ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Образование связей в соединениях углерода из "Основы органической химии Часть 1" Одна из причин того, что столь обширная область химии базируется всего лишь на одном элементе, заключается в значительной прочности связи углерод — углерод, в результате чего становится возможным образование длинных цепей соединенных между собой углеродных атомов. Однако этого еще недостаточно для того, чтобы именно данный элемент дал начало единственной в своем роде и разнообразной области химии, поскольку атомы многих других элементов, например бора, кремния, фосфора и др., также образуют прочные цепи из атомов этих элементов (в элементарном состоянии). Уникальность углерода обусловлена в значительной степени тем обстоятельством, что образуемые им углерод-углеродные связи прочны и в тех случаях, когда атомы углерода одновременно связаны с другими элементами. Действительно, в то время ках приведенные ниже углерод-водородные и углерод-фторные соединения высоко стабильны и в химическом отношении относительно мало реакционноспособны, соответствующие производные бора, кремния, фосфора и т. д. либо не могут быть получены, либо являются крайне реакционноспособными веществами. [c.14] Особые свойства углерода можно отнести за счет относительно небольшого размера атома этого элемента, имеющего два электрона на заполненной внутренней А -оболочке и четыре валентных электрона на внешней Г-оболочке. Для того чтобы образовать простые электровалентные двухионные соли, подобные хлористому натрию, углерод должен был бы либо отдать четыре валентных электрона с -оболочки (например, такому элементу, как фтор) и превратиться в четырехзарядный положительный ион С Ф, либо заполнить свою -оболочку, получив электроны от такого элемента, как литий, и образовать четырехзарядный отрицательный ион С Э. Потеря четырех электронов энергетически очень невыгодна, поскольку каждый электрон должен при этом удаляться от положительного ядра углерода. [c.14] Упомянутое выше межэлектронное отталкивание, связанное с заполнением -оболочки, компенсируется в этих соединениях силами притяжения электронов к положительно заряженным ядрам элементов, соединенных с углеродом. [c.15] Метан (СН4) кипит при —161°, что по крайней мере на 1000° ниже, чем температура кипения гидрида лития. Одной из причин такого различия в температурах кипения является почти сферическая форма молекулы метана, вследствие чего снаружи ее располагаются атомы только одного вида при этом сила притяжения между соседними молекулами уменьшается, что позволяет им более легко улетать , переходя в газ. Оказывается, однако, что и по своей способности оттягивать электроны углерод и водород близки друг другу. В результате этого электроны, образующие С — Н-связь, поделены почти точно поровну и связь обладает очень малой степенью ионности. В противоположность гидриду лития метан может быть охарактеризован как неполярное вещество. [c.15] При испарении жидкого фтористого водорода температура должна быть достаточно высокой, для того чтобы преодолеть эти межмолекулярные электростатические взаимодействия в результате температура кипения фтористого водорода выше температуры кипения метана. Фтористый водород правильнее всего охарактеризовать как полярное, но не ионное соединение. Хотя О — И- и N — Н-связи в воде и аммиаке имеют значительно менее ионный характер, чем связи Н — Р во фтористом водороде, эти соединения по своей природе также относительно полярны. [c.16] Метан с его ковалентными связями инертен по отношению почти ко всем протонодонорным или протоноакцепторным соединениям в любых условиях. за исключением самых жестких. Как и можно было ожидать, метил-катионы СН и метил-анионы (метид-ионы) СН0 образуются с большим трудом и являются исключительно реакционноспособными. [c.16] Углерод образует связи, в состав которых входит электронная пара, не только с водородом, но также и со многими другими элементами. Даже его соединения с элементами, находящимися в разных концах периодов периодической системы, например метиллитий (Ь1СНз) и фтористый метил (СНдР), являются относительно неполярными соединениями по сравнению с такими веществами, как фтористый литий, хотя, разумеется, гораздо более полярными, чем метан (СН4). [c.16] Атомы углерода уникальны в отношении способности соединяться между собой с образованием устойчивых цепей или циклов. Атомы водорода и углерода, соединяясь в различных сочетаниях, дают необычайно большое разнообразие гидридов углерода, или углеводородов, как их обычно называют. В противоположность этому ни один из элементов второго периода. [c.16] Вернуться к основной статье