Углерод гибридизация атомных орбиталей

Рис. 16.1. Электронная структура и гибридизация атомных орбиталей углерода в алканах

Диоксид углерода СО2 широко распространен и имеет большое применение. Молекулы 0=С=0 из-за sp-гибридизации атомных орбиталей углерода (см. гл. П1, 4) имеют линейную форму и неполярны. При обычных условиях это — бесцветный газ ( возг=—78,5°С), умеренно растворимый в воде (1 об. в 1 об. Н2О). [c.279]

Гибридизация атомных орбиталей характерна не только для соединений углерода. Представление о гибридизации необходимо использовать всегда при объяснении образования связей за счет электронов, которые в атомах принадлежат к разным орбиталям, не очень сильно отличающимся по энергии Значительное различие энергаи электронов препятствует гибридизации). [c.93]

Любой атом углерода, имеюш ий четыре одинарные связи, имеет тетраэдрическое расположение связей, и, следовательно, валентный угол X — С—X (X = Н, Г, С1, Вг и т. д.) в соответствуюш их молекулах всегда равен 109°28. Так, например, на рисунке 3.3 изображена молекула этана, в которой оба атома С имеют тетраэдрическое расположение связей. Теоретическое обоснование структуры подобных молекул впервые было предложено Л. Полингом на базе гибридизации атомных орбиталей — в данном случае в атоме углерода реализуется 8р -гибридизация (см. также следуюш ую задачу). [c.34]

В случае хр -гибридизации у атома углерода появляются три гибридные орбитали и сохраняется одна негибридная р-орбиталь. Гибридные орбитали находятся в одной плоскости под углом 120° относительно друг друга, а р-орбиталь расположена перпендикулярно этой плоскости. Соответственно атом углерода образует три а-связи с атомом углерода и атомом водорода и одну л-связь с атомом углерода. При хр -гибридизации атомных орбиталей у двух атомов углерода образуются алкены — непредельные углеводороды с одной двойной связью [c.302]

Гибридизация атомных орбиталей. Часто в образовании нескольких химических связей участвуют различные атомные орбитали одного и того же атома. Например, в молекуле метана четыре химические связи образованы путем перекрывания трех р- и одной s-орбитали атома углерода с четырьмя s-орбиталями атомов водорода. Так как энергия и форма s- и р-орбиталей различны, то можно было бы ожидать, что одна из четырех свя- [c.42]

В последующих курсах по органической химии студенты будут встречать еще одно вводимое здесь представление - гибридизация атомных орбиталей. Преподаватель должен сам рещить, как ему быть с введением математического описания гибридизации, но в любых курсах обязательно следует обратить внимание учащихся на направленный характер полученных гибридных орбиталей и соответствующую молекулярную геометрию. Раздел о кратных связях в соединениях углерода можно использовать для иллюстрации основных положений метода гибридизации орбита-лей. [c.577]

В алмазе все атомы углерода образуют друг с другом по четыре а-связи, углы между которыми составляют по 109° из-за sp -гибридизации атомных орбиталей. Вследствие этого все атомы, образующие толщу алмаза, связаны сетью ковалентных связей длиной 0,154 нм в одну трехмерную макромолекулу (см. рис. 32, а). Это придает алмазу наивысшую твердость, высокое лучепреломление. Он не проводит электрический ток (см. табл. 24), электризуется при трении химически инертен (кислотоупорен), при прокаливании в кислороде окисляется до СОг. При нагревании свыше 2000°С (без доступа воздуха) превращается в графит. По типу гибридизации атомных орбиталей, участвующих в связях, алмаз родствен насыщенным углеводородам — гомологам метана СН4. [c.273]

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]

При образовании химических связей может происходить зр -, s/7 - или 5/7-гибридизация атомных орбиталей углерода. [c.301]

Укажите тип гибридизации атомных орбиталей каждого атома углерода. [c.40]

Имеются и другие возможные пути гибридизации атомных орбиталей углерода. Например, можно смешать одну 2з- и две 2р-орбитали и получить вр -гибридные орбитали, которые 2 [c.19]

Часто в образовании нескольких химических связей участвуют различные атомные орбитали одного и того же атома. Например, в молекуле метана четыре химические связи образованы путем перекрывания трех р- и одной -орбитали атома углерода с четырьмя -орбиталями атомов водорода. Так как энергия и форма - и р-орбиталей различны, то можно было бы ожидать, что одна из четырех связей в молекуле метана будет отличаться от других связей по прочности и по характеру направленности. Однако эксперименты показали, что все четыре связи в молекуле метана равноценны. Этот и другие подобные факты удалось объяснить при помощи теории гибридизации атомных орбиталей. [c.49]

Вторая неполная форма гибридизации 2з 2р 2д 2р . Эта форма гибридизации орбиталей углеродного, атома, изображенная на рис. 217, сохраняет две р-орбитали, расположенные под прямым углом, и получает две гибридные орбитали, расположенные по одной оси, перпендикулярной плоскости, образованной р-орби-талями. Таким образом, атом углерода в этом состоянии вновь описывается системой прямоугольных координат. Этой форме гибридизации атомных орбиталей атома С соответствует третья аллотропическая модификация углерода — карбин, представляющая собой нитевидные кристаллы (рис. 218). [c.444]

Наряду с упомянутыми выше, существует множество других способов регулярного заполнения трехмерного пространства атомами углерода. Некоторые из них описаны в книге Уэльса , который использовал для этой цели бесконечные графы с координатами. Построение сетей из тригональных атомов углерода описано в работе , в которой показано, что наряду с алмазом, фафитом и карбином, в которых в идеальном случае реализуются sp -, sp - и sp-гибридизации атомных орбиталей, возможно существование кристаллических модификаций углерода с промежуточным типом гибридизации, а также смешанных форм углерода, содержащих тетрагональные, уголковые и тригональные атомы. [c.45]

Описанный выше тип гибридизации атомных орбиталей углеродного атома не единственный. Поскольку в нем принимают участие кроме атомной 25-орбитали все три 2р-орбитали углерода, этот тип гибридизации обозначается символом (рис. 43). [c.257]

Молекула диоксида углерода линейная это отвечает sp-гибри-дизации атомных орбиталей углерода. Помимо а-связей, валентный угол между которыми для молекулы СО2 равен 180°, здесь осуществляется и It-связывание углерод—кислород, которое приводит к упрочнению молекулы. Молекула диоксида серы угловая тип гибридизации атомных орбиталей серы — sp . Один из углов незавершенного треугольника, отвечающего данному типу гибридизации, занимает неподелен- [c.63]

Выше мы изложили традиционные квантовохимические представления о гибридизации атомных орбиталей на традиционных примерах (СО2, НС СН, Н2С==СН2, СН4, ВРз и т. д.). Однако эти представления, которые по праву можно назвать классическими, в ряде случаев оказываются неприменимыми. Одним из таких случаев является молекула 1,б-дикарба-/сло-зо-гексаборана (рис. 36), где четырех валентных АО углерода недостаточно для построения пяти ортогональных ГАО. Однако при отказе от требования ортогональности, как было показано С. Г. Семеновым, удается построить линейно-зависимый набор неорто-гональных ЛМО, преобразующихся друг в друга при операциях симметрии Оц1- Эти 15 ЛМО (6 двухцентровых, локализованных на связях СН и ВН 8 трехцентровых, локализованных на связях СВг и одна четырехцентровая, тождественная канонической 1 2г-М0, охватывающей атомы бора) с электронными заселенностями 2, не могут быть переведены унитарным преобразованием в исходные 13 канонических МО (сравни с рассмотренным выше случаем молекулы метана). [c.216]

При хр -гибридизации атомных орбиталей у четырех атомов углерода образуются диены (алкадиены) — непредельные углеводороды с двумя двойными связями. 5р -Гибридизация шести атомов углерода приводит к замыканию шестичленногр кольца и возникновению плоской молекулы бензола. У каждого атома углерода имеется также по одному негибридизованному р-элек-трону, который в случае бензола является нелокализованным. Эти шесть р-электронов образуют сопряженные л-связи и принадлежат всем атомам углерода в молекуле. Поэтому молекула [c.302]

Гибридизация атомных орбиталей. Возбужденный атом бериллия имеет конфигурацию 2з 2р , возбужденный атом бора — 2з 2р и возбужденный атом углерода — 2з 2р . Поэтому можно считать, что в образовании химических связей могут участвовать не одинаковые, а различные атомные орбитали. Например, в таких соединениях как ВеСЬ, ВСЬ, ССЦ должны быть неравноценные по прочности и направлению связи, причем 0-связи из р-орбиталей должны быть более прочными, чем связи из -орбиталей, так как для р-орбиталей имеются более благоприятные условия для перекрывания. Однако опыт показывает, что в молекулах, содержащих центральные атомы с различными валентными орбиталями (5, р, й), все связи равноценны. Объяснение этому [c.99]

Вернемся к рассмотрению пространственной структуры молекулы воды. При ее образовании происходит sp -гибридизация атомных орбиталей кислорода. Именно поэтому валентный угол НОН в молекуле Н2О (104,5°) близок не к 90°, н к тетраэдрическому углу ( 109,5°). Небольшое отличие этого угла от 109,5° 10ЖН0 понять, если принять во внимание неравноценность состояния электрон- ibix об.,1аков, окружающих атом кислорода в молекуле воды. В самом деле, в молекуле метана все восемь электронов, занимающие в атоме углерода гибрид- [c.138]

Объясните, почему атомные орбитали к темния(1У) могут находиться в sp rf -гибpидн,з iцни, но этот же тин гибридизации не реализуется в соединениях углерода (IV). Приведите конкретные примеры соединений кремния с гибридизацией атомных орбиталей типа sp d . [c.79]

Модель гибридизации атомных орбиталей. Обычно химические связи образуются за счет электронов разных энергетических состояний атома. Так, у атомов бериллия (2я22р ), бора (2з 2р ) и углерода (2з 2рЗ) в образовании связей одновременно принимают участие как э-, так и р-электроны. Несмотря на различие форм исходных электронных облаков, связи, образованные с их участием, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В молекулах ВеСЬ, ВС1з и ССЦ, например, валентный угол С1ЭС1 равен 180°, 120° и 109°28 соответственно [c.83]

Здесь же приводятся основные положения теории строения органических соединений А. М. Бутлерова рассматриваются современные квантово-механические представления об электронном строении атома углерода в органических соединениях, базирующиеся на гипо езе о гибридизации атомных орбиталей, которая была предложена в 50-х гг. выдающимся американским химисом, лауреатом Нобелевской премии Лайнусом Полингом. [c.426]

Гибридизация атомных орбиталей. Возбужденный атом бериллия имеет конфигурацию 2х 2р , возбужденный атом бора — 2х 2р и возбужденный атом углерода —,2з 2р . Поэтому можно считать, что в образовании химических связей могут участвовать не одинаковые, а различные атомные орбитали. Например, в таких соединениях, как ВеСЬ, ВС1з, ССЬ, должны быть неравноценные по прочности и направлению связи, причем (Т-связи из р-орбиталей должны быть более прочными, чем а-связи из -орбиталей, так как для р-орби- [c.106]

Строение кольца бензола определяется формой гибридизации атомных орбиталей углеродного атома и, несмотря на наличие трех двойных связей, обладает очень в1э1С0К0Й устойчивостью. Если в молеку.- е бензола нет замещающих водород атомов или функциональных групп, то все атомы углерода в кольце бензола равноценны и л-связи, возникающие за счет р-орбиталей гибридизированных соседних атомов, могут мигрировать между парами атомов, создавая общую молекулярную л-орбиталь. На рис. 219 схематически показано строение цикла бензола. При наличии замещенных атомов водорода и возникновении более полярных связей распределение электронов в атомах, находящихся в различных положениях от замещенного атома водорода, изменяется. [c.461]

Установлена принципиальная возможность существования новых кристаллических структур углерода с sp -гибридизацией атомных орбиталей, топологически отличных от известных модификаций фафита, алмаза и карбина. Подобные структуры возникают в результате образования ковалентных связей между спирально расположенными углеродными цепочками. Хотя кинетически образование таких полимеров углерода зафуднено, но термодинамически они, по-видимому, устойчивы из-за наличия [c.39]

В терминах гибридизации атомных орбиталей двойная связь образована за счет перекрывания вдоль линии С-С-связи зр -гибридных орбиталей атомов углерода (о-связь) и бокового перекрывания негибриди-зованных углеродных р-орбиталей (л-связь). [c.66]

Различия в характере гибридизаций атомных орбиталей углерода, He yiiiero ординарную (ст) и двойную (тс) связи, приводят не Только к конфигурационным различиям в структуре соответствующих фрагментов органических молекул, но и к появлению ряда новых свойств. [c.45]

Это связано с разной гибридизацией атомных орбиталей углерода и кремния. Углерод в Og находится в состоянии sp-гибри-дизации. Остающиеся негибридными две 2р-орбитали углерода образуют я-связи с кислородом, в результате чего все связи СиО замы- [c.508]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология