Электронное строение атома углерода. Гибридизация.

Электрическое строение атома углерода. Гибридизация.


В органических соединениях.

Тема 2. Хим связь и взаимовлияние атомов

Для валентного электрического слоя атома С, находящегося вглавной подгруппе четвёртой группы второго периода Повторяющейся таблицы Д. И. Менделеева главное квантовое число n = 2, побочное (орбитальное) квантовое число l = 0 (s-орбиталь) и 1 (р-орбиталь); магнитное квантовое число m = 0 (при l = 0) и –1, 0, 1 (при l = 1).

Для того, чтоб привести в соответствие электрическую формулу атома С и его валентность, допускают возбуждение наружного электрического слоя атома углерода. Тогда в атоме С 1s-орбиталь и 3р-орбитали. При перекрывании атомных орбиталей (АО) атомов С и Н три связи С–Н будут схожими, а 4-я должна отличаться по прочности (связь по s- орбитали должна быть наименее крепкой из-за наименьшего перекрывания орбиталей). В реальности это не так. Несоответствие исключается предположением о гибридизации различающихся по форме и энергии АО с возникновением гибридных АО. В итоге валентные электроны оказываются не на незапятнанных s- и р- орбиталях, а на схожих гибридных. Для алканов свойственна sр3- гибридизация (участвуют все 4 АО наружного электрического уровня). В непредельных соединениях одна либо две негибридизованные р-орбитали участвуют в образовании p-связей, при всем этом тип гибридизации атома углерода – sр2 для алкенов и sр для алкинов.



Гибридные орбитали алканов размещаются в пространстве симметрично и ориентированы к верхушкам тетраэдра. Связь С–Н появляется перекрыванием s-орбитали атома Н и гибридизованной орбитали атома С, связь С–С появляется за счет перекрывания 2-х гибридизованных орбиталей (направление связи – по оси меж атомами). Это s- связь.

Характеристики s-связи:

- относительная хим инертность вследствие высочайшей прочности;

- максимум электрической плотности размещен симметрично относительно оси, соединяющей атомы, потому может быть свободное вращение повдоль этой оси без конфигурации перекрывания орбиталей (конформеры);

- длина связи 0,154 нм; угол меж направлениями орбиталей 109,5°;

- электроотрицательность атома С в sр3-гибридном состоянии = 2,51;

Атом углерода, связанный двойной связью с другим атомом углерода, находится в состоянии sр2-гибридизации. (участвуют 3 АО наружного электрического уровня). Гибридные орбитали размещаются в пространстве симметрично в одной плоскости, содержащей ядра С. Оставшаяся негибридизированная р-АО нацелена перпендикулярно этой плоскости. Связь С–Н появляется перекрыванием s-орбитали атома Н и гибридизованной орбитали атома С. Связь С–С появляется за счет перекрывания 2-х гибридизованных орбиталей (направление – по оси меж атомами, в плоскости молекулы). Это s-связь. Две негибридизованные р-АО перекрываются выше и ниже плоскости молекулы – появляется p-связь.

Отличие двойной связи от одинарной:

- расстояние меж атомами углерода при двойной связи меньше, чем при одинарной (0,134 нм); угол меж гибридными АО 120°;

- электроотрицательность гибридизованного атома С = 2,69;

- затрудненное вращение вокруг полосы, соединяющей атомы С;

- двойная связь более высокопрочна, т.к. возрастает электрическая плотность на связывающих МО меж атомами углерода (тепловая стойкость этилена выше, чем этана);

- высочайшая обскурантистская способность p-связи, что разъясняется большей подвижностью электронов вне плоскости молекулы;

- завышенная электрическая плотность по сопоставлению с одинарной связью, при этом на периферии молекулы. Это приводит к тому, что к двойной связи притягиваются положительно заряженные ионы либо полярные молекулы своим положительным полюсом.

Связи С–Н в ацетилене относятся к числу s-связей, образованных методом перекрывания s-орбитали водорода с гибридизованной sp-орбиталью углерода; в молекуле имеется одна углерод-углеродная s-связь (образованная перекрыванием 2-ух гибридизованных sp-орбиталей углерода) и две углерод-углеродные p-связи (итог перекрывания 2-ух взаимно перпендикулярных пар негибридизованных р-орбиталей (ру и рz)атомов углерода).


Загрузка...

Характеристики тройной связи:

- атомы углерода, связанные тройной связью, имеют электроотрицательность = 2,75;

- длина СºС-связи = 0,120 нм;

- валентные углы в ацетилене на основании этой модели равны 180° и моле­кула имеет линейную конфигурацию, что делает неосуществимой цис-транс-изомерию при тройной связи;

- связь очень поляризована, т.к. в sр- гибридной форме углеродный атом посильнее держит электроны, чем в sр2 и sр3 – гибридных формах; как следует; электрическая пара СН-связи в молекуле ацетилена поближе к ядру С, чем в случае этилена, атом Н более подвижен, обладает слабенькими кислотными качествами (в отличие от алканов и алкенов).




Возможно Вам будут интересны работы похожие на: Электронное строение атома углерода. Гибридизация.:


Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Похожый реферат

Cпециально для Вас подготовлен образовательный документ: Электронное строение атома углерода. Гибридизация.