyek egy másik elem atomjaira költöznek.

Ebben az esetben az úgynevezett ionos (elektrozális, heteropoláris) csatlakozás az atomok között van kialakítva.

Ez a fajta kommunikáció az elemek között lényegesen eltérő elektronikus elektrillilitással (például tipikus fém és tipikus nem metallol) következik be.

Kovalens kapcsolat.Ha az atomok kölcsönhatása egyenlő (az azonos elemű atomok) vagy az elektrongativitáshoz közel, az elektronok átvitele nem fordul elő. Az inert gázok elektronikus konfigurációja az ilyen atomok számára két, négy vagy hat elektron általánosítható az atomok kölcsönhatásában. A közös elektronok mindegyike egy kovalent (homeopolar) kommunikációt képez:

A kovalens kötés a szerves kémia leggyakoribb kommunikációja. Elég erős.

A kovalens kötés, és ennek megfelelően a molekula nem polarizálható, ha mindkét csatlakoztatott atom ugyanolyan affinitást mutat az elektron számára (például N: H). Ez lehet polár, ha az egyik atom elektronjának nagyobb affinitásának köszönhetően az egyik atom irányába húzódik:

Ezzel a kijelölési módszerrel + és - azt jelenti, hogy egy ikon - felesleges elektronsűrűségű atomra és egy ikon + elektronsűrűségű atomra, kissé csökkentve a szigetelt atomokhoz képest.

Donor-elfogadó kommunikáció. Ha a marginális elektronikus párokkal rendelkező atomok kölcsönhatása protonnal vagy egy másik atommal rendelkezik, amely hiányzik a két elektronból álló oktett (dublett) kialakulása előtt, a gőzöntvények általánosvá válnak, és új kovalens kötést képeznek ezek között az atomok között.

Ugyanakkor egy atom, amely elektront állít elő adományozónak, és az Atom fogadó elektronokat fogadják el,

kémiai kovalens benzol-naftalin

A feltörekvő ammóniumban a kialakult kovalens kötés különbözik az ammónia molekulában meglévő kapcsolatoktól, csak az oktatási módszer, a fizikai és kémiai tulajdonságok, mind a négy n-H kommunikáció Teljesen azonos.

Semipoláris kommunikáció.Ez a fajta donor-elfogadó kommunikáció gyakran megtalálható a szerves vegyületmolekulákban (például nitro-vegyületekben, szulfoxidokban stb.).

Közzétett allbest.ru.

Hasonló dokumentumok

A modell reprezentációinak fejlesztése kvantumkémiai. A valencia-kapcsolatok módszere. E módszer fő rendelkezései. Az atomi pályák hibridizálása és a képződésük feltételei. A kanonikus formák kiválasztására vonatkozó szabályok. A szénatom és a hibrid orbitálok hibridizálása.

bemutatás, hozzáadva 15.10.10.2013


A kovalens kötés jellemzői, a telítettség, a tájékozódás és a polaritás fogalma. Az atomi orbitálok és az ion csatlakozás hibridizálása. Intermolekuláris kémiai kötvények (Vanderwali erők). A kristályrácsok típusai. Molekuláris jégszerkezet.

bemutatás, hozzáadva 11.08.08.2013


A hibridizáció egy kvantum-kémiai módszer leíró átalakítása egy atom pályák egy molekulában összehasonlítva a szabad atom. Az Atom-orbitálok alakjának és energiájának változása a kovalens kötés kialakulása és az orbitális átfedések hatékonyabb átfedése.

bemutatás, Hozzáadva: 2013.01.


A kovalens kötés jellemző: a jóllakottság, a fókusz, a polaritás. Atomi pályák hibridizálása. Ionos, molekuláris, hidrogén és fémkötés. Vanderwali erők, intermolekuláris kölcsönhatás; Kristályrácsok.

hozzáadva: 04/22/2013


Általános jellemzők szén vegyi elem, Fő tulajdonságai, szerkezeti jellemzői. A kémiai kapcsolatok típusai: kovalens, ion és hidrogén. A kémiai kötés megszakításának módjai. Elektronikus hatások. Savak és bázisok, összehasonlításuk.

vizsgálat, hozzáadva 05.08.2013


Alkoholfajták, azok felhasználása, fizikai tulajdonságai (forráspont és oldhatóság vízben). Alkoholok társítása és szerkezete. Az alkoholok előállítására szolgáló módszerek: szén-monoxid, fermentáció, fermentáció, alkének hidratálása, hidroximecurination-Demurcuration.

esszé, hozzáadva 04.02.2009


Az alkoholok elektronikus szerkezete és fizikai-kémiai tulajdonságai. Alkoholok kémiai tulajdonságai. Alkalmazási terület. Térbeli és elektronikus struktúra, kapcsolódási vonalak és valencia szögek. Lúgos alkoholok kölcsönhatása. Dehidratálási alkoholok.

tanfolyam, hozzáadva 02.11.2008


A modell reprezentációinak fejlesztése kvantumkémiai. A valencia-kapcsolatok módszere. Az atomi pályák hibridizációjának leírása. Rezonancia fogalma. A kanonikus formák kiválasztására vonatkozó szabályok. A molekuláris pályák kialakulásának feltételei és az elektronok kitöltése.

prezentáció, hozott létre 10/22/2013


Kémiai tulajdonságok: elektrofilszubsztitúció, rögzítés, hidrogénezés és halogénezés reakciója. Alkilezés Friedel Korfest szerint. A benzolgyűrű tájolásának szabályai. A szubsztituensek hatása a rendszermagban és az izomerek eloszlását a nitrálás során.

absztrakt, hozzáadva 02/21/2009


Az alkoholok meghatározása, általános képlet, osztályozás, nómenklatúra, izomerizmus, fizikai tulajdonságok. Az alkoholok előállítására szolgáló módszerek, kémiai tulajdonságaik és alkalmazásuk. Az etil-alkohol katalitikus etilén hidratálásával és glükóz fermentációval kapjuk.

Ez a lecke segít abban, hogy megkapja a "kovalens kötés szerves vegyületekben" című témáját. Emlékszel a kémiai kapcsolatok természetére. Döntse el, hogy kovalens kötés alakul ki, ami e kapcsolat alapja. Ebben a leckében a Lewis-formulák elkészítésének elvét is figyelembe veszik a kovalens kötés jellemzői (polaritás, hossz és szilárdság), az A. Butlerova elméletét ismertetjük, leírja, hogy egy ilyen induktív hatás.

Téma: Bevezetés szerves kémia

Lecke: Kovalens kötés szerves vegyületekben.

Kommunikációs tulajdonságok (polaritás, hossz, energia, orientáció)

A kémiai kötés elsősorban elektrosztatikus. Például egy hidrogénmolekula két atomból van kialakítva, mivel két elektron van energetikusan előnyös a két mag (proton) vonzerejének területén. Ez az állapot egy H 2 molekula formájában kevesebb energiával rendelkezik két különálló hidrogénatomhoz képest.

A legtöbb szerves anyag tartalmaz.

Oktatásra kovalens kommunikáció Két atom között minden atom általában biztosítja egy elektron teljes használata.

Az egyszerűsített modell két elektron közelítést használ, azaz Minden molekula a hidrogén molekulára jellemző két elektronikus kapcsolat összegzésére épül.

Az elektromos díjak (Culon Law) kölcsönhatásának törvénye alapján az elektronok nem tudják zárni az elektrosztatikus repulzió hatalmas erejét. De a kvantummechanika törvényei szerint az ellentétes irányított pörgetésekkel rendelkező elektronok kölcsönhatásba lépnek egymással, és elektronikus párot alkotnak.

Ha egy kovalens kötést egy pár elektronként jelölünk, akkor egy másik típusú írást kapunk az anyag képletéről - az elektronikus képlet vagy formula Lewisa

(Amer. J. Lewis, 1916). Ábra. egy.

Ábra. 1. Formulák Lewis

A szerves molekulákban nem csak egyetlen kötés, hanem még kettős és háromszoros. A Lewis formuláiban két vagy három pár páros elektronot jelölnek. Ábra. 2.

Ábra. 2. Kettős és hármas kapcsolatok megjelölése

Ábra. 3. Kovalens, nem poláris kommunikáció

A kovalens kapcsolat fontos jellemzője annak polaritás. Az azonos atomok közötti kommunikáció, például hidrogénmolekulában vagy az etánmolekulában lévő szénatomok közötti kommunikáció notolar - Benne az elektronok mindkét atomhoz tartoznak. Lásd az 1. ábrát. 3.

Ábra. 4. Kovalens Polar Kommunikáció

Ha egy kovalens kötést különböző atomok alkotnak, az elektronok elektront atomra tolódnak. Például a klorid molekulában az elektronok a klóratomra tolódnak. Az atomok kis részleges díjak merülnek fel, amely D + és D-. Ábra. Négy.

Minél nagyobb a különbség az atomok elektrongabilitásának, a poláros kommunikációnak.

A molekulában lévő atomok kölcsönös hatása arra a tényre vezet, hogy az elektron elmozdulás előfordulhat, még akkor is, ha ugyanazok az atomok között vannak.

Például az 1,1,1-trifluor-etán CH3 CF 3 elektrongatív fluoratomban "húzza meg" az elektronsűrűséget a szénatomból. Gyakran a Valent Dash helyett a nyíl jelöli.

Ennek eredményeképpen a fluoratomokhoz kapcsolódó szénatom az elektronsűrűség hiánya van, és a Valence elektronokat magára húzza. Az elektronikus sűrűség ilyen elmozdulása a kapcsolati áramköröna szubsztituensek induktív hatása. Ábra. öt.

Ábra. 5. Az elektronsűrűség elmozdulása 1,1,1-trifluor-etánban

A kommunikáció hossza és ereje

A kovalens kötés fontos jellemzői a hossz és az erő. A legtöbb kovalens kötés hossza 1 * 10-10 m és 2 * 10-10 m vagy 1 és 2 között van Angstromokban (1 A \u003d 1 * 10-10 m).

A kommunikációs ereje az energia, amelyet meg akarsz tölteni, hogy megtörje ezt a kapcsolatot. Általában 1 mol vagy 6,023 * 10 23 csatlakozást vezet. Lásd a táblázatot. egy.

Egyszerre úgy vélték, hogy a molekulákat a papír síkban fekvő szerkezeti képletek ábrázolhatják, és ezek a képletek tükrözik, szinte tükrözik a molekula valódi szerkezetét. De a 19. század közepén kiderült, hogy nem volt. Először is erre a következtetésre jutott, ahogy azt mondtam az előző órákon, akkor még mindig hallgatói Vant-Hoff. És egy kiemelkedő francia biológus és pasztőr kémikus kísérlete alapján tette.

Az a tény, hogy a PRUDER a Wiccye Sók tanulmányozásában történt. És szerencsés. A borsav vegyes sójának kristályosítása, amelyet a mikroszkóp alatt fedeztek fel, általában kiderül, hogy egy sor pontosan ugyanaz, nagyon szép kristályok. De ezek a kristályok könnyen megoszthatók két csoportba, amelyek nem kompatibilisek egymással, nevezetesen: minden kristály két részre oszlik, amelyek közül az egyik a másik tükör visszaverődése.

Így először nyitott optikai vagy tükör volt ,. A PRUDER képes volt manuálisan megosztani ezeket a kristályokat a mikroszkóp alatt, és megállapította, hogy az összes kémiai tulajdonság gyakorlatilag egybeesik. Csak egy, inkább a fizikai tulajdonság nem esett egybe, nevezetesen: megoldások egyik típusának kristály és egy tükrözés más típusú kristályok különböző módon forgatni a gépet a fény polarizációs áthaladó őket.

Ábra. 6. Modellek Molekula metán

Annak érdekében, hogy ismertesse az eredményeket Pasteur kísérletek Szeretne-Hoff azt javasolta, hogy szénatom mindig nem sík környezet, és ez nem egy sima környezet sem közepén, sem a szimmetria sík. Ezután a molekula 4 másik különböző fragmenséhez csatlakoztatott szénatom nem azonos magukkal, tükör szimmetriával kell rendelkeznie. Ezután az volt, hogy a Vant-Hoff javasolta a szénatom tetrahedral szerkezetét. Az optikai izomeria ezt a feltételezést követte. Ennek eredményeképpen meg lehetett magyarázni a szerves vegyületek térbeli szerkezetét. Ábra. 6.

De a tudósok találkoztak egy másik rejtélyt, ami még nem engedélyezett. A tény az, hogy a természetben szerves vegyületek, amelyek képződnek valóban szerves élő anyagok, mint általában, tartalmaznak levors, vagyis a síkja a polarizáció a tompított fény, aminosavak és repriser cukrok. Míg bármilyen szerves szintézis esetén ilyen izomerek keverékét meg kell szerezni.

A vadon élő állatok ilyen szelektivitásának oka eddig nem világos. De ez nem akadályozza meg a tudósok számára, hogy továbbra is szintetizálják az új szerves vegyületeket, és vizsgálják meg tulajdonságaikat.

A síkon levont formulákban az atomok terjedelmének térbeli elrendezése nem tükröződik. Azonban az egyszeri kapcsolatokkal ellátott molekulákban lévő szénatom tetrahedral szerkezete az optikai izomerizmus létezéséhez vezet

A lecke összegzése

Megkapta a "kovalens kötés szerves vegyületek" témáját. Emlékeztél a kémiai kapcsolatok természetére. Megtanulták, hogy kovalens kötés alakul ki, ami e kapcsolat alapja. A Lewis-formulák építésének elvét tekintették. Megtanultak egy kovalens kötés (polaritás, hossz és erő) jellemzői, amely induktív hatás.

Bibliográfia

1. Rudzitis G.E. Kémia. Az általános kémia alapjai. 10. osztály: Általános oktatási intézmények bemutatói: Alapszint / G. E. Rudzitis, f.g. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Megvilágosodás, 2012.

2. Kémia. 10. fokozat. Profilszint: Tanulmányok. Általános oktatásra. Intézmények / V.V. Eremin, n.e. KUZMENKO, V.V. LUNIN et al. - M.: Drop, 2008. - 463 p.

3. Kémia. 11. fokozat. Profilszint: Tanulmányok. Általános oktatásra. Intézmények / V.V. Eremin, n.e. KUZMENKO, V.V. Lunin és mások. - M.: Drop, 2010. - 462 p.

4. Homchenko G.p., Khomchenko I.G. Kémiai feladatok gyűjtése az egyetemek belépéséért. - 4. ed. - M.: RIA "új hullám": Publisers kiadója, 2012. - 278 p.

Házi feladat

1. № 12, 15 (11. o.) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kémia: Szerves kémia. 10. osztály: Általános oktatási intézmények bemutatói: Alapszint / G. E. Rudzitis, f.g. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Megvilágosodás, 2012.

2. Készítsük el a C 2H6 etán szerkezeti és elektronikus formulát, Etene 2H4-el, propán 3 órán át.

3. Adjon példákat a szervetlen kémiából, amely azt mutatja, hogy a molekulában lévő atomok befolyásolják egymást és tulajdonságaikat.