Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Валентность и в метане

    Итак, представив себе, что у каждого атома углерода четыре валентные связи, а у каждого атома водорода одна такая связь, можно изобразить три простейших углеводорода (соединения, молекулы которых образованы только атомами углерода и водорода), метан СН4, этан С Н(1 и пропан СаНя, следующим образом  [c.82]

    Ускорить обрыв цепей можно введением в реакционную смесь веществ, которые взаимодействуют со свободными атомами и свободными радикалами активнее, чем молекулы исходных веществ, но в результате взаимодействия дают частицы, не способные к реакции продолжения цепи. Такие вещества называются ингибиторами цепных свободно-радикальных реакций. По большей части это достаточно сложные органические молекулы. В качестве простого примера можно привести ингибирование кислородом реакции С1г с недородом или метаном. Кислород легко реагирует с атомом С1, образуя относительно стабильное, хотя и валентно-ненасыщенное соединение СЮг  [c.404]


    Сравним, например, NH4 и СН4.. Эти две молекулярные частицы обладают одинаковым электронным строением, поскольку они являются изоэлектронными. В каждой из них имеется центральный атом, окруженный октетом валентных электронов, которые обобществлены в связях с четырьмя атомами водорода. Различие между ними заключается в заряде ядра центрального атома. Поскольку заряд ядра у N на единицу больше, чем у С, обобществляемые атомами водорода электронные пары сильнее притягиваются к ядру атома N в КНд, чем к ядру атома С в СН4. Поэтому связи N—Н поляризованы сильнее, чем связи С—Н. Соответственно ион аммония в воде обладает кислотными свойствами, чего нельзя сказать о метане  [c.96]

    Простейшим предельным углеводородом является метан — углеводород, состав которого вырал<ается формулой СН4. Поскольку, согласно теории строения, углерод четырехвалентен, то, очевидно, что четыре атома водорода полностью насыщают четыре валентности углеродного атома и строение молекулы метана может быть представлено следующей структурной формулой  [c.37]

    Следует отметить, что направление связей в метане не предсказано в методе валентных связей, как иногда говорят-Здесь исходят из установленной на опыте конфигурации молекулы и постулируют сушествование отвечающих ей четырех равноценных орби--талей, направленных под углом 109°28, которые затем выражают через линейные комбинации орбиталей свободного атома. Аналогично рассматривают и соединения типа BF3. Молекула ВРз плоская, с атомом бора в центре. Угол между связями В—F, имеющими одинаковую длину, равен 120°. Электронная конфигурация атома бора в возбужденном состоянии (15 2л% 2/7) не удовлетворяет в методе ВС трем равноценным связям. Поэтому допускается существование у атома бора в поле трех атомов фтора трех гибридных ( -орбиталей, описываемых смешением одной s- и двух р- орбиталей. Эти три гибридные орбитали, называемые лр -гибридами, аналогичны по форме орбиталям, представленным на рис. 73. Их оси направлены в плоскости от центра под углом 120°. Перекрывание их ср -орбиталями трех атомов фтора отвечает образованию плоской симметричной молекулы BF3 (рис. 74). Таким же образом атом Ве, имеющий в возбужденном состоянии конфигурацию l5 2s2p, образует при вступлении в соединение две гибридные 5р-орбитали, расположенные под углом 180°, отвечающие линейной конфигурации молекулы BeF 2. [c.186]

    Метан — бесцветный, не имеющий запаха газ (т. пл. —182,48°С, т. кип. —161,49°С), химически весьма инертен вследствие валентной и координационной насыщенности молекулы. На него не действуют кислоты и щелочи. Однако он легко загорается его смеси с воздухом чрезвычайно взрывоопасны. Метан — основной компонент природного (60—90%), рудничного и болотного газа. Содержится в виде клатратов в земной коре (см. с. 263). В больших количествах образуется при коксовании каменного угля. Богатые метаном газы используются как высококалорийное топливо и сырье для производства водяного газа (см. с. 274). [c.396]


    Эта реакция может выражаться и другими уравнениями. Суть заключается в том, что продукт, образующийся путем прямого соединения формальдегида с кислородом, способен расщепляться с разрывом химической связи и образованием двух свободных валентностей. Предполагается, что радикал, имеющий свободную валентность, вступает в реакцию с метаном [c.242]

    Валентность элементов, проявляющаяся в ковалентных соединениях и простых веществах, часто называют ковалентностью. Ковалентность атома равна числу электронов, затраченных им на образование электронных пар с электронами других атомов. Сколько электронов затрачено атомами на образование электронных пар, столько пар и образовалось. Поэтому ковалентность атома измеряется количеством электронных пар, связывающих его с другими атомами. Так, в молекуле метана СН4 каждый атом водорода связан с атомом углерода лишь одной электронной парой валентность водорода в метане равна 1. А атом углерода связан с присоединенными к нему атомами водорода четырьмя электронными парами ковалентность углерода в метане равна 4..  [c.80]

    Углеводород метан занимает особое положение все четыре его валентности насыщены водородом. [c.28]

    В гл. XXI было показано, что для ряда атомов (например, для В и С) имеет место так называемая д-валентность, при кот торой осуществляется возбуждение электрона из з- в р-состоя-ние. У таких атомов валентными оказываются наряду с з-также и р-электроны. Однако очевидно, что, например, в метане все четыре связи С—Н эквивалентны. Это происходит потому, что в таких случаях возникает суперпозиция всех доступных электрону состояний в соответствии с формулой (ХХП.4). Такая суперпозиция носит название зр -гибридизации. [c.478]

    Образуются четыре эквивалентные орбитали, каждая из которых называется р -орбиталью и которые направлены к углам правильного тетраэдра (рис. 1.4). Таким образом, следует ожидать, что валентные углы в метане будут равны 109°28, т. е. углам правильного тетраэдра. [c.21]

    Следует подчеркнуть, что понятие степень окисления является ( рмальным и обычно не дает представления об истинном заряде рассматриваемого атома в соединении. Во многих случаях степень окисления не равна также валентности данного элемента. Например, для углерода в метане СН , метаноле СНзОН, формальдегиде СНаО, муравьиной кислоте НСООН и диоксиде углерода СО1 степени окисления углерода составляют соответственно -4, -2, О, +2 и +4, в то время как валентность углерода (число связей атома) во всех этих соединениях равна четырем. [c.49]

    В образовавшемся ионе аммония атому азота принадлежит на один электрон меньше, чем в несвязанном. Он заряжен положительно, а валентное состояние аналогично состоянию углерода в метане. [c.70]

    Первая показывает, что в метане все четыре валентности углерода затрачены на соединение с четырьмя атомами одновалентного водорода из второй же структурной формулы видно, что каждый из двух углеродных атомов этана на соединение с водородом затрачивает лишь по три валентности, а за счет одной валентности каждого из углеродных атомов осуществляется их связь друг с другом. Таким образом, в этане уже имеется цепь из двух углеродных атомов. [c.20]

    В органических соединениях — метане СН4, метиловом спирте СН3ОН, формальдегиде СН2О, муравьиной кислоте НСООН, а также в диоксиде углерода степени окисления углерода соответственно равны —4, 2, 4 2> +4, тогда как валентность углерода во всех указанных веществах равна четырем. [c.83]

    Метан не единственное соединение углерода с водородом. Вспомним строение кристаллов алмаза атомы углерода могут образовывать прочные ковалентные связи не только с атомами других элементов, но и друг с другом. Если по одной из четырех единиц валентности у двух атомов углерода затратится на связывание их друг с другом, то у каждого останется еще по три единицы валентности, которыми они могут связать шесть атомов водорода соответственно формуле СгНе. [c.93]

    Метан не способен к реакциям присоединения, поскольку в его молекуле все валентности насыщены. [c.285]

    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]

    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]


    Равноценность валентностей углерода неоднократно пытались доказать, например, таким образом синтезировали нитрометан СНзМОг четырьмя различными способами, причем каждый раз замещали в метане разные атомы водорода, но все четыре препарата были тождественны (Генри). Однако результаты, полученные при помощи этого метода, не могут рассматриваться как доказательство равнозначности валентностей углерода. В настоящее время известно, что заместитель, вступающий в молекулу, часто занимает в ней не то место, которое принадлежало вытесненной им группе (см. вальденовское обращение ). Поэтому большего внимания заслуживают следующие опыты. Если все четыре валентности метана насыщены четырьмя различными замещающими группами, то такая молекула является несимметричной и обладает оптической активностью (см. стр. 129). Если же два заместителя одинаковы, то асимметрия, а вместе с нею и оптическая активность, исчезают. Подобным оптически активным (несимметричным) производным метана является иодистое соединение (1). Если в этом соединении атом иода заместить водородом или метильной группой, то в первом случае получается оптически неактивный диметилэтилметан (II), а во втором случае — неактивный метилдиэтилметан (III) (Ле-Бель, Жюст)  [c.15]

    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]

    ПОДХОД к валентной связи, как к локализованным гибридным орбиталям с определенными направленными свойствами, соответствует стереохимическим описаниям. Так, можно предсказать структуру молекулы примерно с той же степенью достоверности, что и для гибридных орбиталей центрального многовалентного атома. Например, описание тетраэдрического расположения четырех валентностей атома углерода в метане с помощью гибридных sp -op-биталей является безусловно значительным теоретическим достижением этого метода. [c.198]

    Это означает, что реакционная способность любого вещества А лишь наполовину обусловливается его составом и TpyKTyp ou и ровно наполовину — природой сореагента В. В самом деле, если сореагент — сильная кислота, то реагент становится основанием, и наоборот. Если сореагент — сильный окислитель, реагент будет восстановителе. . Даже такое инертное и нейтральное соединение, как метан, становится основанием в случае воздействия на него сильных кислот. Молекула метана является ярким примером насыщенного соединения все четыре валентности ее углеродного атома насыщены водородными атомами, lio тЗ Кая сильная кислота, как НВр4, способна навязать метану еше один атом водорода и превратить его в метоний  [c.108]

    Можно предположить, что углы между связями р -угле-родного атома всегда должны быть углами правильного тетраэдра, т. е. равняться 109°28 однако это справедливо только в тех случаях, когда углерод связан с четырьмя одинаковыми группами, как в метане, неопентане или тетрахлориде углерода. В большинстве же случаев величина валентного угла несколько отличается от значения для правильного тетраэдра например, в 2-бромопропане угол С—С—Вг составляет 114,2° [63]. Точно так же у 5р - и кр-атомов углерода обычно наблюдается небольшое отклонение от идеальных величин валентных углов 120 и 180° соответственно. Такие отклонения объясняются некоторыми различиями в гибридизации у кр -углерода, связанного с четырьмя различными атомами, эти четыре гибридные орбитали, как правило, неэквивалентны, т. е. каждая из них не содержит в точности 25 %, 5- и 75% р-электронов. Поскольку в большинстве случаев четыре атома или группы имеют разную электроотрицательность, каждый из них предъявляет свои требования к электронам углерода [64]. Чем больше электроотрицательность заместителя, тем больший р-характер проявляет атом углерода например, в хлорометане связь С—С1 имеет р-характер более чем на 75 % и за счет этого р-характер остальных трех связей понижен, так как имеются всего три р-орбитали (и одна ), которые должны быть поделены между четырьмя гибридными орбиталями [65]. В напряженных молекулах валентные углы могут очень сильно отклоняться от идеальных значений (разд. 4.23). [c.37]

    Анализ орбитальных взаимодействий становится особенно важным при установлении причин устойчивости так иазьшаемых неклассических органических соединений. К последним относят соединения, спруктуры которых нельзя описать при помощи стандартных представлений валентности. Простейпшм примером может служить ион метония — протонированный метан Hj , зафиксированный впервые В. Л. Тальрозе (1952). В газовой фазе этот катион, в котором атом углерода окружен пятью ( ) атомами водорода, весьма устойчив для отрыва протона необходимо затратить 558 кДж/моль, а для отрыва молекулы водорода 184 кДж/мол >. [c.346]

    В 1916 г. В. Коссель выдвинул предположение, что при образовании химической связи происходит передача электронов от одного атома к другому в результате образуются заряженные частицы, которые притягиваются друг к другу. Это представление правильно отразило природу ионной (гетерополярной, электровалентной) связи, характерной для большинства неорганических соединений. Однако было ясно, что в таких молекулах, как водород Нз, хлор С1г, метан СН4, и в более сложных органических соединениях природа связи должна быть иной. Основы для понимания этого типа связи были заложены в работах Г. Льюиса и И. Ленгмюра (1913— 1920 гг.), указавших на особую роль октета электронов как устойчивой электронной оболочки и на возможность создания октета не только путем передачи, но и путем обобщения электро1Юв. От этих работ ведет свое начало представление о существовании особого типа связи (ковалентной, гомеополярной), осуществляемой парой электронов. Так валентная черточка классической теории строения получила физическое истолкование. И все же перед учеными продолжали стоять вопросы почему именно электронная пара необходима для создания ковалентной связи, почему устойчив именно октет электронов, в каком состоянии находятся связующие электроны Поиски ответа на эти вопросы с помощью зародившейся в середине 20-х годов квантовой механики явились одним из направлений дальнейшего развития теории химической связи. Для судьбы электронных представлений в органической химии важнейшее значение имело и развитие в другом направлении объяснение с новых позиций богатого экспериментального материала органической химии предсказание новых, еще неизвестных экспериментальных фактов. [c.38]

    Валентность характеризует способность атомов элементов к образованию соединений. Ее определяют как число атомов одновалентного элемента, с которым соединяется один атом данного элемента. Так, в соляной кислоте НС1 хлор одновалентен, в воде НаО кислород двухвалентен, в аммиаке NHj азот трехвалентен, в метане СН4 углерод четырехвалентен, в P U фосфор пятивалентен, в SFe сера шестивалентна, в Rep7 рений семивалентен, в OsFg осмий восьмивалентен. [c.107]

    Во многих случаях степень окнсления атома элемента не совпадает с числом образуемых им связей, т. е. не равна валентности данного элемента. Особенно наглядно это видно на примере органических соединений. Известно, что в органических соединениях валентность углерода равна 4 (образует четыре связи), однако степень окисления углерода, как легко подсчитать, в метане СН4 равна —4, в метаноле СН3ОН —2, в формальдегиде СН О О, в муравьиной кислоте НСООН +2, в СО, -f4. [c.87]

    Если два колебательных уровня многоатомной молекулы, принадлежащие различным колебаниям или комбинациям колебаний, имеют почти одинаковую или одинаковую энергию (а значит, и частоту), то между этими случайно совпадающими по частоте колебательными уровнями возникает резонанс Ферми. Происходит отталкивание уровней друг от друга и перераспределение энергии колебаний между этими уровнями. Например, когда частота валентного колебания группы X—Н близка к частоте первого обертона деформационного колебания VJ, и симметрия этих колебаний одинакова, то между колебаниями 2ч , и возникает резонанс Ферми. Колебательные уровни и 2vJ отталкиваются . В ИК-спектрах вместо одной полосы, соответствующей наложению колебаний и 2vJ, наблюдается две полосы, интенсивность полосы обертона 2v , возрастает за счет интенсивности основной полосы v J, которая ослабляется. Происходит перекачка энергии от валентного колебания X—Н к первому обертону деформационного колебания той же группы атомов. Это наблюдается, например, в метане. Но обычно частота существенно превышает частоту 2 , и резонанс Ферми между и в свободных молекулах, содержащих группу X—Н, не возникает. Например, у молекул воды =1,095 х X 10 4 Гц (3650 см ), а 2v =6,45- 0 Гц (2150 см ) у аминов и амидов V, = (1,02—1,05)-10 Гц (3400—3500 см 1), 2vJ =9-10 Гц (3000сл<-1) [c.66]

    Первый класс углеводородов, с которым мы позна комимся, имеет несколько назвавт (предельные, насыщенные, парафиновые углеводороды, уалканы. Все эти наименования относятся к углеводородам, простейшим представителем которых является метан СН . Молекула метана построена так, что все четыре еДиницы валентности углерода полностью (предельно) насыщены во дородом  [c.23]


Смотреть страницы где упоминается термин Валентность и в метане: [c.89]    [c.45]    [c.90]    [c.139]    [c.140]    [c.141]    [c.317]    [c.58]    [c.98]    [c.119]    [c.37]    [c.58]    [c.76]    [c.153]    [c.146]   
Электронное строение и химическая связь в неорганической химии (1949) -- [ c.264 , c.265 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Валентные структуры метана

Валентные углы в хлорзамещенных метана

Метан валентные углы, таблица значений

Молекула метана. Гибридизация валентностей



© 2025 chem21.info Реклама на сайте