Простая связь углерод азот

Согласно данным рентгеноструктурного анализа аминокислот и дипептидов, вся амидная группа является плоской углерод карбонильной группы, азот и четыре связанных с ними атома лежат в одной плоскости. Поскольку длина связи углерод — азот, равная 1,32 А (13,2 10 нм), меньше длины обычной простой связи углерод — азот, равной 1,47 А (14,7 Ю- нм), то, следовательно, связь углерод — азот носит в значительной степени характер двойной связи (примерно 50%) в результате углы связей при азоте близки к углам связи у тригонального атома углерода (рис. 37.1). [c.1046]

Все три заместителя у атома азота амидов расположены в одной плоскости. Связь углерод — азот в амидах короче обычной простой связи С—N. а связь углерод — кислород, наоборот, длиннее обычной связи С = 0. Двоесвязность связи С—N создает определенный барьер вращения вокруг нее, появляется возможность существования двух плоских конформаций [c.584]

Активность и селективность конверсии пиридина при высоких давлениях водорода аналогичны на алюмокобальтмолибденовом и алюмомолибденовом катализаторах [73]. Это может означать, что гидрогенолиз связи углерод—азот, определяющей скорость стадии, происходит преимущественно на молибденовых участках, а оксид кобальта просто увеличивает гидрирующую активность. Если это правильно, то можно ожидать, что высокие отношения кобальт/молибден дадут более низкую активность. Следующий механизм, отражающий ход процесса на поверхности, предложен для гидрогенолиза связи углерод — азот [c.81]

При анодном окислении алифатических аминов обычно происходит разрыв связи углерод — азот. Если циклическая вольтамперометрия осуществляется при скорости развертки до 100 В/с, простые алифатические амины дают один необратимый пик окисления. Если же в растворе имеется малое количество воды, то в результате анодной реакции образуются альдегиды, а также амины с меньшим числом заместителей. Общая схема окисления алифатических аминов, предложенная Смитом и Манном [37], дается уравнениями (9.12) — (9.17) [c.259]

Амино альдегиды или аминокетоны, получаемые при гидролизе четвертичных шиффовых оснований, являются просто вторичными аминами. Если двойная связь углерод-азот шиффова основания не входит в состав цикла, равновесие сильно смещено в сторону системы вторичный амин — карбонил. [c.399]

Энергия кратной связи (табл. 1.2) выше, чем энергия простой связи, однако в случае двойных и тройных углерод-углеродных связей инкремент на одну п-связь меньше энергии о-связи. Для кратных связей углерод — азот и углерод — кислород величина энергии я-связи больше, чем для углерод-углеродных связей, вследствие вклада резонансных структур (разд. 2.4) электровалентного характера. [c.19]

Образование связи углерод — азот сложнее рассмотренных до сих пор случаев. Незаряженный атом азота в органической молекуле образует три ковалентные связи. Поэтому азот, будучи частью скелета молекулы, может быть связан простыми связями с тремя различными атомами (как в аминах) или двойной связью с одним атомом и одинарной — с другим (например, =N— ). Наконец, он может замещать СН-груп- [c.137]

Химия органических азотистых соединений, так же как и химия неорганических производных азота, отличается чрезвычайным разнообразием вследствие большого числа уровней окисления, характерного для этого элемента. В этой связи полезно будет обратиться к табл. 19-1, в которой приведен ряд важных типов неорганических соединений азота в порядке возрастания степени окисления последнего. Включены также некоторые простые производные, содержащие связь углерод — азот, которые по соображениям удобства могут рассматриваться как неорганические, подобно двуокиси углерода или карбонатам металлов. [c.37]

Тройная связь азот — углерод существенно отличается от угле-род-углеродной тройной связи — она обладает большей прочностью (212 и 200 ккал соответственно) и гораздо большей полярностью. На высокую степень полярности тройной связи углерод — азот указывает большое значение дипольного момента (4,0 Д) простых нитрилов (КСЫ) эта величина составляет приблизительно 70% от величины дипольного момента, которой следовало бы ожидать в том случае, если одна из связей, входящих в состав тройной связи, была бы полностью ионной. Не удивительно поэтому, что жидкие нитрилы имеют довольно высокие диэлектрические проницаемости по сравнению с большинством жидких органических соединений и весьма хорошо растворимы в воде. [c.79]

Важный раздел стереохимии азотсодержащих соединений — исследование пространственного строения амидов. Как известно, амидная группа является одним из примеров мезомерных структур (схема 12). Все три заместителя у атома азота амидов расположены в одной плоскости. Связь углерод—азот в амидах короче обычной простой связи С—М, а связь углерод—кислород, наоборот, длиннее обычной связи С==0. [c.346]

Элементы, находящиеся в первом основном ряду таблицы периодической системы элементов, как бор, углерод и азот, имеют по четыре электронных орбиты, которые могут быть использованы для образования связей. Они известны как 2s, 2рх, 2ру, 2pz — электронные орбиты. Каждая из орбит способна удерживать два электрона с противоположными спинами. Химическая связь (<г-связь) между двумя атомами образуется путем частичного перекрывания двух таких орбит, по одной от каждого атома, содержащих пару электронов противоположного спина. Так, нанример, атомы таких элементов, как бор, углерод и азот, имеющих суммарно по четыре орбиты, способны к образованию максимум четырех простых связей. [c.393]

В связывающих молекулярных состояниях могут принимать участие лишь те электроны, которые пе спарены. Как видно из табл. 3, в основном состоянии у углерода имеются два таких валентных электрона, у азота — три, у кислорода — четыре, у фтора — один. Молекула р2 образуется в результате перекрывания р-орбит двух электронов. При этом также возникает о-состояние, т. е. простая связь (рис. 7). [c.50]

Энергии химических связей и их использование в термохимических расчетах. Энергия химической связи представляет, собой ту долю энергии, поглощаемой при полной диссоциации молекулы на свободные атомы, которая приходится на данную связь. Сумма таких энергий для всех химических связей в молекуле равна атомной теплоте образования вещества. Расчет энергии связи, рассмотренный выше, является простейшим. В более сложных соединениях, содержащих разные химические связи, на энергию данной связи влияют все остальные. Тем не менее, путем ряда упрощений и отбора лучших экспериментальных результатов получены более или менее удовлетворительные значения энергий связи между различными атомами. Они часто используются для расчета энтальпий образования веществ по уравнению (У.Б), особенно в тех случаях, когда имеют дело с только что синтезированными или плохо изученными соединениями и когда хотят оценить их относительную устойчивость или подсчитать теплоту реакции с участием этих веществ. Расчет дает удовлетворительный результат, если 1) атомы в молекуле связаны простыми связями 2) имеют нормальную ковалентность, т. е. 3 для азота, 4 для углерода и т. д. [c.86]

Из схематического изображения молекулы этилена на рис. 1.5 видно, что две орбитали, образующие двойную связь, неэквивалентны. а-Орбиталь имеет форму эллипса и симметрична относительно оси С—С я-орбиталь имеет форму двух эллипсов, один из которых расположен над плоскостью, а другой—под ней. Сама эта плоскость является узловой областью я-орбитали. Для того чтобы р-орбитали могли максимально перекрываться, они должны быть параллельны это означает, что свободное вращение вокруг двойной связи невозможно, так как при вращении одной плоскости Н—С—Н относительно другой перекрывание двух р-орбиталей должно было бы уменьшиться. Поэтому шесть атомов вокруг двойной связи лежат в одной плоскости, и углы между ними должны быть порядка 120°. Двойные связи короче соответствующих простых связей, так как максимальное перекрывание орбиталей обеспечивает и максимальную устойчивость. Двойные связи между углеродом и кислородом или азотом выглядят аналогичным образом они состоят из одной а- и одной я-орбиталей. [c.23]

Атомы углерода израсходовали все свои валентные орбитали на образование химических связей, а атомы азота имеют по одной паре неподеленных электронов. Длина связи С—С в молекуле дициана меньше, чем простая связь между атомами углерода (0,154 нм) и приближается к длине двойной связи (0,132 нм). Сказывается дополнительное перекрывание р-облаков по плоскости связи С—С, которые ответственны за л-связи между атомами углерода и азота. По химическому строению дициану аналогичен диацетилен [c.114]

Установите соотношение между валентностью, числом соседних связанных атомов и типом связи в элементных веществах водороде, углероде, азоте, кислороде, фторе и родственных им простых веществах. [c.204]

Для получения представления об электронном строении пептидной, сложноэфирной и цианамидной групп у изолированных молекул и о происходящих изменениях при ассоциациях необходим перевод обсуждаемых геометрических и механических параметров на язык квантовой химии, что требует знания зависимостей между длинами и силовыми постоянными связей N0 и СО, с одной стороны, и порядками связей и гибридизацией атомов - с другой. Для их получения использован полуэмпирический подход, подробно изложенный в работах [11, 33] и монографии [37]. На рис. 11.2 и П.З показаны изменения длин и силовых постоянных связей СС, СМ и СО с увеличением тс-порядка от О до 2,0. Как видно из рис. П.2, три кривые параллельны друг другу с экспериментальной точностью ( 0,01 А). Кривая СМ отстоит от кривой СС на расстоянии 0,06 А, а кривая СО —0,11 А. Анализ имеющихся экспериментальных данных и результатов расчета колебательных спектров и электронной структуры простейших модельных молекул позволил получить значения длин и силовых постоянных а-связей СС, СМ и СО нулевого тс-порядка при всех возможных комбинациях гибридизации атомов углерода, азота и кислорода [c.146]

В этой главе мы рассмотрим только некоторые простые соединения углерода, так как изучение широкого класса его соединений составляет предмет органической химии. Углерод — уникальный элемент с точки зрения числа и многообразия его соединений, в основе структуры которых лежит скелет из одинаковых атомов С, непосредственно связанных между собой. Существуют также соединения, содержащие в скелете связи С—N. С—О и С—N—О, в том числе циклические системы. Некоторые из них мы рассмотрим позже. Известны два больших класса органических соедииений алифатические соединения, образованные тетраэдрическими атомами углерода, и ароматические соединения, содержащие гексагональные кольца Сб, в которых отдельные атомы углерода могут быть заменены атомами азота и т. п. Этим двум типам углеродного скелета в островных молекулах соответствуют две полиморфные модификации кристаллического углерода алмаз, в котором каждый атом С связан тетраэдрическими хр -связями с четырьмя соседними атомами, и графит, где каждый атом участвует в трех лежащих в одной плоскости хр -связях, вследствие чего атомы образуют слои. [c.5]

Результаты исследования ароматических гетероциклов весьма интересны. Можно показать [17], что я-электронная плотность на атоме азота пиридина (1,2) находится в хорошем согласии с вычисленным по методу молекулярных орбит (в отличие от я-электронной плотности у-атома углерода). Кроме того, а-элек-тронная плотность оказывается большей, чем я-электронная. Этот результат на первый взгляд кажется неожиданным, но уже простой, хотя и приблизительный расчет показывает, что он обоснован. Так, предположим, что а — кулоновский интеграл атома углерода и а-Ь(3 — кулоновский интеграл атома азота. При этом допустим, что резонансный интеграл связи С—N равен р, т. е. резонансному интегралу связи С—С. Если при этих допущениях пренебречь перекрыванием орбит, то плотность у атома азота пиридина будет 1,29, в то время как плотность у атома азота в простой связи углерод — азот равна 1,44. [c.409]

Различие между этими двумя возможностями, по-видимому, меньше, чем для енолят-анионов аналогичного строения, поскольку С-алкилирование приводит к разделению зарядов, а также потому, что двойная связь азот — углерод не настолько прочнее простой связи углерод — азот, насколько двойная связь углерод — кислород прочнее соответст- вующей простой связи. Однако, хотя приведенный выше енамин, полученный из циклогексанона и пирролидина (Г -1-циклогексенилпирролидина), при алкилировании алкилгалогенидами может дать С-производные, лучшие результаты достигаются в случае галогенидов, обладающих большей реакционной способностью в реакциях SN2, например аллилгалогенидов, а-галогензамещенных сложных эфиров и т. д. В случае этилбромацетата после обработки продукта алкилирования водой получают 2-карбэтоксиметилциклогек-санон с выходом 70%. Этот метод часто оказывается превосходной альтернативой алкили-рованию по Халлеру — Бауэру, поскольку он требует значительно более мягких условий. [c.430]

Схема реакций гидрирования азотсодержащих соединений показывает, что оно идет с разложением молекулы гетеросоединения в результате разрыва связей углерод — азот и сопровождается образованием молекулы аммиака и соответствующего углеводорода. В этом смысле реакции азотсодержащих соединений сходны с реакциями гидрирования соединений серы. Существенное различие заключается в том, что соединения азота заметно более устойчивы в условиях гидрирования, разложение их наступает при более высоких температурах и давлениях. Так, многие серосодержащие соединения довольно легко разлагаются уже при температуре 280 °С и давлениях до 5 МПа разложение пиридина и хинолина наблюдается при температурах выше 350°С и давлениях 10—20 МПа. Нейтральные азотистые соединения более устойчивы, чем основные. Пиррол и его производные гидрируются при высоком давлении и температуре 400 °С, еще более устойчивы производные карбазола. С увеличением молекулярной массы устойчивость соединений азота надает, так что разложение высокомолекулярных соединений азота наблюдается уже при простом нагревании. Тем не менее для осуществления деазотирования в целом требуются более жесткие условия гидрогенизациоиного процесса. При проведении процесса в конкретных условиях глубина очистки от азотсодержащих соединений, как правило, меньше глубины обессеривания. [c.295]

Обычный метод синтеза первичных аминов заключается в гидролизе изоцианатов или изотиоцианатов [46]. Последние субстраты реагируют медленнее и требуют более жестких условий проведения реакции. Взаимодействие катализируется кислотами или основаниями. В данном случае простое присоединение воды к двойной связи углерод — азот привело бы к N-замещенной карбаминовой кислоте 3. Такие соединения неустойчивы и разлагаются на диоксид углерода (или OS в случае изотиоцианатов) и амин [c.329]

Перенеся принцип, развитый Вант-Гоффом для углеродного атома с двойной связью, также па двойную связь углерод — азот ( = С = К—) и азот — азот (—К = ), А. Вернер и А. Гапч наглядно и просто объяснили цис-гранс-язомерию оксимов, азосоединений, азоксисоединений. [c.235]

Рассмотрение частот и Vg в этих молекулах позволит нам ввести очень ценное понятие. Рассмотрим сначала частоту Vg в H N, которая наблюдается при 3312 см . Легко видеть, что это движение практически сводится к колебанию атома водорода относительно неподвижной группы N. Частота колебаний такого типа может быть приближенно передана формулой для простого двухатомного гармонического осциллятора [уравнение (3)], так как в игру входит в основном только одна возвращающая сила, а именно сила, зависящая от силовой постоянной связи С — Н. Поэтому можно ожидать, что в любой молекуле с группировкой Н — С — X, где X представляет собой какой-нибудь тяжелый остаток, состоящий из одного или нескольких атомов, должно иметься нормальное колебание, являющееся в основном колебанием атома водорода относительно остальной части молекулы. Далее, прочность связи СН в различных соединениях меняется не более чем на 5—10%, так что силовые постоянные также должны быть сравнительно близки. При этом из уравнения (3) следует, что во всех соединениях типа Н — С — X можно ожидать наличия колебания и, следовательно, инфракрасного поглощения вблизи 3000 см . В действительности, область частот валентных колебаний СН простирается приблизительно от 2850 до 3300 см из-за изменений силовых постоянных. Мы имеем в данном случае один из примеров так называемой характеристической частоты (групповой частоты), соответствующей валентному колебанию СН. Если мы рассмотрим частоты Vj в H N и Vg в 1 N, мы столкнемся с другим примером характеристической частоты. Как видно на рис. 52, каждое из этих движений является в основном валентным колебанием тройной связи углерод — азот. В H N Vj наблюдается при 2089 см , а Vg в 1 N — при 2201 смГ . В Br N и J N соответствующее поглощение наблюдается при 2187 и 2158 см , а в S N — нри 2066 см . Поэтому можно полагать, что интервал, в котором могут появиться частоты валентных колебаний С = N, простирается от 2000 до 2200 см . [c.287]

Следует отметить, что предпочтительность копланарной конформации может быть обоснована простым, хотя и менее полным, аргументом, что участие хи-ноидных структур придает связи углерод-азот некоторый характер двоесвяз- [c.549]

Кроме того, вблизи температуры плавления константа скорости реакции в твердой фазе не подчиняется простой аррениусовской зависимости. Наблюдаемые закономерности можно объяснить следующим образом кристаллы гексанитроэтана в связи с симметричным строением молекулы относятся к типу так называемых пластических кристаллов, к которым принадлежит, например, и метан. Основной особенностью их являются свободное вращение молекул и относительная легкость обмена местами в решетке, высокая пластичность и деформируемость кристалла уже при малых нагрузках. Это, по всей вероятности приводит к тому, что не проявляется клеточный эффект и не заметно влияния изменения объема при образовании активированного комплекса, что и приводит к постоянству энергии активации. Однако при образовании активированного комплекса может происходить торможение вращения молекул в решетке и вращения по реагирующей связи углерод-азот (в отличие от жидкой фазы [1]) из-за изменения конфигурации молекул в активированном состоянии. В связи с этим происходит изменение энтропии и соответственно этому уменьшение константы скорости. [c.95]

Имеются веские аргументы, позволяющие допустить существование ароматичности в сн.и.4ьтриазнновом цикле. Например, все связи углерод—азот равны. Длина связи (1, 32 А) [5] является промежуточной между длиной простой связи С—N [c.55]

А) [6] и длиной двойной связи С = М (1,19 А) [7]. Триази-новый цикл плоский. Энергия резонанса с л>г-триазина составляет около 40 ккал/моль, и это значение близко к энергии резонанса бензола [8]. Инфракрасный спектр симм-гриазта указывает на то, что в скелете молекулы имеется только один тип связи углерод—азот с характеристической полосой в области 1500—1600 сж [9]. Эта полоса занимает промежуточное положение между положениями, которые должны занимать полосы простой связи С—N (1100 м- ) и связи С = Ы (1600—1700 см- ). В ряду триарил-сыл(ж-триазинов все четыре цикла копланарны, несмотря на то, что стерических затруднений для вращения трех фенильных групп вокруг связей с сыжж-триазиновым кольцом не существует [9а, б]. Инфракрасный спектр показывает, что эта копланарность частично обусловлена сильным резонансным взаимодействием между триазиновым и бензольными кольцами. [c.56]

Реакция оксосинтеза [1], представляющая собой процесс, при котором соедипония с простыми двойными связями реагируют с окисью углерода и водородом в присутствии октакарбонила кобальта в качестве катализатора, была открыта более 25 лет назад [2]. Однако до последнего десятилетия не предпринималось никаких попыток применить эту реакцию к соединениям, содержащим ненасыщенные связи углерод—азот и азот—азот. Несмотря на то что соединения с ненасыщенной связью углерод—азот не карбонилируются при помощи синтез-газа, удалось успешно осуществить циклизацию имино- и азосоединений с образованием гетероциклических веществ, применяя одну окись углерода. Катализатором этой реакции служил Со2(СО)8. Большая доступность непродельных азотистых соединений как исходных веществ может сделать такие синтезы привлекательными в промышленном отношении. [c.311]

Перенеся принцип, развитый Вант-Гоффом для углеродного атома с двойной связью, также на двойную связь углерод—азот (= =N—) и азот—азот (—N=N—), Вернер и Ганч наглядно и просто объяснили цис-транс-изомерию оксимов, азосоединений, азооксисоединений. Так, а- и р-изомеры бензальд-оксима Ганч и Вернер изобразили соответственно следующим образом [c.220]

Амфотерные и основные оксиды представляют собой кристаллические вещества с очень высокими температурами плавления. Например, А12О3 используется в качестве абразива, известного под названием корунд, или наждак, а ЗЮз-это кварц. Только оксиды углерода, азота, серы и галогенов в нормальных условиях находятся в жидком или газообразном состоянии. Различие между С и 81 в диоксиде углерода и кварце аналогично различию между С и N в алмазе и газообразном азоте. Разница в свойствах С и 81 обусловлена тем, что С способен образовывать двойные связи с О и поэтому они образуют друг с другом молекулярное соединение с ограниченным числом атомов. Между тем 81 должен образовывать простые связи с четырьмя различными атомами О в результате возникает протяженная трехмерная структура, в которой тетраэдрически расположенные атомы 81 связаны мостиковыми атомами О. [c.322]

Атом бора имеет три валентных электрона и четыре валентные орбитали. Обычно он использует три орбитали, образуя 5р -гибриды в таких соединениях, как ВРз- Углерод имеет четыре валентных электрона и четыре орбитали. За исключением тех случаев, когда он образует кратные связи, эти орбитали используются для 5р -гибридизации. Атом азота имеет пять валентных электронов и четыре орбитали. Как правило, он образует три связи с другими атомами в структурах с тетраэдрической конфигурацией, а четвертая гибридная 5р -орбиталь у него занята неподеленной электронной парой (разд. 13-3). Углерод и азот способны образовывать двойные и тройные связи в результате я-перекры-вания, обсуждавшегося в разд. 13-4. По сравнению с длиной простой связи длина двойных связей, образуемых этими элементами, сокращается на 13%, а длина тройных связей-на 22%. Прочность кратной связи повыщается благодаря наличию электронов на связывающей молекулярной п-орбитали, возникающей в результате перекрывания атомных я-ор-биталей. Но перекрывание я-типа между орбиталями становится достаточно больщим для возникновения связи только при близком расположении атомов. По этой причине 81 и другие элементы третьего и следующих периодов неспособны образовывать кратные связи. Кремний имеет 10 внутренних электронов по сравнению с 2 в атомах С и N. Отталкивание этих внутренних электронов не позволяет двум атомам 81 сблизиться настолько, насколько это необходимо для достаточного я-перекрывания р-орбиталей и возникновения двойных связей. Несмотря на все попытки химиков синтезировать соединения со связями 81=81 и 81=С, ни одна из них до сих пор не увенчалась успехом. За небольшими исключениями, образование двойных и тройных связей ограничено элементами второго периода, в атомах которых число внутренних электронов не превышает 2. Исключения, к числу которых относятся 8=0, Р=0 и 81=0, объясняются перекрыванием между р- и -орбиталями, этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном кремнию. [c.271]

В большинстве соединений кремний образует только простые связи. Кратные связи, столь типичные для углерода, в химии кремния являются редкостью. Тем не менее имеются данные, позволяющие утверждать, что атом кремния способен иногда использовать свободные -орбитали для образования dn—ря-связей. Такая связь, по-видимому, существует в трисилиламине Н(51Нз)з. в котором 2рг-орбиталь атома азота перекрывается с пустой -орбиталью атома кремния. Это дополнительное связывание способствует образованию плоской формы молекулы, тогда как молекула аналогичного соединения углерода Ы(СНз)з имеет форму пирамиды. В твердом кремнии энергии связи между атомами довольно прочны велики и значения энергии активации реакций с участием свободного кремния. [c.168]

Именно после этих работ в химический обиход вошли структурные формулы, в которых простая химическая связь изображается одной чертой, двойная — двумя и т. д. У атома углерода в соответствии с этой теорией всегда должно быть четыре связи, у азота — три, у водорода — одна, у фосфора — пять и т. д. в соответствии с валентностью. Вещества при одной и той же бруттоформуле в зависимости от взаимного расположения атомов могут относиться к различным классам (спирт СН3-СН2-ОН) и простой эфир СН3-О-СН3) или при большей близости свойств к структурным изомерам (СН3-СН-ОН — изопропиловый спирт и СН3-СН2-СН2- [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология