ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория химического строения органических соединений из "Общая химия Издание 18" НЯЯ органических соединений, развитая и дополненная новейшими воззрениями в области химии и физики атомов и молекул, осо бенно представлениями о пространственной структуре молекул, о природе химических связей и о характере взаимного влияния атомов, составляет теоретическую основу органической химии. [c.449] В современной теории строения органических соединений основными являются следующие положения. [c.449] Возбужденный атом углерода может участвовать в образовании четырех ковалентных связей. Поэтому в подавляющем большинстве своих соединений углерод проявляет ковалентность, равную четырем. [c.449] Электронная формула показывает, что атом углерода в молекуле метана имеет устойчивую восьмиэлектронную внешнюю оболочку (электронный октет), а атомы водорода — устойчивую двух- электронную оболочку (электронный дублет). [c.449] В пространстве. Атом углерода находится как бы в центре тетраэдра (правильной четырехгранной пирамиды), а четыре соединенных с ним атома (в случае метана — четыре атома водорода)— в вершинах тетраэдра (рис. 121). Углы между направлениями любой пары связей (валентные углы углерода) одинаковы и составляют юФ 28. [c.450] Схема образования 0-связей в молекуле метана. [c.450] В результате перекрывания р -гибрйдных электронных облаков углерода с электронными облаками других атомов (в метане— с шаровыми облаками 15-электронов атомов водорода) образуются четыре тетраэдрически направленные ковалентные г-связи (рис. 122). [c.450] Валентности атомов углерода, не пошедшие на взаимное соединение, используются для присоединения других атомов или групп (в углеводородах — для присоединения водорода). [c.451] Известны соединения, содержащие в цепях сотни и более атомов углерода. [c.451] Следовательно, углеводороды метан, этан, пропан, бутан и т. д. — гомологи одного и того же ряда, который называют рядом предельных, или насыщенных углеводородов, или, по первому представителю, — рядомметана. [c.452] Углеводороды с кратными связями называются непредельными или ненасыщенными. Этилен и ацетилен — первые представители двух гомологических рядов — этиленовых и ацетиленовых углеводородов. [c.453] Простая ковалентная связь С—С (или С С), образованная перекрыванием двух р -гибридных электронных облаков по линии, соединяющей центры атомов (по оси связи), как, например, в этане (рис. 125), представляет собой а-связь (см. стр. 129). [c.453] Связи С—Н также являются о-связями — они образуются перекрыванием по оси связи 5/э -гибридного облака атома С и шарового облака 1 -электрона атома Н. [c.454] Таким образом, одна из электронных пар в связи С=С осуществляет (7-связь, а вторая — образуется р-электронами, не участвующими в гибридизации их облака сохраняют форму объемной восьмерки ( гантели ), ориентированы перпендикулярно к плоскости, в которой расположены а-связи, и перекрываются над и под этой плоскостью (рис. 127), образуя л-связь (см. стр. 129). Следовательно, двойная связь С=С представляет собой сочетание одной а- и одной я-связей. [c.454] Переход кратных связей в простые объясняется тем, что обычно я-связи обладают меньшей прочностью и поэтому большей лабильностью по сравнению с а-связями. При образовании я-связей р-электронные облака с параллельными осями перекрываются в значительно меньшей степени, чем электронные облака, перекрывающиеся по оси связи (т. е. гибридные, 5-электронные, или ориентированные вдоль оси связи р-электронные облака). [c.455] Кратные связи прочнее простых. Так, энергия разрыва связи С=С составляет 128 ккал/моль, связи С=С—101 ккал/моль, а связи С—С только 63 ккал/моль. [c.456] Из сказанного следует, что в формулах две черточки из трех в связи С=С и одна черточка из двух в связи С=С выражают связи менее прочные, чем простая связь С—С. [c.456] На рис. 129 И 130 представлены шариковые и сегментовые пространственные модели соединений с двойной (этилен) и с тройной (ацетилен) связями. [c.456] В молекулах одного изомера атомы хлора расположены по одну сторону двойной связи, а в молекулах другого — по разные стороны. Первая конфигурация называется цис-, вторая — транс-конфигурацией. Геометрические изомеры отличаются друг от друга по физическим и химическим свойствам. Существование их обусловлено тем, что двойная связь исключает возможность свободного вращения соединенных ею атомов вокруг оси связи (такое вращение требует разрыва я-связи см. рис. 127). [c.458] Вернуться к основной статье