Банановые орбитали

Поскольку банановая связь в циклопропане осуществляется при меньшей степени перекрывания атомных орбиталей, чем углерод-углеродная связь в этане или пропане, банановая связь в циклопропане сравнительно [c.266]

В настоящее время объяснение этому найдено. Согласно квантово-механическим расчетам, для циклопропана предполагается особый тип углерод-углеродных связей (так называемые банановые связи ). Предполагают, что максимальная электронная плотность перекрывающихся связывающих орбиталей атомов углерода в циклопропане находится не на прямой, соединяющей центры их ядер, а за пределами треугольника, в вершинах которого находятся ядра атомов углерода. Вследствие этого при замыкании трехчленного цикла валентные углы уменьшаются не до 60°, а только до 106°, что и придает циклопропану сравнительную устойчивость. Учитывая это, молекулу циклопропана правильнее изображать следующим образом [c.477]

Следует перейти от неэквивалентных а- и я-орбиталей к эквивалентным банановым орбиталям ся и <тя [c.180]

Протонирование по ребру можно представить себе как некий п-комплекс, в котором протон реагирует с банановой орбиталью циклопропана, имеющей определенное сходство с я-системой (см. рис. 1.11). [c.576]

Другая банановая орбиталь, аналогичная описанной, образуется при смешивании 2рг-орбитали Вх и р -орбиталей Вць и Вц(1 [c.347]

Банановая связь (Т-связь) - связь (7-типа, не имеющая максимального перекрывания атомных орбиталей, составляющих эту связь, поскольку они не направлены вдоль межъядерной оси. Такая связь существует, в частности, между атомами углерода в циклопропане. [c.227]

Во всех этих боргидридах образование мостиковых связей М—Н—В проще всего описывать с помощью трехцентровых банановых орбиталей, которые несколько несимметричны из-за различия входящих в мостики связей. [c.349]

Циклопропан — единственный плоский цикл, большое напряжение приводит к его неустойчивости. Ряд химических реакций с циклопропаном протекает с разрывом цикла, что согласуется с особенностями его электронного строения. Вследствие взаимного отталкивания орбиталей атомов углерода их максимальное перекрывание осуществляется не строго по прямой, соединяющей ядра связываемых атомов (рис. 3.6, в), а в некоторой степени приближается к боковому перекрыванию р-АО в этилене. Поэтому образующиеся С—С связи нельзя отнести к обычным а-связям. Они являются промежуточными между а- и л-связями, их называют банановыми , или т-связями. [c.62]

В циклопропане перекрывание зр -орбиталей, расположенных в пространстве под углом 109° 28 при внутреннем угле в 60°, не достигает максимального значения, поскольку они не могут быть направлены друг к другу строго по оси Это влечет за собой, во-первых, более слабое перекрывание (меньше объем перекрывания орбиталей), во-вто-рых, частичное боковое перекрывание придает С-С связям я-характер, с делокализацией электронов по типу я-облака, окружающего кольцо Такие изогнутые сг-связи называют банановыми [c.368]

Перекрывание орбиталей приводит к изогнутым связям банановая связь). Направления линий, соединяющих атомы, и осей максимальной электронной плотности не совпадают. [c.200]

Рассмотрим возможные эффекты, обусловленные смешением канонических МО различной симметрии, при структурном анализе молекул в терминах локализованных орбиталей. Это приводит, например, к возможности описания электронной структуры бензола в приближении а- и я-орбиталей либо банановых т-орбиталей, являющихся комбинацией первых. Аналогичная ситуация имеет место в случае карбонильных групп, где неподеленная пара кислородного атома описывается комбинацией 25-и 2р-орбиталей, сохраняющих локальную симметрию фрагмента С==0, или двумя (5 + р)-гибридами, имеющими направленный характер. На вопрос, какую из процедур локализации лучше использовать при рассмотрении таких систем, в общем виде ответить нелегко, но некоторые рекомендации сделать можно. [c.89]

Второе явление — образование кратных связей углерод—углерод в алке-нах и алкинах. Например, двойная связь в этилене может рассматриваться как совокупность о-составляющей, образованной перекрыванием 5р -гибридных орбиталей атомов углерода, и п-составляющей, образованной боковым перекрыванием р-орбиталей (рис. 6.19). Альтернативный метод, предложенный Полингом, [35], описывает атом углерода в насыщенных и ненасыщенных углеводородах, находящимся в р -гибридизации. Согласно этому методу кратные связи образуются боковым перекрыванием гибридных орбиталей такие связи названы изогнутыми, или банановыми , связями (рис. 6.20 и 6.21). Энергия таких связей меньше, чем о-связей, но выше, чем чистых я-связей. [c.164]

Тройная связь в ацетилене также может быть представлена с помощью банановых связей, в данном случае трех. В образовании каждой связи участвуют два электрона. Читатель, без сомнения, поймет, что такое описание одинарной, двойной или тройной связи между двумя атомами углерода фактически является возрождением на языке теории молекулярных орбиталей старой идеи [c.113]

Трехцентровая орбиталь ( банановая связь) [c.342]

В предельном случае, когда связь металл — лиганд имеет сильный характер двоесвязности, описание структуры комплекса по методу молекулярных орбиталей эквивалентно описанию по методу валентных связей с помощью двух с-связей (ср. описание двойной связи с помощью изогнутых банановых связей). [c.393]

Приводимые обычно в литературе углы между связями определяются методами электронографии и рентгеноструктурного анализа поскольку, однако, такие измерения дают только относительные положения ядер, получаемые углы следует определить более строго как углы между прямыми, соединяющими ядра. Значения таких углов могут не совпадать, с углами между орбиталями, определяемыми как углы, образованные осями связывающих орбиталей у данного ядра [I]. Отличие углов между прямыми, соединяющими ядра, от углов между орбиталями становится важным только для циклических, в особенности для напряженных молекул. Так, например, угол между прямыми, соединяющими ядра G в циклопропане, равен 60°, тогда как угол между орбиталями для изогнутых ( банановых или т) связей оценивается в 105°. [c.131]

Некоторые особенности реакционной способности трехчленных циклов были замечены уже давно. Среди них хорошо известное явление — способность циклопропанов легко претерпевать разрыв связи С-С путем гидрогенолиза или при действии протонных кислот или галогенов, причем в очень мягких условиях. Эти наблюдения потребовали создания новой концепции — существования в этих соединениях изогнутых связей, так назыааемых банановых орбиталей . Успешньгй синтез специально спроектированных пропелланов с малыми циклами обеспечивает дополнительные возможности для изучения необычных структурных эффектов и реакционной способности трехчленных циклов, включенных в такие максимально странныек-, но тем не менее существующие структуры. До сих пор не было выработано вполне удовлетворительного объяснения тех особенностей реакционной способности, которые мы обсуждали выше. Эта задача остается вызовом для теоретиков, а ее решение может привести к ревизии или, по меньшей мере к уточнению самой концепции химической связи. [c.444]

Как и в случае двух аналогичных альтернативных описаний этилена (с использованием о, л и с использованием эквивалентных орбиталей), изображения орбиталей диборана могут вводить в заблуждение, так как может показаться, что в описании Питцера заряд сконцентрирован между ядрами бора (в результате образования а-связи), а в случае банановых орбиталей он сосредоточен в стороне от оси бор—бор. Это кажущееся различие возникает вследствие слишком большого упрощения изображений орбиталей на самом деле распределения заряда возникают из одинаковых волновых функций, и поэтому они идентичны. Описание образования связей в диборане с помощью трехцентровой орбитали, вероятно, предпочтительнее описания по модели протонированной двойной связи, особенно из-за того, что трехцентровую орбиталь можно рассматривать как часть многоцентровой делокализованной молекулярной орбитали. [c.343]

Имеется много доказательств, вытекающих главным образом из рассмотрения констант спин-спинового взаимодействия в ЯМР-спектрах, что связи в циклопропанах отличаются от связей в соответствующих соединениях, не имеющих углового напряжения [204]. В обычном атоме углерода гибридизуются одна 5- и три р-орбитали, давая почти эквивалентные зр -орби-тали (разд. 1.11), каждая из которых на 25% имеет 5-харак-тер. Но в циклопропановом атоме углерода четыре гибридные орбитали далеко не эквивалентны. Две орбитали, направленные к внешним связям, имеют больший х-характер, чем обычная 5р -орбиталь, тогда как две орбитали, образующие связи внутри цикла, имеют меньший 5-характер и больший р-характер, что делает их похожими на обычные р-орбитали, для которых характерны валентные углы 90, а не 109,5°. Поскольку угловое напряжение за счет уменьшения углов в циклопропанах соответствует разности в величине характеристичного угла и реального угла в 60°, этот дополнительный характер частично снимает напряжение. Внешние орбитали на 33 %, имеют 5-харак-тер, т. е., по существу, являются р -орбиталями внутренние орбитали только на 17 % имеют 5-характер, так что их можно назвать зр -орбиталями [205]. Таким образом, каладая углерод-углеродная связь в циклопропане образована перекрыванием двух 5р -орбиталей. Расчеты по методу молекулярных орбита-лей показывают, что такие связи не являются целиком сг-свя-зями. В обычных С—С-связях 5р -орбитали перекрываются таким образом, что прямая, соединяющая ядра, становится осью симметрии электронного облака. Но в циклопропане электронная плотность смещена в сторону от кольца. Направление орбитального перекрывания показано на рис. 4.5 [20] угол 0 для циклопропана составляет 2Г. Аналогичное явление наблюдается и для циклобутана, но в меньшей степени здесь угол 0 равен 7° [206]. Связи в циклопропане называют изогнутыми, или банановыми -, по своему характеру они являются промежуточными между о- и я-связями, поэтому циклопропаны в некоторых отношениях ведут себя подобно соединениям с двойной связью [207]. Данные УФ-спектров [208] и некоторые другие данные свидетельствуют о том, что циклопропановое кольцо участвует в сопряжении с соседней двойной связью, причем в кон- [c.188]

Природа связей в циклопропане не так проста, как в пропане или пропене. При образовании связей С—С перекрыванием зр -гибридных орбиталей в циклопропане возможно только частичное перекрывание. Л гут образоваться изогнутые орбитали ( банановые связи , рнс. 66). [c.162]

До СИХ пор кратные связи в этилене и ацетилене описывались с помощью <т- и я-орбиталей, но можно обсуждать их строение и с помощью гибридных орбита-лей, расположенных приблизительно тетраэдрически. Например, можно считать, что в этилене связи углерод—водород образуются благодаря перекрыванию хрЗ-гибридных орбиталей углерода с 15-орбиталями водорода, а двойная связь — благодаря перекрыванию двух оставшихся гибридных орбиталей каждого из атомов углерода. Это последнее перекрывание (рис. 8.19) дает две изогнутые, или банановые , орбитали, расположенные выше и ниже плоскости, содержащей ядра углерода и водорода. На каждой орбитали находится по два электрона. Образование двойной связи вызывает некоторое нарушение исходной ориентации гибридных орбиталей угол между двумя связями С—Н в этилене несколько превышает тетраэдрическое значение в 109,5°. Хотя может показаться, что такое описание сильно отличается от описания с /помощью а- и я-связей, это не так. Оно просто является другим способом разделения четырех связывающих электронов между двумя областями. Переход от одного описания к другому математически делается путем преобразования волновых функций. Так, при описании с помощью а- и я-орбиталей необ.ходимы две функции 1 )а=1/К2 (фс1( )-НРс2(а)) [c.112]

Особое достоинство описания Питцера состоит в том, что оно предусматривает расположение атомов водорода в центре мостиков и локализацию четырех электронов на мостиковой системе В2Н2. Лонге-Хиггинс показал, что можно перегруппировать использованные Питцером орбитальные функции таким образом, чтобы получить альтернативное описание диборана. В этом описании две группы ВНг соединяются двумя эквивалентными трехцентровыми или банановыми связями, каждая из которых охватывает два атома бора и один из мостиковых атомов водорода. Эти эквивалентные орбитали напоминают рассмотренные ранее орбитали этилена (см. с. 112), только в случае диборана каждая орбиталь охватывает три атома (ВНВ), а не два. [c.342]

Обычные двухэлектронные связи описываются с яюмощью перекрывания 15-орбиталей водорода с зр -, вр - или р-орбиталями бора. В свою очередь, мостиковые системы В—Н—В удерживаются двухэлектронными банановыми связями, как в диборане. Простейщее приближение, которое может быть использовано при описании образования связей в любом высшем гидриде, состоит в том, что электроны распределяются по орбиталям одинарных связей В—В, концевых связей В—Н и мостиковых В—Н—В все оставшиеся электроны распределяются по многоцентровым орбиталям, охватывающим атомы бора, которые образуют скелет молекулы. Связи, охватывающие только три атома бора, могут быть бананового или открытого типа (как в диборане, но с атомом бора, занимающим положение водорода) или могут быть похожи [c.345]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология