Этилен электронное строение

Пространственное и электронное строение алкинов рассмотрим ниже на примере ацетилена. Молекула ацетилена линейна. Длина связи С=С равна 0,120 нм. Длина С-Н-связи меньше, чем в этилене и этане и равна 0,106 нм. [c.309]

Плоское строение молекулы и угол между связями 120 позволяют в методе ЛМО считать, что в локализованных а-связях атом углерода участвует гибридными хр -орбиталями. Каждый атом углерода участвует своими тремя электронами в трех таких о-связях двух С—Н и одной С—С. Еще одну связь С—С образуют не участвующие в гибридизации р -электроны, по одному от каждого атома. Так как р -орбитали направлены перпендикулярно плоскости молекулы, их перекрыванием образуется я-орбиталь, электронная плотность которой располагается над и под плоскостью молекулы. Таким образом, связь С=С оказывается двойной симметричной о л -связью. Разделяя связь между углеродными атомами в этилене на о- и л-связь и принимая энергию разрыва о-связи равной Е (С—С) = 347 кДж/моль. можно приписать л-связи в этилене энергию 250 кДж/моль. Таким образом, л-связь (С—С) в этилене менее прочна, чем а-связь, и легче разрывается, чем объясняется склонность этилена к реакции присоединения. [c.107]

Квантовомеханическое представление подтверждается прямыми доказательствами. Методом дифракции электронов, дифракции рентгеновских лучей и спектральными методами было показано, что ацетилен представляет собой линейную молекулу (рис. 8.5). Длина связи С—С в ацетилене равна 1,20 А (12,0-10 нм) по сравнению с 1,34 А (13,4 10" нм) в этилене и 1,54А(15,4-10 нм) в этане. Строение тройной связи, как и двойной, подтверждается (хотя и путем получения отрицательных результатов) данными о числе изомеров. Как видно из моделей, линейное расположение связей делает невозможной геометрическую изомерию действительно, геометрические изомеры, обусловленные наличием тройной связи, неизвестны. [c.230]

Практически все известные для этиленовых соединений реакции электрофильного присоединения можно провести и с ацетиленовыми углеводородами и их производными. Однако вследствие большей электроотрицательности 5 г7-гибридных атомов углерода ацетилена я-электроны тройной связи более жестко связаны с ядрами, чем в этилене. На это, в частности, указывают значения потенциалов ионизации двойной (10,50 эВ) и тройной (11,40 эВ) связей. Электро-нодонорные свойства тройной связи ниже, чем у двойной, поэтому ацетиленовые соединения вступают в реакции с электрофилами примерно в 10 раз труднее, чем близкие нм по строению этиленовые. Для ускорения этих реакций рекомендуется применение катализаторов. Наиболее часто используются апротонные кислоты (галоге-ниды алюминия, бора, меди н ртути) [c.118]

По химическим свойствам этилен резко отличается от метана, что обусловлено электронным строением его молекулы. Имея в молекуле двойную связь, состоящую из (Т- и я-связей, этилен способен присоединять два одновалентных атома или радикала за счет разрыва я-связи. [c.289]

С помощью сложных физических исследований было доказано, что электронное строение двух связей, соединяющих атомы углерода, например в. этилене НгС = СНг, различно. [c.42]

Циклопропан — единственный плоский цикл, большое напряжение приводит к его неустойчивости. Ряд химических реакций с циклопропаном протекает с разрывом цикла, что согласуется с особенностями его электронного строения. Вследствие взаимного отталкивания орбиталей атомов углерода их максимальное перекрывание осуществляется не строго по прямой, соединяющей ядра связываемых атомов (рис. 3.6, в), а в некоторой степени приближается к боковому перекрыванию р-АО в этилене. Поэтому образующиеся С—С связи нельзя отнести к обычным а-связям. Они являются промежуточными между а- и л-связями, их называют банановыми , или т-связями. [c.62]

Из рис. 4.8, а и 4.8,6 видно, что перекрывание АО, составляющих л-связь, несколько меньше, чем перекрывание АО, образующих а-связь. Так, например, для двух атомов углерода, находящихся на расстоянии, равном длине связи С—С в этане, отношение интегралов перекрывания для ра и ря составляет 2 ]. В соответствии с критерием максимального перекрывания [условие б , стр. 89] я-связь слабее а-связи , что и служит теоретическим объяснением высокой реакционной способности двойной связи. я-Электроны легче разъединить и связать с другими приближающимися атомами. Дополнительные сведения об электронном строении двойной связи (в частности, в этилене) будут даны в разделе 8.7. [c.116]

Чтобы понять, как характер поглощения связан со строением органического вещества, вернемся к условию Бора Е — Ео = /IV. Чем ближе друг к другу находятся оба энергетических уровня (основной и возбужденный), тем меньше затрата энергии на возбуждение, тем меньшей энергией может обладать действующий квант света, тем, следовательно, меньше его частота (и соответственно больше длина волны). Разность энергий Е — Ед определяется природой возбуждения. Свет видимой и ультрафиолетовой частей спектра обладает энергией, достаточной для возбуждения электронов затрачиваемая на возбуждение энергия определяется в конечном счете подвижностью электронов. Так, электроны 0-связей требуют для своего возбуждения квантов с большой энергией, эти электроны малоподвижны. Поэтому предельные углеводороды, спирты, простые эфиры поглощают лишь в очень далекой ультрафиолетовой области. Этилен, имеющий подвижные л-электроны, поглощает свет при 193 нм. Сопряженные двойные связи в бутадиене, обладая еще большей подвижностью я-электронов, вызывают поглощение уже при 217 нм. В бензоле я-электронная система имеет несколько полос поглощения, наиболее длинноволновая из которых расположена в области 260—270 нм. Нафталин поглощает уже при 314 нм, антрацен — при 380 нм. На этих примерах видно, как с ростом сопряжения (ростом подвижности электронов) поглощение постепенно сдвигается в длинноволновую область — в область квантов со все меньшей энергией. Однако все упоминавшиеся пока соединения бесцветны — их поглощение лежит в ультрафиолетовой области спектра. [c.358]

Электронное строение кратных (двойных и тройных) связей. Согласно современным представлениям, кратные ковалентные (двойные и тройные) связи неодинаковы, т. е. электронное строение двух связей, соединяющих, например, два атома углерода в этилене НгС = СНг, различно. Из четырех- [c.58]

Электронное строение кратных (двойных и тройных) связей. Согласно современным нредставлениям, кратные ковалентные (двойные и тройные) связи не одинаковы, т. е. электронное строение двух связей, соединяющих, нанример, два атома углерода в этилене НаС = СНз, различно. Из четырехвалентных электронов каждого углеродного атома 5- электрон и два / -электрона гибридизируются ( / -гибридизация), образуя три гибридизированных электрона, в некоторой степени аналогичные изображенному на рис. 32, В, а один /5-электрон остается в чистом виде. [c.63]

В ароматическом ряду также осуществляется подобная этилену (так называемая тригональная) гибридизация. Действительно, например, в бензоле каждый атом углерода образует три ст-связи (две с атомами углерода и одна с водородом). Тригональная гибридизация устанавливается в результате того, что все атомы углерода и водорода в бензоле находятся в одной плоскости. При этом атомы углерода образуют правильный шестиугольник, а связи С—Н направлены под углами 120° к связям С—С. Шесть п-электронов расположены перпендикулярно к плоскости молекул. Подобное строение имеют и [c.333]

Таким образом, активный катализатор окисления должен обладать способностью передавать подвергающейся окислению молекуле кислород через свою поверхность. Это служит верным признаком менее высокой энергии активации процесса по сравнению с гомогенным окислением, так как кислород на поверхности находится в более лабильном состоянии. Хотя большинство катализаторов окисления — р-полупроводники, возможно, что серебро (окисляющее этилен) и платина (окисляющая аммиак и двуокись серы) занимают особое положение. Это объясняется тем, что, несмотря на возможное протекание реакции в поверхностном слое окисла, электронное строение аммиака, двуокиси серы и этилена таково, что наличие хемо-сорбированпых ионов кислорода не относится к числу условий, необходимых для окисления. По-видимому, образование ковалентной связи между этими молекулами и поверхностью является более предпочтительным, чем адсорбция их в виде ионов. [c.316]

Строение некоторых из этих молекул легко понять. Так, в случаях (а) и (ж) можно допустить, что два баллона зарядового облака я-связи (см. рис. 4.9) деформируются таким образом, чтобы получалось максимальное перекрывание с орбиталью атома металла (рис. 10.12). При этом в молекуле должны возникнуть некоторые небольщие компенсирующие изменения, поскольку строгое разделение на сг- и я-электроны в этилене [c.317]

Для выяснения этого вопроса в электронном проекторе были обследованы более 20 различ-личных веществ. Полученные результаты приведены в прилагаемой таблице. Все вещества, перечисленные там в I группе соединений, несмотря на наличие среди них молекул с довольно сложным строением, дали лишь одиночные круглые пятна, характерные для молекул двухатомных газов. Совершенно иную картину дали соединения I группы, в число которых входили соединения с кратной связью в молекуле (этилен, ацетилен и бутилен). В этом случае наряду с одиночными пятнами наблюдались фигуры, состоявшие из двух светлых пятен, появлявшихся и исчезавших как одно целое, и иногда из светлых кружочков с темным центром. Размер этих фигур, так же как и в случае одиночных пятен, находился прямой связи с их яркостью, но не зависел от длины молекулы. [c.166]

Дальнейшими важными примерами гибридизации являются молекулы этилена и ацетилена. Этилен изображают обычно с двойной связью между двумя атомами углерода. Если бы орбиты углерода были 5р -гибридными орбитами, то перекрывание в двойной связи было бы незначительным и прочность такой связи должна была бы быть намного меньше удвоенной прочности двух ординарных связей (рис. 27,а). Такое положение и наблюдается на самом деле. Однако существует альтернативное описание связей в этилене, исходящее из установленной экспери-. ментально плоской структуры этой молекулы и рассматривающее возможности образования связей при таком строении. Расчет показывает, что из одной s- и двух р-орбит можно построить три эквивалентные sp -гибрид-ные орбиты , расположенные в одной плоскости и сильно сконцентрированные в направлениях, составляющих друг с другом углы в 120°. Если двумя р-орбитами являются орбиты рх и ру, то плоскостью гибридных орбит будет плоскость д — у. Если использовать теперь эти гибридные орбиты для связей атомов углерода и водорода в плоской молекуле этилена, то последняя должна быть симметричной со всеми валентными углами, равными 120° (рис. 27,6). В действительности значения углов несколько отличаются от этих величин угол С=С—Н составляет около 121,5°, в угол Н—С—Н — около 117°. Однако при тетраэдрической гибридизации sp угол Н—С—Н должен быть равен 109°, а углы С=С—-Н — 125,5°. Это показывает, что sp -гибридизация является лучшим описанием молекулы этилена, чем sp -гибридизация. При этом для связей используются только три электрона каждого атома углерода, а четвертый находится на 2р -орбите. Две 2р - [c.108]

До сих пор мы рассматривали ковалентные связи на основании представлений о перекрывании атомных орбит, при неявном предположении, что электроны, не занятые в связях, занимают такие же орбиты, как и в изолированных атомах. Такая картина позволяет объяснить некоторые качественные характеристики валентности, и при учете пространственной ориентации атомных орбит и введении идеи гибридизации удается дать удивительно хорошее описание геометрии молекул. Однако для некоторых молекул такие представления оказываются непригодными. Лучшим и наиболее хорошо известным примером является молекула бензола, для которой уже давно стали ясны недостатки формулы, предложенной Ке-куле. Если бы в молекуле бензола имелись три двойные связи углерод — углерод, как в структуре Кекуле, то по химическому поведению эта молекула должна была бы напоминать этилен, т. е. легко присоединять галогены и галогеноводороды. Хотя и можно получить продукты присоединения к бензолу, эта молекула обычно дает продукты замещения далее, для разрушения бензольного кольца необходимы очень жесткие условия, тогда как три этиленовые связи должны были бы легко разрываться при окислении. Кроме того, связь С—С в этане длиннее связи С=С в этилене, так что бензол со структурой Кекуле должен был бы быть несимметричным шестиугольником, тогда как на самом деле он является плоским правильным шестиугольником. Плоское строение с углами 120 показывает, что углеродный остов и связанные с [c.117]

Отметим, что я-связь в этилене лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой расположены тригональные 5р -(Т-связи. На рис. 8 это отмечается изображением плоскостей связей. Кроме того, изображается л-электронное облако, причем приводятся вид сбоку и сечение, проходящее через связь вдоль пунктирной линии. Все это наглядно поясняет пространственное строение. [c.37]

Следующее занятие темы Непредельные углеводороды посвящается строению и свойствам ацетилена. Необходимо, чтобы учащиеся поняли, что тройная связь между атомами углерода осуществляется тремя парами электронов, но связь между атомами углерода, как и в этилене, не становится прочнее. Учащиеся должны запомнить, что этиленовые соединения и в еще большей степени ацетиленовые реакционноспособнее, чем парафины. [c.56]

Зависимость вициНальных констант спин-спинового взаимодействия (см. табл. 65, /йн и в замещенных этиленах от конфигурации и эффектов заместителей позволяет использовать эти параметры для интерпретаций различных аспектов электронного строения виниловых соединений. Так, найдены эмпирические соотношения, линейно связывающие значения /нн и /нн " с электроотрицательностью (ЭО) замещающих групп [538, 539]. Соотношения [538] использованы в работе [532] для расчета значений электроотрицательности фрагментов СН2=СНХ и факторов 5, которые позволяют оценйть относительную ориентацию заместителей и их стерическое взаимодействие (см. табл. 67) [c.221]

Модель гибридизации электронных орбиталей не обязательно распространяют на все орбитали атома. Известны случаи, когда модель требует считать часть орбиталей гибридными, т. е. усредненными по энергиям и дополнительно симметризованными по расположению в пространстве, а часть орбиталей — негибридными. Рассмотрим подобный случай на примере некоторых производных углерода. Известно, что строение таких соединений, как этилен С2Н4 и фосген СОО , объясняют одинаковым характером гибридизации орбиталей атомов углерода в этих молекулах. Из четырех одноэлектронных орбиталей атома углерода (одной 5 и трех р) три орбитали считают гибридными, они образуют своим расположением фигуру правильной трехлучевой звезды (зр -гибридизация), а одна р-орбиталь остается негибридной. Она располагается перпендикулярно к плоскости звезды, как показано иа рис, 21.12. За счет гибридных вр -орбнталей атом углерода образует три ст-связи (две —с атомами других элементов и одну —с соседним углеродным атомом, имеющим аналогично расположенную р-орбиталь). [c.256]

Вывод о важной роли дативного взаимодействия с участием о -МО этилена был получен также при исследовании комплекса Ре(СО)4(С2Н4) методом СОП Ха в приближении дискретного варьирования [16]. Расчет предсказывает значительные изменения в электронном строении этилена, обусловленные координацией. Так, полная л- и (т-заселенность перекрывания связи СС уменьшается примерно в 2 раза. При этом верхние одноэлектронные я- и осн-уровни этилена почти не сдвигаются за счет координации, что подтверждается не только расчетом, но и данными фотоэлектронных спектров. Рассчитанный (по Малликену) эффективный заряд на атоме Ре в этом случае не соответствует представлениям о нульвалентном металле ( Ре= + 1,84 е), но электронная плотность довольно равномерно переносится от железа ко всем лигандам (общий заряд на этилене — 0,23 е). [c.273]

Образование кратных связей можно рассмотреть таким же образом. Так, два атома азота, каждый из которых имеет конфигурацию 8 2з-2ру2ру2рсоединяются и образуют тройную связь при спаривании электронов на соответствующих р-орбиталях. Аналогично можно рассмотреть метиленовый радикал НаС , поскольку он имеет два неспаренных электрона, то два радикала соединяются, образуя этилен с двойной связью. Существует один случай, в котором простой метод ВС ведет к качественно некорректному предсказанию электронного строения,— молекула О,. Атом кислорода в основном состоянии имеет конфигурацию 15 25 2р 2ру2р , и поэтому можно ожидать, что два атома соединятся, образуя две двухэлектронные связи. Действительно, для молекулы энергия связи указывает на двойную связь, но эта молекула имеет также два неспаренных электрона, т. е. такое сочетание факторов, которое трудно осмыслить и еще труднее предсказать, опираясь на метод валентных связей. Эта неудача обусловлена не какими-то фундаментальными ошибками в методе ВС, а слишком грубым приближением. Однако метод молекулярных орбиталей (МО) даже в грубом приближении дает правильные результаты для О2, как будет показано в дальнейшем. [c.81]

Поверхность пор угля вымощена преимущественно нейтральными атомами углерода. Поэтому адсорбция на них почти нечувствительна к особенностям электронного строения молекул адсорбатов, которые адсорбируются тем лучше, чем больше молекулярная масса адсорбата. Так, в одних и тех же условиях пропан (СзНв) поглощается углем в больших количествах, чем этан (СгНе), а этан намного больших, чем метан (СН4) и несколько больших, чем этилен (С2Н4). Из смеси веществ уголь всегда будет преимущественно извлекать вещество с самой высокой молекулярной массой. Эта особенность и лежит в основе процессов, связанных с его применением. [c.14]

I), а циклическое переходное состояние согласованной р-ции Дильса-Альдера (этилен -I- бутадиен) по строению напоминает беизол (рис. 1, II). л-Электроны заместителей R и R включаются в общую делокализованную систему электронов. Относит, мерой энергии активащ1и р-ции, а следовательно и P. ., может служить энергия стабилизации переходного состояния (энергия делокализации), т.е. разность между энергией сопряженной системы л-электронов переходного состояния и энергией л-электронов в изолир. реагентах. Энергию стабилизации можно рассчитать полу-эмпирцческими методами квантовой химии, напр, методом Хюккеля. Вычисляя энергию стабилизации, можно предсказывать Р. с, хим. соединения во мн. р-циях (иллюстрации см. на рис. 2). [c.214]

Вскоре в Nature появилась статья Робинсона , который возражает против изображений молекул окиси этилена и циклопропана, предлагаемых Уолшем, и считает, что общепринятое изображение строения этих молекул вполне отвечает их свойствам. Особенно резко Робинсон отрицает аналогию свойств окиси этилена и этилена он считает, что по химическим свойствам окись этилена более сходна с ацетальдегидом, так как в первой фазе реакций олефины ведут себя как анионоиды, а ацетальдегид и окись этилена — как катионоиды, т. е. этилен начинает взаимодействовать с отдачи электрона, а окись этилена — с получения электрона. Робинсон отрицает также правомерность сравнения поведения окиси этилена в водных растворах с поведением аммиака. [c.19]

Хемосорбция углеводородов на типичных р-полупро-водниках понижает их электропроводность. Знак заряда адсорбированной молекулы, определенный для NiO и V2O5 по работе выхода электрона и по результатам измерения электропроводности, один и тот же, т. е. различные молекулы углеводородов являются донорами электронов при адсорбции и на простых и на сложных полупроводниках, например на ZnO, МпОг, СггОз, СигО, МПС02О4 и С0МП2О4 [59]. Электропроводность серебра, нанесенного на стеклянное волокно, увеличивается при взаимодействии с этиленом [59], а работа выхода уменьшается, т. е. этилен служит донором электронов. Результаты измерения Аф пропилена на платине близки к данным, полученным на серебре [59]. Таким образом, на всех катализаторах окисления при адсорбции молекул кислорода поверхность заряжается отрицательно, а при адсорбции углеводородов — независимо от их строения — положительно. [c.69]

Строительным блоком структурной органической химии является четырехвалентный атом углерода. За немногими исключениями соединения углерода могут быть изображены формулами, в которых каждый углерод связан четырьмя ковалентными связями, независимо от того, соединен он с углеродом или с каким-либо другим элементом. Двухэлектронная связь, примером которой может служить связь углерод — водород в метане и этане и связь углерод — углерод в этане, называется простой связью. В этих, а также во многих других соединениях аналогичного строения каждый атом углерода соединен с четырьмя другими атомами. Существуют, однако, соединения, подобные этилену С2Н4, в которых четыре электрона (по два от каждого углеродного атома) находятся в общем владении, образуя четырехэлектронную связь, называемую двойной связью [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология