Валентные состояния и гибридизация

Для атома углерода возможны три валентных состояния с различными типами гибридизации. [c.17]

В молекулах углеводородов связи между атомами С и И осуществляются с помощью и л -электронов. В метановых углеводородах углерод находится в первом валентном состоянии —гибридизация), т. е. в образовании каждой валентности атома углерода участвуют орбитали одного s-электрона и 3-х / -электро нов. [c.110]

АЦЕТИЛЕН (этин) СН=СН - первый член гомологического ряда ацетиленовых углеводородов. Бесцветный газ, хорошо растворяется в ацетоне и хлороформе. А. открыт в 1836 г. Дэви, синтезирован в 1862 г. Бертло с угля и водорода, получен из карбида кальция в том же году Велером. В промышленности А. получают из карбида кальция, электронрекингом нли термоокислнтель-ным крекингом из метана. Смеси А, с воздухом взрывоопасны. А. чрезвычайно реакционноспособное непредельное соединение. Молекула А. имеет линейное строение. Расстояние между углеродными атомами составляет 1,20 А, углерод находится в молекуле А, в третьем валентном состоянии (ер-гибридизация), атомы углерода связаны одной о- и двумя я-связями. Для А. характерны реакции присоединения галогенов, галогеноводородов, воды (в присутствии солей ртути), цианистоводородной кислоты, оксида углерода, спиртов, кислот, водорода и др. Атомы водорода в молекуле А, можно заместить щелочными металлами, медью, серебром, магнием. [c.36]

Изобразите графически строение молекулы озона. Каков характер химических связей между атомами кислорода В каком состоянии гибридизации находятся валентные орбитали центрального атома кислорода [c.116]

При одном и том же атоме М в зависимости от его валентного состояния (гибридизации АО) частота может меняться в пределах до 50%. В зависимости от окружения, т. е. заместителей при М в данном валентном состоянии, изменения частоты могут происходить в пределах до 20%. Расщепления линий ЯКР могут превышать 2% частоты также при разных конформациях молекул, что позволяет иногда определять наличие конформеров и соотношение между ними. Такого же порядка сдвиги частоты ЯКР возможны за счет эффектов кристаллического поля в молекулярных кристаллах. Что касается изменений частот, вызываемых наличием меж- и внутримолекулярных водородных и других ассоциативных связей, то они могут составлять от 3 до 40% частоты. [c.98]

Л-МО. По пространственным представлениям я-связь возможна только между атомами углерода, находящимися во втором валентном состоянии (гибридизация 5р ) и при условии, что между атомами углерода уже [c.27]

Отклонение для бензола и, возможно, для этилена следует объяснить тем, что образуюш,иеся при отщеплении водородного атома фенильный и винильный радикалы по своему строению отличаются от алкильных. В то время как в последних атом углерода, несущий непарный электрон, находится в тригональном валентном состоянии (гибридизация фе- [c.219]

Когда углерод, проявляя валентность, равную четырем, соединяется простыми (ординарными) связями с четырьмя другими атомами, электронная плотность облаков всех четырех валентных электронов перераспределяется. Происходит гибридизация одного облака электрона в 5-состоянии и облаков трех электронов в р-состоянии. В результате электроны внешнего слоя связанного углеродного атома образуют четыре одинаковых гибридных облака. Каждое из них имеет вид деформированной восьмерки (рис. 6, схема III), большая часть которой направлена от ядра по линии связи с другим атомом. Такое состояние валентных электронов атома углерода называют хрз-гибридизацией (первое валентное состояние углерода). Все четыре гибридных облака имеют определенную направленность в пространстве под углом 109°28 друг к другу, что соответствует представлению о тетраэдрической направленности связей атома углерода (стр. 24). [c.30]

Как уже говорилось, ковалентная связь характеризуется ярко выраженной направленностью в пространстве. В этом и состоит отличие ковалентной связи от других видов связи. Направленность химической связи означает, что образование ковалентных связей атомом углерода происходит не в любых направлениях пространства, а только в определенных, составляющих друг с другом углы, величина которых зависит от валентного состояния углерода. Так, при 5рЗ-гнбрндизации угол между гибридными орбиталями составляет 109°28, при 5р2-гибридизации он равен 120°, а при 5р-гиб-ридизации — 180°. [c.21]

Атомы углерода в молекуле бутадиена-1,3 находятся во втором валентном состоянии ( -гибридизация) [c.512]

Необходимо раскрыть содержание термина энергия связи . Схема потенциальной энергии произвольной А—В-связи в многоатомной молекуле (рис. 4.1) служит для объяснения данного понятия. Для многоэлектронных атомов, как было отмечено выше, следует учитывать, что валентное состояние может лежать выше соответствующего основного состояния. Если в таком случае два атома находятся в своих основных состояниях, то никакой связи между ними возникнуть не может если же они сближаются друг с другом, то их потенциальная энергия будет возрастать. На определенном межатомном расстоянии потенциальная энергия системы будет приближаться к энергии атомов в валентных состояниях (рис. 4.1, пунктирная линия), и может произойти переход к связанному состоянию. Поэтому внутренняя энергия связи Е равна разности энергий основного молекулярного состояния и валентного состояния, соответствующего бесконечному расстоянию между атомами. Энергия диссоциации О меньше Е на величину энергии нулевых колебаний /lv/2 н на сумму Р энергий перехода, гибридизации, полярного и стерического упорядочения, необходимых для достижения валентного состояния. Разность между энергией нулевых колебаний и максимумом кривой потенциальной энергии равна [c.100]

Как известно, атом углерода в предельных углеводородах находится в первом валентном состоянии (зр -гибридизация). Это значит, что углеродные атомы в парафинах полностью насыщены водородом, т. е. все их единицы валентности, не затраченные на связь с другими атомами углерода, соединены с атомами воДорода. [c.40]

Летучесть этих соединений свидетельствует о ковалентном характере связей и отсутствии дипольного момента. Так как в любом валентном состоянии у атома инертного газа действуют электроны разных типов, т. е. имеет место гибридизация связей, то образующиеся молекулы фторидов должны иметь довольно симметричное строение. Молекула ХеРа имеет линейное строение оставшиеся у атома ксенона 3 пары электронов располагаются по углам равностороннего треугольника, находящегося в экваториальной плоскости к линиям связи Хе—Р. Тетрафторид имеет форму квадрата, над центром которого вверху и внизу находится по одной паре электронов угол между связями 90° (рис. 138). Что касается гексафторида ксенона, то он представляется в виде искаженного октаэдра, на одной из плоскостей которого имеется пара электронов. [c.638]

Известно, что тройная связь в молекуле ацетилена представляет собой сочетание одной 6- и двух л-связей (см. с. 21). Атомы углерода, связанные тройной связью, находятся в третьем валентном состоянии (л р-гибридизация), т. е. из четырех орбиталей (одна 25- и три 2р-) гибридизированы только две (25- и 2р-). Все четыре атома в молекуле ацетилена расположены на одной прямой линии, представляющей собой ось трех 6-связей, образованных гибридными орбиталями атомов углерода (см. рис. 6) [c.84]

Общая формула насыщенных углеводородов С Н2п + 2- Атомы углерода в таких углеводородах находятся в первом валентном состоянии, которому соответствует хр -гибридизация. [c.84]

Каково строение молекулы ЗОз В каком состоянии гибридизации находятся валентные орбитали атома серы в молекуле [c.123]

Ранее уже говорилось о том, что атом азота может образовать, самое большее, четыре связи, получая при этом положительный заряд. Аналогично атому углерода это соответствует хр -валентному состоянию, для которого возможны различные случаи гибридизации и образования двойных связей. Например, следует рассмотреть следующие формулы нитросоединений, образованные с помощью пары электронов — одновалентный радикал) [c.94]

Значения констант спин-спинового взаимодействия, как следует из сказанного (см. гл. I 2.3), также могут служить для целей идентификации и вместе с мультиплетностью и соотношением интенсивности компонент сигнала несут ценную структурную информацию. Прямые и геминальные константы ( / и V) характеристичны для типов связей атомов с магнитными ядрами, т. е. для валентных состояний атомов или гибридизации АО. Так, например, [c.35]

Состояние гибридизации (или валентное состояние) отражает объективное явление перераспределения электронной плотности при переходе от изолированного к связанному атому углерода. [c.27]

В молекуле этилена атомы углерода находятся во втором валентном состоянии ( р -гибридизация). Напомним, что в этом случае из четырех орбиталей атома углерода (одна 2 - и три 2р-гибридизированы только три (одна 25- и две 2р-), а одна оставшаяся 2р-орбиталь остается негибридизированной, и ее ось располагается в плоскости, перпендикулярной другой, в которой расположе- [c.61]

Предскажите состояние гибридизации валентных орбиталей атомов фтора и хлора в молекулах HF и НС1. [c.41]

Другие подходы [18] привели к шкалам, основанным на иных принципах, например на рассмотрении компактности электронного облака атома [19]. В некоторых из этих подходов можно рассчитать электроотрицательности для различных валентных состояний, различных гибридизаций (например, зр-углеродные атомы более электроотрицательны, чем 5р , которые в свою очередь более электроотрицательны, чем вр ) [20], а также по отдельности для первичного, вторичного и третич- [c.29]

Укажите состояние гибридизации валентных орбиталей центрального атома в следующих соединениях IF3, ВгРз, IPs, IP7, если известно, что первые два имеют Т-образную форму молекул, молекула IP5 построена в виде квадратной пирамиды, а 1Р — пентагональная бипирамида. Изобразите пространственную форму этих молекул. [c.109]

Напишите электронные формулы молекул этилена, пропилена и изобутена. Обозначьте состояние гибридизации каждого атома углерода, укажите валентные углы. [c.18]

Напишите электронные формулы молекул ацетилена, метилацетилена и диметилацетилена. Обозначьте состояние гибридизации каждого атома углерода. Укажите валентные углы. [c.25]

Пространственное строение органических соединений связано прежде всего со стереохимическими особенностями атома углерода. Эти особенности зависят в свою очередь от валентного состояния (типа гибридизации). [c.14]

Тройная углерод-углеродная связь (С=С) образована одной <т-связью (перекрывание двух гибридных р-атомных орбиталей) и двумя я-связями (перекрывание двух негибридизированных орбиталей от каждого соседнего углеродного атома). а-Связь в тройной связи расположена на одной прямой линии, представляющей собой ось трех (Т-связей, Две л-связн расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (см. рис. 6). Тройная связь характерна для ацетиленовых углеводородов, в которых атом углерода, связанный тройной связью, находится в третьем валентном состоянии ( -гибридизация). [c.21]

Строение молекул гомо- и гетеросоедннений с ординарными а- и кратными л-связями. Промотиро-ваиие валентного состояния. Гибридизация орбиталей. Соединения с сопряженными связями, я-комплексы. Строение кристаллов графита. [c.242]

В настоящее время известны три формы углерода алмаз, графит и карбин. соответствующие трем возможным его валентным состояниям. -гибридизация характеризуется наличием у атомов углерода четырех простых о-связей, образующих пространственный полимерный скелет алмаза. Длина связи С—С составляет 154 нм. Плоские полимерные слои графита образованы атомами углерода, три валентные орбитали которого находятся в -гибридизации. Они образуют три а<вязи и одну тгч вязь. Полииновая, или кумуленовая форма углерода, образующего линейный полимер, характеризуется р-гибридизацией электронных облаков углеродных атомов и наличием у них двух а- и двух я-связей. Первые две формы углерода образуют идеальные кристаллы, характеризующиеся известными параметрами. [c.102]

Мы уже видели, что физическое содержание электроотрицательности все более уточнялось, если сравнить формулировки Полинга, Некрасова и, наконец, самих Спиридонова и Татевского, придавших большую четкость определению Некрасова. В этом случае оправданно установление закономерностей в изменении этой величины в зависимости от валентного состояния, гибридизации и структурного окружения атомов данного элемента. Но, спрашивается, даже если шкалы электроотрицательностей — это просто набор некоторых чисел, неужели эти числа, связывающие между собой различные физические величины, не целесообразно табулировать, чтобы не рассчитывать их каждый раз заново. Даже с этой, чисто расчетной точки зрения, вводить электроотрхщательности в различного рода соотношения вовсе не бессмысленно. [c.274]

По пространственным соображениям я-связь возможна только между атомами во втором и третьем валентных состояниях (гибридизация 5р и зр) и только при условии, что между соответствующими атомами одноврёменно существует и а-связь. Следовательно, я-связи могут только дублировать а-связи. При этом между атомами во втором валентном состоянии может существовать одна, а между атомами в третьем валентном состоянии — две я-связи (см. рис. 13). [c.39]

Каждый ИЗ атомов углерода в кольце бензола находится в состоянии / -гибридизации и затрачивает по три валентных электрона на образование ст-связей с двумя соседними атомами углерода и с одним атомом водорода. При этом все шесть атомон углерода и все о-связи С—С и С—Н лежат н одной плоскости (рис. 131). Облако четвертого валентного электрона каждого из атомов углерода (т. е, облако / -электрона, не участвующего Б гибридизации) имеет форму объемной восьмерки ( гантели ) и ориентировано перпендикулярно плоскости бензольного кольца. Каждое из таких р-электронных облаков перекрывается над и под плоскостью кольца с р-электронными облаками двух соседних атомов углерода. Зто показано на рис. 132, а и, в проекции, на [c.477]

Наибольшее значение имеют гетероциклы, содержащие атомы азота, кислорода и серы. Циклические системы с этими гетероатомами не только легко образуются, но и характеризуются достаточной стабильностью. Это связано с тем, что валентные углы между связями у этих гетероатомов мало отличаются от таковых в атоме углерода в первом и во втором валентных состояниях (зр -, 5р - гибридизации). Поэтому включение таких атомов в цикл вместо углеродного атома мало влияет на устойчивость образовавшегося гете роцикла. Кроме того, сравнительная легкость такого включения объясняется соизмеримостью объемов гетероатомов с объемом СНг-группы. [c.350]

В каком валентном состоянии находятся атомы углерода в этилене Кдкой вид гибридизации электронных облаков характерен для этого валентного состояния Какую ковалентную связь называют л-связью Могут ли р-электроны образовывать о-связь [c.20]

В свободном атоме кислорода электронная конфигурация 2-го от ядра слоя такова 25 , 2рг , 2р/, 2рх при этом плотность заряда 25 пары электронов распределена по сфере около внутренней электронной оболочки, а плотность заряда 2рг , 2ру, 2р электронов распределяется симметрично около взаимно перпендикулярных осей X, у, г. При связывании двух атомов водорода 2ру-, 2рж-орбн-талями угол 90° увеличивается вследствие электростатического отталкивания, и это возмущение приводит к увеличению гибридизации, Валентный угол, соответствующий минимуму потенциальной энергии молекулы, при участии х-электронов в валентном состоянии, проходящий через максимальную электронную плотность, уве- [c.8]

В органических соедпнеипях атом углерода имеет электронную конфигурацию Ф2 2рх2ру2р2 и способен пребывать в нескольких валентных состояниях. В насыщенных углеводородах он образует четыре эквивалентные или близкие по параметрам связи, направленные к вершинам правильного тетраэдра, хотя в их образовании участвуют разные по форме и энергии АО (одна 5- и три р-орбитали). Этот факт нашел объяснение на основании предположения о том, что валентные АО атома углерода способны смешиваться и образовывать четыре эквивалентные гибридные орбитали, обеспечивающие наиболее эффективное перекрывание с АО других атомов. Таким образом, в алканах атом углерода находится в состоянии 5/ -гибридизации и имеет тетраэдрическую ршнфигурацию- [c.26]

Атом углерода в алканах пребывает в первом валентном состоянии (5/ -гибридизация). Если представить, что атом углерода находится в центре правильного тетраэдра, то его связи будут направлены к вершинам последнего, образуя углы 109°28 (см. рис. 4). Тетраэдрическая конфигурация четырехвалентного атома углерода в алканах впервые была представлена Я- Вант-Гоффом и Ле-Белем (1871 г.). Поскольку вокруг ординарной связи С—С возможно вращ,ение, для алканов, начиная с этана, характерно существование множества поворотных изомеров (конформеров), отличающихся взаимным расположением атомов или групп атомов, связанных с атомами углерода. Состояние молекулы, характеризующееся определенным расположением атомов водорода или их заместителей вокруг двух атомов углерода, связанных г-связью, называется конформацией. [c.54]

Предскажите состояние гибридизации валентных орбиталей атомов углерода и тип связи между атомами углерода. Нари-. суйте модели молекул этих соединений. [c.43]

Главным фактором, определяющим значение химического сдвига углерода, является гибридизация углеродного атома. Атомы, находящиеся в состоянии sp -гибридизации, резонируют в сильном поле, а s -гибридизованные атомы — в слабом поле. S/D-Гибридизо-ванные атомы кумуленовых соединений дают сигналы в еще более слабом поле. Химические сдвиги атомов углерода, участвующих в образовании тройной связи, ТЭК же как и протонов при этой связи, имеют значения, промежуточные между таковыми для олефиновых и парафиновых атомов углерода (соот етственно для протонов). В табл. ПХ приведены интервалы химических сдвигов атомов углерода в углеводородах и функциональных производных, содержащих атомы углерода в различных валентных состояниях. В спектроскопии ЯМР С разработаны эффективные аддитивные схемы расчета химического сдвига в зависимости от окружения С-атома. Так, для приблизительной оценки ( + 4 м. д.) хими- [c.140]

Гибридизация одной s- и трех р-орбиталей (sp -гибридизация), как уже указывалось, объясняет валентности углеродного атома. Образование sp -гибридных связей характерно также и для аналогов углерода — кремния и германия валентности этих элементов также имеют тетраэдрическую направленность. Может возникнуть вопрос — если гибридные орбитали обеспечивают большую концентрацию электронного облака между ядрами и, следовательно, более прочную связь, то почему они не возникают в НаО л NH3 На да шый вопрос следует ответить, что направленность связей в этих соединениях также можно объяснить sp -гибридизацией. Такой подход является даже более точным, чем изложенный на стр. 161 и 162. Не следует, однако, забывать, что оба подхода являются приближенными. При образовании молекулы HjO атом кислорода люжет приобретать конфигурацию наружного слоя где Ф2, Фз и — sp -гибридные волновые функции верхние индексы указывают количество электронов, занимающих данную орбиталь. Таким образом, две из четырех гибридных орбиталей атома кислорода заняты неспаренньши электронами и могут образовать химические связи угол между этими связями должен составлять 109,5°. Это значение ближе к экспериментальному (104,5°), чем величина 90°, даваемая схемой, рассмотренной на стр. 161. Однако если на стр. 161—162 пришлось объяснять отклонение теоретической величины от экспериментальной для молекулы HjO, то здесь нужно объяснить, почему углы между связями у аналогов воды HjS, HaSe и НаТе заметно отличаются от 109,5°. Это объясняется действием ряда факторов. В частности, в соединениях, содержащих большие атомы, связь слабая и выигрыш энергии в результате образования связи гибридными орбиталями не компенсирует некоторое возрастание энергии s-электронов, обусловленное их переходом на sp -гнбридные орбитали. Это препятствует гибридизации. Кроме того, как показали точные расчеты, при образовании связи Э—Н 25-орбитали кислорода (и азота) сильнее перекрываются с ls-орбиталями водорода, чем 2р-орбита-ли. Для аналогов кислорода, наоборот, сильнее перекрываются р-орбитали. Это обусловливает больший вклад s-состояний (гибридизацию) в образование химической связи в молекуле Н О, чем в ее аналогах. Поэтому валентные углы в H2S, HjSe и НаТе близки к 90°. [c.168]

В органических соединениях часто встречаются кратные связи (двойные, тройные), имеющие особое электронное строение. В образовании двойной связи участвуют две пары электронов, в образовании тройной — три пары. Углерод, образующий двойную связь, находится в особом валентном состоянии, называемом зр -гибриди-зацией. В этом случае смешиваются друг с другом одна круговая 5-орбиталь и две (из трех имеющихся) эллиптические р-орбитали. Образуется новая система электронных орбиталей, в которой три вр -орбитали лежат в одной плоскости под углом 120°, как в трехлопастном пропеллере, а четвертая, не участвовавшая в гибридизации р-орбиталь, располагается перпендикулярно к упомянутой плоскости подобно оси пропеллера. [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология