Углеродный атом гибридизация

Углеродный атом в состоянии зр-гибридизации образует палочкообразные структуры, что обедняет его пространственные возможности. Наиболее интересной стерео-химической проблемой ацетиленовой связи оказывается выяснение величины минимального цикла, в котором она может присутствовать. Как показали исследования школы Фаворского, для этого в цикле должно быть не менее восьми атомов углерода. Меньшие циклы с тройной связью могут быть получены лишь как нестойкие, промежуточные про- [c.117]

Орбитали Рх и ру лежат в одной плоскости, вот почему именно они участвуют в гибридизации и в образовании а-связей, после чего каждый углеродный атом имеет по одной свободной рг-орбитали, ось которой перпендикулярна к плоскости кольца. Каждая из этих шести рг-орбиталей должна взаимодействовать с р-орбиталями смежных углеродных атомов, и, как результат, образуется единая бя-электронная система связи. Этот тип связи получил название ароматический и имеет вид сверху [c.320]

Геометрия бензольного кольца, у которого углы составляют 120°, соответствует геометрии плоского тригонально гибридизованного атома углерода и позволяет построить ненапряженное плоское кольцо с шестью а-связями, соединяющими шесть углеродных атомов, имеющих 5р2-гибридизацию. Каждый углеродный атом такого кольца имеет электрон на атомной р-орбитали, перпендикулярной плоскости кольца. Эти шесть электронов могут быть скомбинированы попарно, с образованием структур Кекуле (1), (1А). [c.10]

Представляет интерес рассмотрение стереохимии реакций При образовании карбокатиона углеродный атом, ранее связанный с заместителем X, переходит из состояния яр -в состояние хр - гибридизации, для которого характерно нахождение трех занятых яр - орбиталей в одной плоскости, и р-орбитали, в данном случае вакантной, расположенной перпендикулярно этой плоскости [c.167]

Углеродный атом карбонильной группы - 5р -гибридизация [c.55]

В соответствии с представлениями о гибридизации атомных орбиталей атома углерода в алканах (л/) -гибридное состояние), каждый из атомов углеродной цепи в их молекулах образует связи, направленные от центра (углеродный атом) к углам тетраэдра, т.е. под углом 109°28 друг к другу. [c.17]

Углеродные атомы в молекуле аллена находятся в различных состояниях гибридизации, зр, зр . Средний углеродный атом образует две двойные связи (рис. 58). Благодаря строению двуза-мещенных алленов для них возможна стереоизомерия, например [c.131]

Ст-Комплекс является сопряженным карбокатионом, где положительный заряд делокализован в системе пяти углеродных атомов, а шестой углеродный атом находится в состоянии зр -гибридизации и в сопряженной системе не участвует. Распределение плотности электронов сопряженного карбокатиона можно также изобразить тремя резонансными граничны.ми структурами [c.185]

После отрыва протона углеродный атом приобретает отрицательный заряд и неподеленную электронную пару, которая вступает в сопряжение с диазониевой группой. Углеродный атом принимает / --гибридизацию. [c.428]

Эффект делокализации отрицательного заряда в бензил-анионе столь велик, что его геометрия приближается к плоской при этом углеродный атом карбанионного центра меняет свою гибридизацию с на 5р -. [c.97]

Согласно другой электронной структуре, углеродный атом, при котором происходит замещение, находится в состоянии 5р -гибридизации, позволяющей ему присоединять к себе обычными а-связями как Н, так и X. При этом структура л-электронов, характерная для бензола, разрушается и остающиеся 4 л-электрона распределяются по> 5 оставшимся р-орбитам углерода. Однако благодаря условиям симметрии часть энергии, потраченной при разрушении ароматической структуры, может быть получена обратно в результате гиперконъюгации между сохранившейся системой л-электронов и связью С—Н (а также, когда это возможно, и связью С—X) вне плоскости кольца. [c.120]

Важно знать, как зависят энергии различных состояний (рис. 22) от вращения одной из СН 2-групп относительно другой. Точные расчеты до сих пор недоступны, и поэтому приходится действовать до некоторой степени эмпирически. Можно предположить, во-первых, что при таком вращении все а-связи остаются по существу неизменными и меняются лишь я-связи. Если это так, то каждый углеродный атом сохраняет свою тригональную гибридизацию и мы имеем дело лишь с двухэлектронной проблемой. Симметрия [40] молекулы вследствие искажений понижается от до но это не сказывается на [c.92]

Ни одна из многих структур, предлагавшихся для бензола как до, так и после Кекуле, не может считаться удовлетворительной. Однако представление об атомных орбиталях позволяет дать для бензола приемлемое описание. Каждый атом углерода в кольце может рассматриваться как находящийся в состоянии 5р -гибридизации и образующий три копланарных зр -тшб-ридных 0-связи с валентными углами, равными 120°. На образование трех связей (двух С — С и одной С — Н) каждый углеродный атом затрачивает три из четырех своих валентных электронов. Оставшиеся шесть электронов углеродных атомов располагаются на р-орбиталях — по одному у каждого атома углерода. Можно сконструировать три я-связи, рассматривая перекрывание соседних р-орбиталей, занятых электронами с антипараллельными [c.212]

В общих чертах влияние электронных эффектов заместителей на термодинамическую и кинетическую кислотность карбокислот аналогична их влиянию в рассмотренных выше классах кислот кислотность увеличивается под влиянием роста электроотрицательности и —Н-ха-рактера заместителей. Однако в случае карбокислот влияние заместителей не исчерпывается указанными факторами. Дело в том, что при диссоциации карбокислоты происходит изменение состояния гибридизации углерода в реакционном центре во всех случаях, когда кислотные свойства карбокислоты усилены присутствием —/ -заместителей. Строение карбанионов, получаемых в результате диссоциации хотя бы таких типичных карбокислот, как нитро- или карбонильные соединения, ближе к предельной структуре, в которой анионный заряд расположен на -/ -заместителе и углеродный атом реакционного центра [c.251]

Существует и другая — стереохимическая — причина меньшей реакционной способности кетонов по сравнению с альдегидами. Положительно заряженный углеродный атом карбонильной группы альдегидов связан с одним радикалом и атомом водорода, имеющим малый объем. У кетонов такой атом углерода связан с двумя радикалами, часто оба они весьма объемисты. Таким образом, нуклеофильная частица (ОН, OR и др.), уже приближаясь к карбонильной группе кетонов, может встретить стерические препятствия . Далее, в результате присоединения нуклеофильной частицы к углероду карбонила и соответствующих атомов или групп атомов к кислороду карбонила происходит изменение гибридизации электронов этого углерода В трехмерном пространстве около бывшего карбонильного углерода альдегида должны расположиться три более или менее объемистые группы и атом водорода [c.200]

По мнению Слейтера, его теоретическая схема имеет преимущество над остроумной теорией Хюккеля . Недостаток последней заключается в том, что в ней упущена необходимость гибридизации 5- и р-валентностей для достижения симметрии в расположении связей. Согласно Хюккелю, получается так, что каждый углеродный атом для соединения с двумя заместителями будет иметь одну р-и одну -валентность, в результате чего, даже если заместители одинаковы, связи должны быть различными, чего на опыте не наблюдается. Примерно в таком же духе критикует взгляды Хюккеля и Полинг. [c.217]

Это свойство можно объяснить на основе теории Уолша [1], согласно которой чем больше ненасыщен атом углерода, тем менее его связывающие электроны защищены от действия заряда ядра и, следовательно, тем более электроотрицателен углеродный атом. Поэтому связь С—Н при переходе от метана к этилену и ацетилену становится все более кислой в соответствии с изменением гибридизации от через к зр. По той же причине п-электроны в ацетилене более жестко связаны с ядрами углерода, чем в этилене, вследствие чего потенциалы ионизации электронов у ацетиленов выше, чем у соответствующих олефинов [1] поэтому ацетиленовые соединения в общем труднее атакуются электрофилами, чем соответствующие этиленовые соединения [2, 3]. [c.250]

Как видно из приведенной схемы, нуклеофил своей неподеленной парой р-электронов атакует углеродный атом в молекуле КК К"СХ со стороны, противоположной замещаемой группе. При образовании активированного комплекса электроны а-связей при атакуемом атоме углерода переходят из состояния зр - в состояние хр -гибридизации. В результате углеродный атом оказывается в одной плоскости с группами К, К и К", а нуклеофил и замещаемая группа связываются с ним за счет его р-орбитали. Распад активированного комплекса в продукт сопровождается [c.29]

Строение карбонильной группы. Физические свойства альдегидов и кетонов. В функциональной группе альдегидов и кетонов связь между углеродом и кислородом двойная (четырехэлектронная). Углеродный -атом карбонильной группы находится в состоянии р .гибридизации и его конфигурация является плоской (рис. [c.203]

Уже рассмотрение этого уравнения показывает, что реакция не может быть простой, так как должна включать по крайней мере два перехода протона. Изучение механизма этого процесса дополнительно осложняется тем, что углеродный атом переходит при этом из тетраэдрической конфигурации, соответствующей хр -гибридизации, в плоскостное состояние, характерное для карбонильной группы. Изменение углов особенно сказывается при изучении влияния заместителей на эту реакцию. [c.19]

Углеродный атом группы СОХ в кислоте или производном кислоты находится в состоянии, близком к тригональной гибридизации, и углы между связями, образованными этим атомом, составляют примерно 120° (2,09 рад), а все связи копланарны или почти копланарны. Несвязанные электроны группы X на самом деле не являются по-настояш,ему свободными, поскольку они участвуют в сопряжении с С = О я-связью и тем самым способствуют стабилизации группы СОХ. Для обычных атомов степень взаимодействия с jt-орбиталью увеличивается в следующем порядке С1 < < OR с NR2 < 0 , и в случае аниона (т. е. 0 ) избыток заряда распределяется равномерно между двумя атомами кислорода СОО -группы. В этом случае делокализация максимальна. [c.393]

В 5я2 переходном состоянии углеродный атом реакционного центра сохраняет тетраэдрическую геометрию и хр -гибридизацию [c.228]

Если нуклеофильные механизмы богаче представлены в алифатическом ряду, то электро( зильные реакции более характерны для ароматических соединений. Это имеет достаточно серьезные причины ароматические системы легко подают я-электроны, создавая центры с повышенной электронной плотностью, которые и подвергаются атаке со стороны электроноакцепторных групп Н+, Р, Вг" , С1+, N0 ", ЫОа, 30зН+, а также ионов металлов Ы ", Ыа."", XHg и др. Местом электрофильной атаки обычно становится атом, имеющий избыток электронов. В органических соединениях такую роль нередко играет карбанион. Предполагается, что его гибридизация приближается к типу 5/ , т. е. тригональна. Исследование кристаллической структуры трицианометида аммония показало, что карбанион имеет почти плоскую тригональную конфигурацию с валентными углами 120°, причем центральный углеродный атом лишь на 0,13 А выходит из плоскости, в которой лежат три атома азота [c.224]

Винильная группа, связанная с шестичленным гетероциклом, будет иметь иную полярографическую активность, нежели группа, связанная с пятичленным гетероциклом. Пятичленные гетероциклы (тиофен, фуран, пиррол) можно рассматривать как производные бензола, у которого группа —СН = СН— замещена гетероатомом (5, О, Ы), способным поставлять, благодаря гибридизации два электрона в ароматический секстет. Это обусловливает относительно высокие значения энергии сопряжения (в кДж/моль) у тиофена—117, у пиррола 100, у фу-рана — 52. Так как в этих гетероциклах неподеленная пара электронов гетероатома участвует в сопряжении с двойной связью —С = С, то пониженная плотность электронного облака наблюдается на гетероатоме (по сравнению с С-атомами). При этом а-углеродный атом имеет большую электронную плотность, чем находящиеся в -положении по отношению к гетероатому. Особенности распределения электронной плотности в пятичленных гетероциклах сказываются определенным образом и на полярографической активности винильной группы в их винилзамещенных. Винилтиофен и винилфуран на фоне 0,05 М N( 2H5)4I в диметилформамиде образуют волны с - 1/2=—2,312 и —2,449 В соответственно [179]. При сравнении потенциалов полуволн а-винилфурана и а-винилтиофена видно, что винильная группа в первом восстанавливается труднее, чем во втором. Из эффектов, влияющих на полярографическую активность органических молекул, тут следует учитывать, по крайней мере, два а) индукционный эффект самого гетероцикла, определяющего статическую полярность молекул и, в первую очередь, состояние электронного облака на винильной группе б) подвижность я-электронной системы в винильном производном, что связано со степенью ароматичности соответствующего гетероцикла, и способность молекул поляризоваться в электрическом поле электрода. [c.127]

Первая стадия, образование так называемого л-комплекса, включает взаимодействие между электрофильным реагентом Х+ и де-локализованными л-электронами ядра. Эта стадия осуществляется быстро и всегда обратимо. При этом происходит лишь незначительное нарушение л-электронного облака бензольного кольца. Вторая стадия состоит в перестройке л-комплекса в карбениевый ион, так называемый а-комплекс, в котором реагент Х+ связан с определенным углеродным атомом ядра. В а-комплексе ароматический секстет нарушен четыре л-электрона делокализованы в сфере воздействия пяти углеродных атомов. Шестой углеродный атом переходит при образовании а-комплекса из состояния 8р в состояние гибридизации. Третья стадия реакции — отщепление протона и образование молекулы замещенного бензола. Отщеплению протона помогает основание В", в роли которого может выступать растворитель или комплекс [ -Катализатор1 . [c.65]

Это влияние можно объяснить следующим образом. Образование карбокатиона сопровождается изменением гибридизации центрального углеродного атома от зр - до р -состояния. Заместители вокруг этого атома углерода теперь располагаются не по углам тетраэдра, а в плоскости, по верпшнам треугольника. Соответственно увеличивается расстояние между заместителями (изменение угла от 109 до 120°). Если центральный углеродный атом был связан с объемистыми заместителями, то переход его в р -состояние приведет к уменьшению отталкивания между группами и, следовательно, к снижению общей энергии системы. При замещении восстанавливается первоначальное стерическое напряжение молекулы, поэтому этот процеес в данном случае не выгоден. Напротив, отрыв протона от р-углеродного атома способствует дальнейшему снижению напряжения молекулы, и реакция направляется в сторону Е1. Явление пространственного ускорения реакции наблюдается не только при дегидратации спиртов, но также и в реакциях отщепления галогеноводорода от вторичных и третичных алкилгалогенидов. [c.231]

Несмотря на то что центральный углеродный атом в анионе находится в состоянии 5/з -гибридизации, все тр1 бензольных цикла в одной илоскости раз.меститься ие могут, так как. мешает отталкивание о-атомов водорода. Бензольные циклы вывернуты из плоскости на 30.. . 40 (структура воздушного винта ) [c.199]

Кетенами называют соединеиия, содержащие карбонильную группу в системе кумулированных двойных связей С=С = 0. Карбонпль иая группа в кетенах принципиально отличается от карбониль Hoii группы в обычных карбонильных соединениях. В кетенах углеродный атом карбонильной группы другой гибридизации — sp [c.461]

Гибридизация. В изолированном атоме углерода, в его основном состоянии -оболочка имеет строение 25 2р 2ру. Поэтому углерод должен быть двухвалентным элементом, так как он имеет только два неспаренных электрона. Если предположить, что один электрон с орбиты 2з поднят (с затратой энергии) на свободную орбиту 2р , углеродный атом должен приобрести электронную структуру 15 2х2р 2ру2р с одним неспаренным электроном на каждой орбите -оболочки (рис. 11). При этом он должен быть способен образовать ковалентные связи с четырьмя другими атомами, например с атомами водорода. Но три 2р-орбиты могут перекрываться достаточно хорошо, например с 1х-орбитами трех атомов водорода что же касается перекрывания 25-орбиты с 1х-орбитой четвертого атома водорода, то оно не может быть достаточно полным по пространственным условиям. В результате этого должны образоваться [c.30]

Гибридизация. В изолированном атоме углерода в его основном состоянии -оболочка имеет строение 2s 2px2py. Поэтому углерод должен быть двухвалентным элементом, так как он имеет только два неспаренных электрона. Если предположить, что один электрон с орбитали 2s поднят (с затратой энергии) на свободную орбиталь 2р , углеродный атом должен приобрести электронную структуру s 2s2px2py2pi с одним неспаренным электроном на каждой орбитали L-оболочки (рис. 12). При этом он должен быть способен образовать [c.28]

Образовавшийся о-комплекс уже не обладает ароматической структурой это нестабильный карбокатион, в котором четырея-электрона в делокализованном состоянии распределены между пятью углеродными атомами , тогда как шестой углеродный атом переходит в насыщенное состояние (яр -гибридизация).Вступивший заместитель X и атом водорода находятся в плоскости, перпендикулярной плоскости шестичленного кольца. 0-Комплекс — это промежуточный продукт, образование и структура которого были доказаны рядом методов, в частности спектроскопией. [c.121]

Молекулярноорбитальная модель бензола выглядит следующим образом каждый атом углерода в кольце рассматривается как находящийся в состоянии р2-гибридизации и образующий три р -гибридных о-связи с валентными углами 120°. Все атомы, образующие молекулу, расположены в одной плоскости. На образование трех связей (двух С—С и одной С—II) каждый углеродный атом затрачивает три из четырех своих валентных электронов. Оставшиеся шесть электронов углеродных атомов располагаются на р-орбиталях (оси которых перпендикулярны к плоскости ядра) по одному у каждого атома углерода. Так как атомы углерода находятся на равных расстояниях в кольце, то р-орби-таль центрального атома углерода в любом из трех последовательных атомов образует л-связь, перекрываясь в равной степени с р-орбиталями двух боковых атомов углерода этой тройки. Две образующиеся таким образом молекулярные орбитали сливаются одна с другой с образованием делокализованной молекулярной орбитали (я-орбитали), охватывающей все кольцо, что обеспечивает более стабильное распределение электронной плотности, чем любое другое, при котором электроны рассматриваются попарно локализованными между соседними углеродамч (как в этилене). По этой причине длина связей С—С у бензола лежит между длиной связей простых и двойных, а прочность их значительно выше, чем в этилене. Бензол более стабилен, чем циклогексатриен, структуру которого для бензола предложил Кекуле. Необходимо сообщить довольно большое количество энергии молекуле бензола, чтобы возбудить ее до такого состояния реакционной способности, в котором молекула находилась бы, если бы у нее была структура, предложенная Кекуле. Разность энергий фактической молекулы и структуры Кекуле в основном возникает за счет делокализации я-электронов, и ее называют энергией делокализации молекулы она составляет 36 ккал/моль. [c.21]

Рассматриваемая схема (табл. I) построена следующим образом. Проведена классификация простых связей углерод — углерод в зависимости от состояния гибридизации атомов углерода, образующих связь, а также от того, в какой группировке они находятся. При классификации связей углерод — водород учитывалось как состояние гибридизации атомов углерода, так и число атомов водорода, с которыми связан данный углеродный атом. Аналогичная классификация проводится для полифторпроизводных. Для остальных связей принималось во внимание только состояние гибридизации атома углерода. Для некоторых групп приведены групповые вклады без разделения на вклады отдельных связей, поскольку такое разделение требует введения дополнительных предположений и может носить произвольный характер. [c.10]

С другой стороны, винильная группа проявляет —/-эффект, поскольку углеродный атом в состоянии вр -гибрндизации более электроотрицателен, чем при хр -гибридизации. Индуктивный эффект заместителя в большей мере стабилизирует конечное состояние, чем исходное, и, следовательно, вызывает увеличение кислотности акриловой кислоты по сравнению с пропионовой. Вклад индуктивного эффекта оказывается более важным, так как акриловая кислота все же сильнее пропионовой (Др/Са = 0,62). [c.52]

Эти функции, подобно < >1 и г, имеют максимальные значения, равные 2,0, в направлениях, образующих тетраэдрические углы как между собой, так и с направлениями, соответствующими максимальным значениям двух других связывающих собственных функций. Поэтому ясно, что комбинация, или гибридизация, х- и р-орбит, приводя к образованию так называемых тетраэдрических орбит, составляет кваптовомеханиче-скую основу хорошо известной тетраэдрической конфигурации углеродного атома, встречающейся в алмазе и в алифатических соединениях. Значение валентных углов будет, повидимому, точно совпадать с величиной угла правильного тетраэдра только в том случае, когда углеродный атом связан с четырьмя одинаковыми атомами или группами. Если же группы различны, то углы могут отличаться в небольшой степени от идеального значения 109° 28. [c.128]

Важно знать, как зависят энергии различных состояний (рис. 22) от вращения одной из СН 2-групп относительно другой. Точные расчеты до сих пор недоступны, и поэтому приходится действовать до некоторой степени эмпирически. Можно предположить, во-первых, что при таком вращении все о-связи остаются по существу неизменными и меняются лишь л-связи. Если это так, то каждый углеродный атом сохраняет свою тригональную гибридизацию и мы имеем дело лшпь с двухэлектроннои проблемой. Симметрия [40] молекулы вследствие искажений понижается от до >2, но это не сказывается на форме разрешенных молекулярных орбиталей Хх и Хг в (256). Однако интеграл перекрывания 8 между г 5а и т]) уменьшается по мере того как угол попорота О повышается и приближенно выражается [c.92]

Во всяком случае имеется много успешных расчетов (по методу ВС и МО-ЛКАО), основанных на классической модели Виланда, согласно которой углеродный атом, где разыгрывается процесс замещения, меняет свою гибридизацию таким образом sp sp sp [86, 87, 94, 170, 173, 175, [c.404]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология