Геометрия двойной углерод-углеродной связи

В предыдущих главах электронное строение органических молекул описывалось в терминах структур Льюиса, в основу которых положен принцип принятия (или потери) электронов каждым из атомов молекулы, принимающим при этом конфигурацию инертного газа. Такой способ описания практически ничего не говорит относительно геометрии молекул. Почему, например, в соединениях тина метана и четыреххлористого углерода валентные углы составляют 109,5°, тогда как в воде угол между связями равен 104,5°, а в сероводороде 92° Структуры Льюиса не дают также возможности объяснить различия в прочности и реакционной способности различных связей, в частности углерод-углеродных простых, двойных и тройных связей. Необходим более глубокий подход к рассмотрению электронного строения органических молекул. В настоящей главе мы покажем, как формулируются атомно-орбитальные модели органических молекул, и проиллюстрируем некоторые из их достоинств и недостатков. [c.122]

Двойная связь образуется при помощи двух пар обобщенных электронов (четырехэлектронная связь). Углеродные атомы, связанные двойной связью, находятся в состоянии sp -гибридизации, каждый из них образует три о-связи, лежащие в одной плоскости под углом 120°. Негибридизованные орбитали р-электронов расположены перпендикулярно к плоскости а-связей и параллельно друг другу и вследствие бокового перекрывания образуют вторую связь, называемую я-связью (электроны называют л-электронами). Электронное облако л-связи частично расположено над плоскостью, а частично под плоскостью, в которой лежат атомы. Таким с ра зом, две пары электронов образуют различные по своей природе, геометрии и прочности связи — а и л. Двойная связь представляет собой сочетание а- и я-связей (а + я-связь). Боковое перекрывание негибридизованных р-орбиталей, образующих я-овязь, сближает атомы углерода и расстояние между ними становится короче— длина двойной С=С-связи 0,133 нм (длина простой С—С-связи 0,154 нм). Схема расположения атомов и связей в молекуле этилена приведена на рис. 22. О том, как влияет природа [c.71]

Геометрия двойной углерод-углеродной связи [c.91]

Двойная углерод-углеродная связь имеет свою геометрию 6 атомов, составляющих двойную связь и непосредственно соседствующих с ней, образуют плоскую систему с валентными углами около 120. Так, молекула этилена имеет следующую геометрию [c.66]

Геометрия молекулы этилена значительно проще, чем этана, так как все шесть атомов этилена лежат в одной плоскости. Энергетический барьер вращения вокруг углерод-углеродной двойной связи достаточно высок, поэтому жесткая конфигурация нарушается только при высоких температурах. [c.125]

Углерод и кислород, связанные двойной связью, образуют группу, называемую карбонильной. Геометрия связи такая же, как и у углерод-углеродной двойной связи, т. е. углы между связями в формальдегиде составляют 120° и все аТомы лежат в одной плоскости. [c.285]

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]

Существование протонированного циклопропана и протонированного циклобутана, аналогичных по строению соединениям, имеющим протони-рованную двойную связь, было предложено благодаря хорошо известному сходству в химических свойствах олефинов, циклопропанов и циклобутанов. Реакционная способность подобных молекул, приписывавшаяся ранее напряжению, в настоящее время относится за счет меньшей гибридизации s- и р-атомных орбит, обусловленной геометрией молекулы углерод—углеродные связи сохраняют, таким образом, р-характер больше, чем полностью гибридизированные sp -связи [46]. Поэтому подобные молекулы чувствительны к протонированию в такой степени, которой не обладают соединения с большим размером колец и в которых гибридизация р -связей является полной. Изображение атомных орбит протонированного циклопропана уже приводилось 232а]. [c.111]

Структура изопреноидной боковой цепи хинонов 30 и 31 однозначно интерпретируется спектрами ЯМР Н и С. Так, наличие в спектрах ЯМР Н этих соединений только трех синглетов протонов винильных СНз Групп, отвечающих двум терминальным метильным группам и одной интернальной СНз-грунне, свидетельствует об однородной конфигурации -связи изопреноидной цепи соединений 30 и 31. О транс- геометрии этой связи можно судить по данным спектров ЯМР С, в которых сигналы СНз-групп при внутренней двойной связи находятся в области 5 16-17.5 м. д., а сигналы аллильных С (4 ) - атомов углерода, соседних с тетразамещенным углеродным атомом С (30 - в области 5 42.25 м. д. (для 30) и 39.57 м. д. (для 31). В то время как для цыс-изомера, согласно литературным данным сигнал винильной группы СНз расположен в области 5 23-26 м. д. и сигнал аллильного атома углерода со стороны тетразамещенного углеродного атома - в области 5 32 м. д. [c.487]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология