Ковалентная связь в органических соединениях . 8.7. Типы органических реакций

Основные положения теории химического строения органических соединений А, - М. Бутлерова. Квантовомеханические представления в химии. Гибридизация атомных орбиталей. Природа и виды химической связи в органических молекулах. Ковалентная связь и ее особенности. Направленность в пространстве. Семиполярная связь. Типы органических реакций. Понятие механизма химических реакций. [c.169]

Таким образом, соединения углерода являются особенными, специфичными. Эта специфичность заключается, во-первых, в способности атомов углерода связываться между собой с образованием целей, что нетипично для неорганических соединений, во-вторых, в ковалентном характере связи в органических соединениях, что сказывается на их свойствах. Все углеводороды, построенные по типу ковалентной связи, характеризуются низкими температу-)ами плавления и кипения, малой растворимостью в воде. Если ионные (неорганические) соединения легко диссоциируют в воде на ионы и реакции между ионами протекают весьма быстро, то органические вещества, содержащие простые (одинарные) С—С и С—Н связи, взаимодействуют между собой с большим трудом и очень медленно. Необходимо затратить большое количество энергии для разрыва прочных ковалентных связей. [c.333]

Вследствие прочности ковалентных связей металла с углеродом органические соединения этих металлов пригодны для реакции типа (4) и весьма эффективны как стереоспецифические катализаторы реакции типа (3). Полимеризацию типа (1) не инициируют. [c.158]

Второй тип активированного комплекса представляет подготовку к распаду на ионы. В этом случае преобладают ионные или полярные связи, т. е. электроны более тесно связаны с какими-либо одними из соединенных атомов. Пределом является диссоциация на ионы, так же как и в растворах. Реально существуют все степени перехода от ковалентной связи к чисто электровалентной, что в различной мере облегчает реакции. В случае органических соединений допускают и ионный механизм реакции в результате деформирующего действия катализатора и поляризации молекул. [c.133]

Многообразие органических соединений объясняется. особенностями строения углеродного атома. Изучение строения и свойств органических молекул становится возможным благодаря стройной системе классификации. Наиболее простыми представителями соединений алифатического, алициклического и ароматического рядов являются углеводороды. Замещая атомы водорода в углеводородах на другие атомы или группы атомов (функциональные группы), можно перейти к различным классам органических соединений данного ряда. Соединения, содержащие одну и ту же функциональную группу, образуют гомологический ряд, представляющий собой ряд веществ, отличающихся друг 01 друга на любое число —СН2-групп. Детальное описание химической реакции называют механизмом реакции. Механизм протекания данной реакции зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются природа реагирующих частиц, а также тип разрыва ковалентной связи. Различают гомолитическое и гетеролитическое расщепление связи. [c.316]

Два типа разрыва типичной ковалентной связи — гомолиз и гетеролиз — обуславливают три основных, наиболее часто встречающихся типа частиц в химических реакциях органических соединений свободные радикалы, электрофилы, нуклеофилы [c.172]

Путь реакции можно проследить по электрическим свойствам молекул и электронной структуре составляющих их атомов. Льюис [23] в 1916 г. показал существование двух типов связи между двумя одновалентными атомами позже, в 1919 г., Лэнгмюром [15] они были названы 1) ковалентной связью (например в С1 —С1) и 2) электровалентной связью (например в К+ —С1 ). Выяснилось, что связь может быть разорвана двумя путями, которые приводят или к двум нейтральным радикалам или к двум противоположно заряженным ионам. Многие реакции вызываются ионными катализаторами, и во многих случаях они обусловлены ионизацией ковалентных связей. В неорганической химии передача электронов ведет к соединению элементов противоположного типа, но при построении углеродных цепей и циклов, с которыми мы встречаемся в органической химии, связь осуществляется спариванием электронов атомов одинаковых элементов. Льюис назвал два спаренных электрона дуплетом и отож- [c.550]

Таким образом, органическая химия как отдельная ветвь химии обязана своим существованием происхождению, свойствам и многообразию соединений углерода. Правомерен вопрос имеет ли смысл это произвольное деление в настоящее время Многие так называемые органики занимаются сегодня исследованием физических свойств и термодинамических параметров веществ, спектральными измерениями, изучением кинетики и механизмов реакций или свойств углеродсодержащих солей, кислот и оснований в водных растворах или в других полярных растворителях. В то же время огромное количество синтезированных в последнее время неорганических веществ — вещества молекулярного типа, образованные ковалентными связями, синтез и очистка которых, а также понимание их строения требуют методов и подходов, типичных для органической химии. По-видимому, в будущем более обоснованной была бы специализация по типу осуществляемой работы — физические измерения, кинетика реакций, анализ или синтез, — а не по химическим элементам, из которых построены вещества, с которыми приходится работать. [c.128]

Электростатические и ковалентные составляющие других термодинамических характеристик рассчитывают по соотношениям Д//, - AS T-v) VI АН2 = AGj. Данные по термодинамике образования молекулярных комплексов иода с органическими растворителями и их составляющие, рассчитанные на основе изложенных взглядов, представлены в табл. 1.5. Очевидно, что для большинства систем абсолютные значения электростатических и ковалентных составляющих многократно превышают величины результирующих функций и, в отличие от них, более чувствительны к природе донора электронной пары. При этом высокой степени переноса электронной плотности (характеризуемой AG2), соответствует значительная величина электростатического вклада (до 80% AG2), определяемая степенью разделения зарядов в комплексе. Как правило, AG, и AGj направлены навстречу друг другу, и изменение энергии Гиббса реакции в результате отражает незначительную часть энергетики взаимодействия. На основе величин электростатических и ковалентных составляющих нетрудно выявить молекулярные комплексы иода, для которых перенос электронной плотности связан с разделением заряда, и те, где разделение заряда незначительно. К первому типу относятся комплексы с эфирами, спиртами, аминами, амидами, сульфоксидами. Ко второму - с бензолом, толуолом, ксилолом и их производными. В сочетании с другими характеристиками такой подход позволяет глубже понять природу связи в молекулярных комплексах. Вместе с тем при анализе необходимо учитывать также и структурные особенности реагентов и комплекса. К числу таких объектов можно отнести макроциклические соединения. [c.19]

Все современные теории биохимических процессов основываются на представлениях о закономерностях протекания ферментативных реакций. Ведущую роль в механизме ферментативного катализа играет образование фермент-субстратного комплекса. На первой стадии ферментативного катализа между субстратом (органическим веществом) и ферментом возникает соединение с ковалентной или иного типа связью. Во второй фазе субстрат под действием фермента претерпевает изменение, делающее его более доступным для соответствующей химической реакции. В третьей фазе происходит химическая реакция (на поверхности фермента) и, наконец, в четвертой фазе образовавшиеся продукты реакции освобождаются из фермент-продуктивного комплекса. [c.374]

В основе учебника лежит курс органической химии, излагаемый по классам. Взаимоотношения между классами органических соединений столь многообразны, что практически любая последовательность классов, избираемая авторами современных учебников, с одной стороны, может быть логично обоснована, а с другой - правомерно оспорена. Однако независимо от последовательности изучения химиц отдельных классов студент должен освоить прежде всего грамматику органической химии познакомиться с классификацией и номенклатурой органических соединений, получить начальные знания о пространственном и электронном строении соединений с ковалентной связью, о типах разрыва ковалентных связей и классификации органических реакций. Все эти знания читатель может получить в главе 1 учебника, где они изложены на примере простейших реакций между кислотами и основаниями. Кислотно-основные реакции избраны для этой цели неслучайно. Согласно современным представлениям о природе кислот и оснований, подавляюш ее большинство органических реакций включает кислотно-основные взаимодействия, по крайней мере в качестве отдельных стадий. [c.7]

При мшичсских реакциях органических соединений происходит разрыв старых и образование новых ковалентных связей. Воз.можно два типа разрыва ковалентных связей гомо- и гетерслитический. [c.93]

Рассмотрены типы реакций неорганических соединений, приводящих к образованию неорганических полимеров и взаимозависимость физических свойств неорганйческих полимеров . Высказано мнение, что между неорганическими (мицеллярными) и органическими (молекулярными) коллоидами нет принципиальных различий и для них может быть разработана одна теория . На основании измерений электросопротивления сульфидов, селенидов и теллуридов Т1, 2г, Н и ТЬ найдено, что увеличение ковалентности связей происходит в направлении теллурид —селенид— сульфидПредложена классификация полициклических неорганических соединений [c.584]

Цветная реакция при взаимодействии борной кислоты с а-оксиантрахиноиами имеет место, главным образом, вследствие возникновения координационной связи за счет неподелен-ной пары электронов карбонильного атома кислорода, входящего в хромофорную систему сопряженных двойных связей, образование которой, в соответствии с современной теорией цветности органических соединений, всегда сопровождается резким углублением окраски [22]. Следует также заметить, что связь бора с гидроксильным атомом кислорода не является вполне ковалентной кислородный атом несет частичный отрицательный заряд, в результате чего молекула реагента до некоторой степени приближается к ионному состоянию, имеющему место в щелочной среде. Так как переход окрашенных реагентов типа ROH в ионное состояние сопровождается углублением окраски [22], то и поляризация этой связи вызывает определенное углубление окраски в соответствии с тем, в какой мере она проявлена. Объяснение цветной реакции в данном случае с точки зрения гипотезы внутримолекулярной диссоциации внутрикомплексных и циклических солей, развиваемой в последние годы В. И. Кузнецовым [24—26], не представляется возможным более глубокая голубая окраска комплексного соединения хиналпза-рина с бором и рядом других элементов не может быть достигнута за счет внутримолекулярной диссоциации внутрикомплексного соединения по связи бора с гидроксильным атомом кислорода, так как щелочные растворы самого реагента, в которых этот атом кислорода находится в ионном состоянии, обладают менее глубокой фиолетовой окраской. [c.227]

Свободные радикалы могут быть получены и с помощью других методов 1) термическим разложением органических соединений 2) фотохимическим разложением альдегидов и кетонов 3) реакциями в электрическом разряде 4) действием металлов на органические галогенпроизводные 5) бомбардировкой молекул а-, р-, у-лучами и нейтронами. Разрыв ковалентной связи в молекулах газа обычно приводит к образованию двух нейтральных радикалов. Такие реакции принадлежат к атомному или гомолитическому типу. Разрыв ковалентной связи в молекуле может привести и к образованию двух противоположно заряженных ионов. Такого типа процессы — гегеролыгаческий распад —почти не наблюдаются в газах и характерны для растворов. Объясняется это тем, что гетеро-литический распад в газах требует затраты большой работы на преодоление электростатического притяжения ионов, в то время как в растворах большая диэлектрическая проницаемость многих растворителей сильно понижает электростатическую работу разделения ионов, т. е. энергия гетеролитического разрыва ковалентной связи может стать ниже энергии гомолитического разрыва. Кроме того, гехеролитическому распаду способствует [c.116]

Взаимодействие электронодефицитных органических соединений с нуклеофилами приковывает внимание химиков уже с конца XIX века. Такое внимание частично объясняется появляющейся иногда в реакциях такого типа интенсивной окраской раствора, по которой можно определить степень и характер взаимодействия. Установлено, что некоторые виды взаимодействия зависят от структуры реагента и природы применяемого растворителя. Обычно взаимодействие состоит в переносе заряда от нуклеофила к ароматическому соединению, а его тип характеризуется степенью и способом такого переноса. При этом могут образоваться донорно-акцепторные (п) комплексы, в которых связь очень слаба и дело-кализована. Более сильное взаимодействие может наблюдаться в ковалентно связанных о-комплексах. Полный перенос электрона осуществляется в ион-радикалах. Все эти взаимодействия могут осложняться одновременным или последующим замещением в органическом соединении. Данный обзор посвящен взаимодействиям, приводящим к стабильным анионным о-комплексам, а также описанию структурных и химических характеристик этих комплексов. [c.422]

Во второй схеме на органическое соединение К—X действуе 1 не свободный анион, а соединение А—К. Однако тип реакции по-прежнему остается нуклеофильным, так как непосредственно атакует органическую молекулу К—X все же анион А, образующийся из А—К в результате так называемого гетеролитического разрыва связи , т. е. такого разрыва ковалентной связи, когда осуществляющая эту связь пара электронов целиком остается во владении А. При этом А приобретает характер аниона, в то время как К—катиона, соединяющегося затем с отщепившимся от органической молекулы анионом X. [c.307]

За некоторыми исключениями, рассмотренными вьнпе, большинство органических соединений восстанавливается и окисляется необратимо. Эти реакции включают не только перепое электронов, но также образование и расщепление ковалентных связей. В рассмотренных выше случаях реакции являлись обратимыми потому, что связи О — Н и N — И образуются и расщепляются (па ионы) достаточно быстро для того, чтобы на поверхности электрода поддерживалось равновесие. Чтобы осуществить разрыв некоторых других типов связей со скоростью, сравнимой со скоростью диффузии субстрата к электроду, потенциал электрода должен быть намного более отрицательным (для анодного процесса положительным), чем стандартный потищиал. Такое перенапряжение повышает активность электрона до уровня, при котором он будет иметь достаточную силу , чтобы расщепить связь. Конечно, если необратимость является следствием необратимого процесса образования некоторой связи, следующего за переносом электронов, и если возможность образования связи исключить подбором подходящего растворителя, стадия собственного переноса электрона может стать обратимой и доступной для дальнейшего изучения. [c.127]

Представление об органических катионах указанного выше типа появились в начале XX века в результате исследований производных трифенилметана [П41]. При измерении электропроводности растворов трифенилметилгалогенидов в жидком сернистом ангидриде [581, 1037, 1038] было обнаружено, что они ведут себя как ионные соединения в прямом смысле этого слова, и солеобразный характер этих проводящих растворенных веществ был от-мечен Гомбергом [580, 581]. Электропроводность растворов три-у фенил у1етилгалогснидов может быть также измерена и в других растворителях, таких, как бензонитрил [581], пиридин [627] или синильная кислота [583]. Все эти проводящие ток растворы i-ч окрашены в желтый цвет, хотя вещества в чистом виде бесцветны, чг Замечено также, что аналогичная окраска появляется при рас-творении трифенилметанола [769] или трифенилметилхлорида [769, 954] в серной кислоте или при реакции трифенилметилхлорида с галогенидами металлов типа хлористого алюминия или другими катализаторами Фриделя—Крафтса [580, 954]. Байер с сотрудниками еще в начале своих исследований природы этих окрашенных ( галохромных ) растворов предположил, что появление окраски может быть объяснено образованием соли. Для частного случая раствора трифенилметанола в серной кислоте была постулирована структура бисульфата карбония со связью, отличной от нормальной карбониевой связи между остатком трифенилметила и бисульфатной группой [35], как это вначале было представлено в формуле 1.15 (это была одна из первых попыток графически отразить различие между ионной и ковалентной связью) [c.17]

Карбены чрезвычайно реакцирнноспособные частицы и по многим свойствам похожи на радикалы. Наиболее распространенные методы обнаружения карбенов основаны на их способности образовывать две новые ковалентные связи. Карбены гСКг внедряются по С—Н-связям органических молекул с образованием продуктов типа —С—СК2 Н. К сожалению, эта реакция не обладает селективностью по отношению к различным связям С—Н в органической молекуле, что ограничивает ее диагностическое использование, так как обычно образуется сложная смесь продуктов. Однако карбены внедряются и по связям 81 — Н, благодаря чему такое соединение, как триэтилсилан, представляет собой хорошую ловушку для карбенов, поскольку в этом случае образуется только один продукт. [c.103]

Удобным типом соединений для обогащения некоторых элементов являются карбонилы металлов. Так, гексакарбонилы хрома,, молибдена и вольфрама можно считать практически единственными устойчивыми кристаллическими соединениями этих элементов, в которых связь металл — лиганд ковалентна. Гексакарбонилы хрома, молибдена и вольфрама легко подвергаются очистке (перегонкой с водяным паром, перекристаллизацией из органических растворителей, возгонкой в вакууме) и достаточно устойчивы при облучении. Они практически нерастворимы в воде и хорошо растворимы в некоторых органических растворителях. Исходя из этого, образующиеся в результате реакции (я, y) радиоактивные изотопы хрома, молибдена и вольфрама, в форк е ионов или атомов, могут быть отделены от облучаемых веществ экстракцией водным раствором 6 н. НС1. Получаемые при этом радиоактивные препараты хрома, молибдена и вольфрама отвечают факторам обогащения l,8 10 3 и 0,7-10 при выходах радиоактивных атомов 30, 34 и 55% [14]. [c.27]

К другому типу галогенидов — галогенидам неметаллов — относятся типичные ковалентные соединения. Молекулы в кристаллах этих соединений связаны слабыми вандерваальсовыми силами (молекулярные решетки). Поэтому галогениды неметаллов представляют собой летучие вещества, часто газообразные или жидкие при комнатной температуре, нерастворимые в воде, но растворимые в органических жидкостях. Эти соединения не проводят электрический ток. Их растворы не содержат галоген-ионов и, следовательно, не осаждают ионы серебра, однако с водой эти галогениды вступают в характерную реакцию гидролиза (гидролиз РСЛз обсуждался на стр. 336), в результате которой наряду с галогеноводородом образуется кислородная кислота соответствующего элемента. [c.363]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология