Углерод тетраэдр

Четыреххлористый углерод (тетраэдр) [c.355]

Немецкий химик Иоганн Фридрих Вильгельм Адольф фон Байер (1835—1917) использовал в 1885 г. идею трехмерного строения молекул для изображения пространственного строения циклических соединений (в виде плоских колец). Если четыре связи атомов углерода направлены к четырем углам тетраэдра, то угол между любыми двумя связями составляет 109°28. Байер утверждал, что в любом органическом соединении атомы располагаются, как правило, так, что углы между связями атома углерода примерно соответствуют приведенному значению. Если же по какой-либо причине угол меняется, то атом оказывается в напряженном состоянии. [c.90]

Относительное расположение атомов водорода и углерода для тетраэдрической молекулы метана СН4 приведено на рис. 43. Как видно Hi рисунка, правильный тетраэдр [c.63]

Углерод Углерод в бензольном кольце 0,77 0,67 0,77 0,60 0,695 0,77 Ординарная Двойная ) Ординарная 1 Тройная В кольце ) Снаружи кольца Правильный тетраэдр, углы между связями 108 Связи в одной плоскости 124° 112° С- / 124° Линейная система связей Связи в одной плоскости 120° И2° С— у 120° [c.65]

Если в гибридизации участвуют одна 5- и три р-орбитали (5о - г и б р и д и 3 а ц и я), то в результате образуются четыре гибридные 5р -орбитали, вытянутые в направлениях к вершинам тетраэдра, т. е. ориентированные под углами 109 28 друг к другу (рис. 42). Такая гибридизация осуществляется, например, в возбужденном атоме углерода [c.138]

III.9). Такая геометрическая фигура называется тетраэдром. Объяснить такое строение можно, предположив, что четыре пары электронов, окружающие атом углерода, стремятся находиться как можно дальше друг от друга, поскольку все они заряжены отрицательно. Связи направлены к вершинам тетраэдра и угол между ними равен 109,5°. [c.188]

Геометрическая фигура. Связи атома углерода в молекулах алканов направлены из центра к вершинам правильного тетраэдра [c.548]

Четыре гибридные орбитали атома углерода расположены под углом 109 5° друг к другу, они направлены к вершинам тетраэдра, [c.86]

МОЖНО привести алмаз, в котором каждый атом углерода связан с четырьмя другими атомами углерода в направлении от центра тетраэдра к его вершинам (рис. 3). Таким образом создастся устойчивая восьмиэлектронная орбита около каждого атома углерода и вместе с тем каждый атом углерода приобретает по четыре ковалентных связи. Обилием ковалентных связей и высокой степенью симметрии решетки алмаза объясняется его исключительно высокая твердость. [c.9]

Рассмотрим молекулу метана — простейшего органического соединения. Атом С находится в центре тетраэдра, атомы Н — в вершинах последнего. Все расстояния С—Н одинаковы, углы НСН равны 109 28. Для метана, как и для воды, молекулярные орбитали многоцентровые. Если записать их как линейные комбинации атомных орбиталей, надо учесть четыре 15-АО водородных атомов д, 5в, 5с и о и четыре внешние орбитали атома углерода 2 , 2р , 2ру и 2р , всего восемь АО (1 -электроны углерода сохраняют атомный характер). Молекулярных орбиталей образуется также восемь четыре связывающих, на которых в основном состоянии молекулы разместятся восемь валентных электронов и четыре разрыхляющие, свободные от электронов. Это обеспечивает высокую стабильность молекулы СН4. Все восемь молекулярных орбиталей метана можно изобразить одной формулой (для упрощения опустим коэффициенты при АО) [c.99]

Углеродный атом в алканах удерживает связанные с ним атомы по осям правильного тетраэдра. Из рентгеноструктурных данных известно, что в алканах центры атомов углерода расположены на расстояниях 0,154 нм, а расстояние от центра атома углерода до центра атома водорода равно 0,11 ни. Тем не менее, поскольку поворот вокруг связи С—С соверщается легко и почти без затраты энергии, то углеродная цепь может принимать различные конформации, вплоть до спиральной [c.113]

Атомы водорода в группах СН2 расположены попарно в плоскостях, перпендикулярных плоскости зигзагообразной цепи, образованной атомами углерода. Молекула алкана нормального строения представляет собой тетраэдр, в центре которого находится атом углерода, а валентные связи направлены к его вершинам (рис. 1). [c.186]

Примером вещества с атомной решеткой является алмаз. Его кристаллическая решетка состоит из атомов углерода, каждый из которых связан ковалентными связями с четырьмя соседними атомами, размещающимися вокруг него в вершинах правильной трехгранной пирамиды — тетраэдра. Поскольку ковалентная связь образуется в результате перекрывания орбиталей соединяющихся атомов, которые имеют вполне определенную форму и ориентацию в пространстве, то ковалентная связь является строго направленной (в отличие от ионной связи). Этим, а также высокой прочностью ковалентной связи объясняется тот факт, что кристаллы, образованные атомами, имеют высокую твердость и совершенно непластичны, так как любая деформация вызывает разрушение ковалентной связи (например, у алмаза). Учитывая, что любые изменения, связанные с разрушением ковалентной связи в кристаллах (плавление, испарение), совершаются с большой затратой энергии, можно ожидать, что у таких кристаллов температуры плавления и кипения высоки, а летучесть очень мала (например, у алмаза температура плавления составляет 3500 °С, а температура кипения —4200 °С). [c.42]

Чаще всего органические оптически активные молекулы содержат один или более асимметрических атомов углерода, который связан с четырьмя различными заместителями, расположенными в вершинах тетраэдра, в центре которого находится атом углерода (рис. 19, а). Наличие в молекуле асимметрических атомов углерода — наиболее распространенный вид асимметрии. Другим типом асимметрии обладает молекула, закрученная в спиральную структуру. На рис. 19, б вычерчены правая спиральная структура и ее зеркальный антипод — левая спиральная структура. Молекула, свернутая в спираль одного и того же направления, будет оптически активна, даже если она не содержит асимметрических атомов. [c.35]

Комбинация четырех орбиталей — одной а- и трех р-типа — приводит к 5р -гибридизации, при которой четыре гибридные орбитали симметрично ориентированы в пространстве под углом 109°28 (рис. 45) к четырем вершинам тетраэдра. Тетраэдрическое расположение связей и форма тетраэдра характерны для многих соединений четырехвалентного углерода, например [c.67]

Ле Бель и в особенности Вант-Гофф поэтому сочли возможным предположить, что четыре группы, связанные с одним углеродным атомом, должны быть расположены не в одной плоскости. Если это расположение симметрично, то оно является правильно тетраэдрическим, т. е, четыре заместителя занимают углы правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. Если расположение -несимметрично, то заместители занимают углы неправильного тетраэдра. [c.131]

Предположение, что на первой стадии действительно происходит гомолитический разрыв связи углерод—галоген, а не синхронная передача атомом магния двух валентных электронов атомам углерода и галогена, подтверждается тем, что оптически активные алкилгалогениды, в которых атом галогена связан с асимметрическим атомом углерода, в процессе реакции полностью рацемизуются. В настоящее время полагают, что неспаренный электрон, оказавшийся в одном из углов тетраэдра, в отличие от пары электронов неспособен закрепить конфигурацию образовавшегося радикала. [c.257]

Производные метана. — Так как атом углерода тетраэдри- [c.48]

Из всех простых веществ алмаз имеет максимальное число атомов, приходящихся на единицу объема, — атомы углерода упакованы в алмазе очень плотно. С этим, Рис- И7. Структура а.и-а также с большой прочностью связн в углеродных тетраэдрах связано то, что по м1жлу твердости алмаз превосходит все известные [c.433]

Все четыре ковалентных связи з глерода в метане (и в друг подобных соединениях) равноценны и симметрично нанравло в пространстве. Атом углерода находится как бы в центре тетр эдра (правильной четырехгранной пирамиды), а четыре соед неииых с ним атома (в случае метана — четыре атома водорода)-в вершинах тетраэдра (рис. 120). Углы между направлениял любой пары свя.зей (валентные углы углерода) одинаковы н с ставляют 109° 28. [c.454]

Это объясняется тем, что в атоме углерода, когда он образуе ковалентные связи с четырьмя другими атомами, из одной 5- I трех р-орбиталей в результате р -гибридизации образуются че тыре симметрично расположенные в пространстве гибридные вр -( рбнтали, вытянутые в направлении к вершинам тетраэдра. [c.454]

В КГ1Т0ПЫХ асимметрический атом углерода (оп в формуле помечем звездочкой) находится в центре тетраэдра. Нетрудно заметить, что эти модели невозможно совместить в пространстве они нот. строены зеркально и отображают пространственную конфигурацию молекул двух различных веществ (в данном примере молочных кислот), отличающихся некоторыми физическими, а главным образом, биологическими свойствами. Такая изомерия называется зеркальной стерео изомерией, а соответствующие изомеры— зеркальными изомерами. Различие в пространственном строении зеркальных изомеров может быть представлено и при помощи структурных формул, в которых показано различное расположение атомных групп при асимметрическом атоме например, для приведенных на рнс. 130 зеркальных изомеров молочной кислоты [c.462]

По внутреннему строению карборунд представляет собой как бы алмаз, в отором половина атомов углерода равномерно заменена гтомамн кремния, (аждый атом углерода находится в центре тетраэдра, в вершинах которого рас-юложены атомы кремния в свою очередь каждый атом кремния окружен по-(обным же образом четырьмя атомами углерода. Ковалентные связн, соединяю-цле все атомы в этой структуре, кан и в алмазе, очень прочны. Этим объяс-1яется большая твердость карборунда. [c.509]

Метан, СН4, имеет четыре эквивалентных атома водорода, присоединенных к центральному атому углерода. Для соединения с четырьмя атомами водорода углероду приходится использовать все свои валентные орбитали. Путем гибридизации одной 2з- и трех 2р-орбиталей можно получить четыре эквивалентные 5р -гибридные орбитали (рис. 13-5). Каждая 5р -ги-бридная орбиталь имеет на одну четверть 5-характер и на три четверти р-характер. Все четыре хр -орбитали направлены к вершинам правильного тетраэдра, поэтому хр -орбитали иногда называют тетраэдрическими гибридами. В результате перекрывания каждой хр -гибридной орбитали с 1х-орбиталью атома водорода образуются четыре локализованные связывающие орбитали. Наилучщее перекрывание между и 1х-орбиталями получается при помещении четырех атомов водорода в вершины правильного тетраэдра, как это показано на рис. 13-6 (где изображен куб, чередующиеся вершины которого образуют вершины упоминаемого тетраэдра). В молекуле метана восемь валентных электронов (четыре от атома углерода и по одному от каждого из четырех атомов водорода), которые должны [c.555]

Теория молекулярных орбиталей позволяет дать и другое объяснение двойной связи в этилене оно основано на представлении о sp -гибридиза-ции валентных орбиталей атомов углерода. Согласно этой модели, две из четырех sp -орбиталей каждого атома углерода перекрываются с двумя аналогичными орбиталями другого атома углерода. В этом случае два углеродных тетраэдра имеют общее ребро, подобно тому как это было описано ранее для. BjHg (см, рис. 13-9). Однако суммарное перекрывание атомных орбиталей в рамках этой модели оказывается меньшим, чем в рамках модели с sp -гибридизацией, откуда следует, что связь должна быть не столь прочной. Кроме того, тетраэдрическая модель с двумя изогнутыми связями предсказывает, что угол Н—С—Н ближе к тетраэдрическому значению 109,5°, чем к значению 120°, основанному на представлении о хр -гибридизации. Экспериментально наблюдаемое значение этого угла (117°) свидетельствует в пользу модели двойной связи, изображенной на рис. 13-19, а не в пользу модели с изогнутыми связями, основанной на представлении о sp -гибридных орбиталях углерода. [c.568]

Связп, образованные р-электронами, должны быть более прочными, так как р орб1гтали более вытянуты от ядра, чем 5-орбиталь, II сильнее перекрывают орбитали других атомов, образующих связь с углеродом. Однако, как мы знаем, все вязи атома углерода равноценны и направлены к вершинам тетраэдра (угол между ними составляет 109,5°). [c.85]

В решетке алмаза каждый атом углерода связан четырьмя ковалентными связями с, четырьмя другими атомами. Ячейка этой решетки построена следующим образом. К.14 атомам, составляющим граиецентрированиое кубическое расположение, добавляется еще 4. Последние располагаются внутри куба в центре тетраэдров, образованных атомом, находящимся в вершине куба, и его тремя ближайшими соседями, расположенными в центрах граней. Координационное число атомов в ре-ujeTKe алмаза равно 4. [c.148]

Молекулы, состоящие из пяти атомов.. Молекулы, в которых один атом одного элемента связан с четырьмя атомами другого элемента, образуются за счет взаимодействия 5- или р-электронов одного атома с 5- илн р-электронами четырех других атомов. В этих случаях молекулы имеют форму тетраэдра. Примерами являются молекулы метана СН4 и тетрафторида углерода F . В н,еитре тетраэдра располагается атом углерода, гибридные электронные облака которого перекрываются с 5-эле.ктрош1ыми облаками атомов водорода или р-электронньгми облаками атомов фтора, располагаюн ихся в вершинах тетраэдра. [c.61]

По числу неспаренных электронов атом углерода образует четыре связи, атом азота—три, а атом кислорода образует две связи (рис. 46). В молекуле H3N одна из 5р -гибридных орбиталей занята несвязывающей электронной парой, в молекуле Н2О две орбитали заняты несвязывающими электронными парами. Поэтому если молекула СН4 имеет форму тетраэдра, то молекула H3N— форму тригональной пирамиды, а молекула Н2О — угловую форму. [c.68]

Число локализованных электронных пар центрального атома и пространственная конфигурация некоторых молекул приведены в таблице К). Так, с помощью модели локализованных электронных пар нетрудно показать, что к молекулам типа АВ4, АВзЕ, АВ2Е2 (Е — несвязывающая электронная пара) относятся молекулы СН4, H3N и Н2О соответственно. Молекула СН4 имеет форму тетраэдра с атомом углерода в центре, а в молекуле H3N одна из вершин тетраэдра занята несвязывающей электронной парой, и молекула поэтому имеет форму тригональной пирамиды. В молекуле Н2О две вершины тетраэдра заняты электронными парами, а сама молекула имеет угловую форму. [c.68]

Если же два углеродных атома связаны между собой двумя единицами валентности, как это постулирует гипотеза двойной связи, то свободное вращение их относительно друг друга становится невозможным, так как оно постоянно вызывало бы разрыв двойной связи, что повлекло бы за собой разъединение обоих атомов углерода. Следовательно, наличие двойной углеродной связи должно обусловливать БПОл е определенное, постоянное расположение молекулы в пространстве, изображенное на рис. 3 (четыре валентности углеродных атомов направлены в углы тетраэдра) [стр. 131] [c.45]

Атом углерода должен был бы образовывать две связи, расположенные под прямым углом друг к другу, так как атомные р-облака взаимно перпендикулярны (см. рис. 6а). Однако, в действительности, углерод является четырехвалентным, и образуемые нм связи (например, в метане) направлены к вершинам тетраэдра. По Полингу, это объясняется тем, что 25- и 2р-состоянйя почти вырождены (т. е. энергия р-состояния лишь немногим больше энергии в-состояния), вследствие чего в момент образования связей оказывается возможной суперпозиция (смешивание, гибридизация) состояний углерода, и один из двух спаренных 25-электронов переходит на свободную 2р-орбиту. В результате у атома углерода оказывается четыре валентных электрона [c.50]

Пространственное строение этих оптически активных молекул можно себе представить таки.м образом, что атом олова в соли метилэтилпропилолова расположен в центре тетраэдра, в четырех верщинах которого находятся заместители в этом случае соотношения были бы такими же, как у соединений углерода. [c.187]

Если представить себе, что атом углерода, как впервые предполо-нсили Лс Бель и Вант-Гофф, расположен в центре правильного тетраэдра и имеет 4 валентности, направленные к углам тетраэдра, то угол между этими направлениями валентных сил составит 109°28. Если же два атома углерода, затрачивая по две единицы валентности каждый, соединятся между собой, образуя этиленовое производпое, то каждая [c.303]

Если атом азота связан двумя валентностями с атомом углерода, при котором находятся два различных замос1итсля, то система азотного тетраэдра может расположиться двумя различными способами [c.634]

Каждая стрелка изображает электрон с определенным направлением спина. Изображенная на рис. 1-1, а схема электронных состояний соответствует двухвалентному атому углерода. Это обозначается так 2а 2р . На самом деле атом углерода четырехвалентен и записывается 1б 2з 2р , т. е. один электрон (рис. 1-1, б) из 25 -состояния переходит в 2р -состояние. Четыре электрона — один в состоянии 2з и три в состоянии 2р — образуют эквивалентные гибридные электронные орбитали SJ . Атомы углерода в зр -состоянии образуют кубическую гранецен-трированную решетку алмаза, состоящую из регулярных тетраэдров. В центре тетраэдра размещается атом углерода, связанный с четырьмя атомами углерода, находящимися в вершинах тетраэдра. [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология