Углерода атом валентные углы

Любой атом углерода, имеюш ий четыре одинарные связи, имеет тетраэдрическое расположение связей, и, следовательно, валентный угол X — С—X (X = Н, Г, С1, Вг и т. д.) в соответствуюш их молекулах всегда равен 109°28. Так, например, на рисунке 3.3 изображена молекула этана, в которой оба атома С имеют тетраэдрическое расположение связей. Теоретическое обоснование структуры подобных молекул впервые было предложено Л. Полингом на базе гибридизации атомных орбиталей — в данном случае в атоме углерода реализуется 8р -гибридизация (см. также следуюш ую задачу). [c.34]

В молекуле этана атомы углерода связаны с атомами водорода и друг-с другом ковалентными связями (а-связями). Это обусловливает тетраэдрическое расположение заместителей, причем угол между направлениями, о-связей (валентный угол) составляет 109° 28. Двойная связь осуществляется двумя парами электронов, принадлежащими связываемым углеродным ато.мам. Одна пара электронов при этом образует обычную ковалентную а-связь, вторая пара — л-связь. Особая конфигурация электронного облака л-связи обусловливает фиксированное направление остальных четырех ковалентных а-связей при двух углеродных атомах. Эти связи расположены в одной плоскости под углом 120° относительно друг друга и относительно направления а-связи между атомами углерода, связанными двойной связью. [c.54]

При угловой структуре радикала спектр ЭПР в зависимости от общего числа электронов в системе и анизотропии образца имеет характерный вид, позволяя определять спиновую плотность на центральном атоме и оценивать валентный угол. Так, например, для радикала NO2 было получено значение валентного угла 133°, совпадающее в пределах ошибок с установленным прямыми экспериментальными методами (134°). В ион-радикале СО2" идентифицированном методом спектроскопии ЭПР в облученном формиате натрия, локализация неспаренного электрона на оказалась больше сравнительно с N в NO2 , что соответствует большему значению валентного угла (ближе к 180°). Эти выводы согласуются с особенностями реакционной способности этих частиц большая склонность ион-радикала O2 к димеризации, присоединение водорода к атому углерода, а не к кислороду, как в радикале NO2, и т. д. [c.69]

Атом азота в основном состоянии может также вступать в одну ст-связь (р,-электрон) и две я-связи (ру- и Рг), как, например, в нитрилах К—. Валентный угол 180° определяет 5р-гибридизация атома углерода. Атом азота может расширить валентность до четырех, когда, кроме трех ковалентных ст-связей за счет р -электронов, он образует еще одну донорно-акцепторную связь. При этом 2я -электронная пара взаимодействует с вакантной орбиталью акцептора этой пары (Н , катионы М , многие молекулы) [c.48]

Примерами правильных тетраэдров служат молекулы метана СН4 (рис. 3.1, а, б), тетрахлорметана I4 и т.п. Если с атомом углерода связаны не одинаковые заместители, то валентные углы могут отличаться от нормального на несколько градусов. Например, в хлорметане H3 I атом углерода также имеет тетраэдрическую конфигурацию, но валентный угол Н—С—Н равен 111°. В насыщенных углеводородах валентные углы между атомами углерода равны 111 — 113°. [c.55]

На рис. 10 Приведена построенная описанным способом модель-молекулы салицилаль-о-аминофенола. В этой модели сохранены все валентные углы и длины связей в соответствии с указанными выше, за исключением валентного угла азота, который увеличен с 90° до 120°. Если бы при построении модели молекулы салицилаль-о-аминофенола был оставлен нормальный валентный угол атома азота, то атом углерода С находился бы от другого химически не связанного с ним атома С на расстоянии 1,92 А. Два химически не связанных атома углерода без напряжений могут находиться на расстоянии 3,6 А (удвоенный межмолекулярный радиус атома углерода), поэтому необходимо резкое увеличение угла С —Ы—а. [c.55]

Первый максимум на кривых распределения электронной плотности при Н = 1,5 А соответствует длине связи С—С второй при 7 = 2,35 А — расстоянию С...С, взятому через один атом углерода. Третий и четвертый максимумы соответствуют расстоянию между атомами углерода через два и три атома в рассматриваемых молекулах. Валентный угол С—С—С в молекуле равен 103°. [c.221]

Обычно атом углерода образует четыре связи в соединениях типа СХ4 таким образом, что четыре связанных с ним атома располагаются в вершинах правильного тетраэдра. Углы между связями X — С — X составляют 109,5° — это значение рассматривается как нормальный валентный угол [c.20]

Например, у насыщенного атома углерода, связанного с четырьмя атомами или группами, связи направлены к вершинам правильного тетраэдра, и обычно все валентные углы примерно равны 109°28. Если атом связан с двумя или тремя электроотрицательными атомами или группами, то валентный угол может несколько изменяться в зависимости от партнеров в ковалентных связях. Некоторые примеры соединений с указанием валентных углов приведены в табл. 5. [c.81]

В этилене из четырех валентных электронов атома углерода гибридизован один 5-электрон и два р-электрона, поэтому углерод при двойной связи находится в состоянии хр -гибридизации. Оси трех эквивалентных гибридных орбиталей расположены в одной плоскости под углом 120°. В соответствии с принципом максимального перекрывания все атомы в этилене располагаются в одной плоскости и валентный угол должен также составлять 120°, что согласуется с экспериментальными данными. Таким образом, каждый этиленовый атом углерода образует Зст-связи за счет гибридных орбиталей (рис. 31). [c.54]

В двухатомной системе оба атома всегда находятся на одной линии, в трехатомной — на одной или образовывают треугольник, в четырехатомной может быть тетраэдрическая конфигурация, квадратная и др. Например, в молекуле воды две связи атома кислорода, направленные к атомам водорода, расположены под углом в 104,5° (рис. 8). Атом углерода представляет собой тетраэдрическую систему, в которой сам углерод находится в центре тетраэдра, а его четыре валентности направлены по осям к четырем вершинам тетраэдра (рис. 9). Угол связи углерода зависит от показателя гибридизации (валентного состояния). Так, валентный угол между атомами углерода, связанными простой связью, например в этане НзС—СНз, составляет 109 28 (рис. 11) в случае двойной связи (С = С) он равен 120° (см. рис. 19) и, наконец, при тройной связи (С = С) —180° (см. рис. 26). [c.25]

Величины атомных и межмолекулярных радиусов приведены в табл. 6. Валентными углами атома углерода, связанного с четырьмя другими атомами, являются тетраэдрические углы 109°28. В плоской молекуле бензола углы между связями равны 120°— такое значение валентных углов атома углерода характерно для всех соединений, в которых атом углерода связан с тремя другими атомами. Валентный угол атома азота, связанного с двумя другими атомами, равен 90° такой же валентный угол характерен и для атома кислорода. [c.54]

Циклические соединения, содержащие карбонильную группу и атом кислорода или азота, часто служат исходными веществами для синтеза практически важных полимеров. Поскольку валентный угол у атома углерода карбонильной группы равен 120°, напряженность циклов карбонилсодержащих соединений отличается от напряженности циклов, не имеющих карбонильных групп. В табл. 12 приведены отклонения валентных углов для циклов, содержащих тригональные атомы углерода, т. е. углеродные атомы карбонильных групп и ненасыщенные углеродные атомы, валентный угол которых принят равным 120°. Очевидно, что введение в пятичленный цикл тригонального атома углерода ведет к увеличению отклонения валентного угла. В случае шестичленного цикла такой определенной тенденции не наблюдается. Отрицательная величина отклонения может заставить цикл принять складчатую форму. Циклы, содержащие одну или две ненасыщенные связи, характеризуются меньшим отрицательным отклонением. В цикле с тремя ненасыщенными связями, например в бензоле, напряженность отсутствует. [c.31]

Что же касается валентных углов, то для них основные закономерности были найдены уже давно если в вершине угла находится атом углерода, валентные углы обычно оказываются близкими к тетраэдрическим (109,5°), тригональным (120°) или развернутым (180°) — в зависимости от того, сколько атомов привязано к углероду — четыре, три или два можно также сказать, что валентный угол атома углерода, находяш,егося в гибридизации 50 , равен 109,5°, в гибридизации 120° и в гибридизации 5р 180°. Отклонения валентных углов от указанных идеальных значений могут достигать нескольких градусов и даже более, и систематическое изучение этих отклонений представляет большой интерес. [c.27]

Валентным углом называется угол между направлениями связей, образуемых многовалентным атомом. Так, в молекуле воды две связи О—Н расположены друг относительно друга под углом около 100° это и есть валентный угол атома кислорода. Атом азота в трехвалентном состоянии имеет три связи, направленные к углам основания трехгранной пирамиды, в вершине которой находится азот. В качестве примеров на рис. 15 приведены длины связей и валентные углы в молекулах воды и аммиака. Валентный угол атома углерода зависит от типа гибридизации. [c.33]

В состоянии 5р -гибридизации атом углерода связан с четырьмя заместителями. Если эти заместители одинаковы, то модель представляет собой правильный тетраэдр с валентными углами 109°28. Если с атомом углерода связаны неодинаковые заместители, то валентные углы отклоняются от тетраэдрических, разными оказываются и длины связей — тетраэдр становится неправильным. В состоянии хр -гибридизации атом углерода связан с тремя заместителями, причем все четыре атома лежат в одной плоскости, валентные углы равны 120°. Углерод в состоянии 5р-гибридизации связан с двумя заместителями все четыре атома системы с тройной связью лежат на одной прямой, валентный угол равен 180°. Все это хорошо известно из курса органической химии и не требует дополнительного обсуждения. [c.8]

Обе указанные тенденции находятся в соответствии с реакционной способностью радикалов NO2 и СО2". Для ион-радикала СО димеризация является более энергетически выгодной, так как в этой частице связывающие электроны в меньшей степени локализованы на атоме углерода и валентный угол также ближе к 180 (см. разд. VIII.2, в, 1 и рис. VIII.4). Соответственно при реакции с атомами водорода происходит присоединение к атому углерода и образование иона формиата в случае СО , тогда как в случае NO2 атомы водорода присоединяются к кислороду и образуется азотная кислота. [c.152]

Вернемся к рассмотрению пространственной структуры молекулы воды. При ее образовании происходит sp -гибридизация атомных орбиталей кислорода. Именно поэтому валентный угол НОН в молекуле Н2О (104,5°) близок не к 90°, н к тетраэдрическому углу ( 109,5°). Небольшое отличие этого угла от 109,5° 10ЖН0 понять, если принять во внимание неравноценность состояния электрон- ibix об.,1аков, окружающих атом кислорода в молекуле воды. В самом деле, в молекуле метана все восемь электронов, занимающие в атоме углерода гибрид- [c.138]

При зр-гибридизации остаются неизменными, например, орбитали Ру и р , а смешиваются р и -орбитали. В результате получаются две эквивалентные орбитали, направленные под углом 180° по отношению друг к другу (рис. 14). Если в гибридизации участвуют АО, ориентированные в одной плоскости, гибридные орбитали не могут выйти из этой плоскости. Поэтому при гибридизации йзр , если й-и обе р-орбитали лежат в одной плоскости (например, р и Ру,) то четыре гибридные орбитали направлены к вершинам плоского квадрата. Валентный угол равен 90°. В некоторых случаях можно определить набор гибридизующихся орбиталей после исключения орбиталей, используемых на образование я-связи. Например, в молекуле С2Н4 каждый атом углерода отдает одну р-орбиталь на образование я-связи, остальные валентные орбитали углерода вступают в зр2-гибридизацию. В ацетилене два атома углерода соединены а-связью за счет гибридных р-ор-биталей и двумя я-связями. [c.32]

Спиновое взаимодействие между протонами обусловливает магнитную поляризацию промежуточного электронного облака, как это указывалось на стр. 289. Взаимодействие между протонами и электронами может происходить по различным механизмам (Рамзей [52]) с участием магнитных моментов, связанных как с орбитальным движением электронов, так и с электронным спином, но, по-видимому, только один из этих факторов является достаточно существенным для объяснения наблюдаемой величины взаимодействия. Речь идет о влиянии электронного спина, известного под названием фермиевского или контактного взаимодействия, поскольку оно зависит от плотностей электронных спинов у про.тонов. Величина константы связи может быть вычислена методом возмущений второго порядка [52], согласно которому возбужденные триплетные состояния вводятся в волновую функцию молекулярных электронов, или путем дальнейщего приближения, для чего средняя величина энергии возбуждения берется непосредственно из волновой функции основного состояния. Именно так сделал Рамзей в случае молекулярного водорода, использовав функцию Джемса — Кулиджа. Было использовано произведение атомных орбит по Гейтлер-Лондону [33] Карплус и сотр. [61, 62, 119] рассчитали приближенным методом величины ряда валентных связей. Эти данные позволили получить теоретическое значение константы связи в метане, равное 10,4 1,0 гц константа связи, определенная по расщеплению спектра H3D, составляет 12,4 1,6 гц. Кроме того, предсказано, что константа связи J между протонами внутри метиленовой группировки [61]является чувствительной функцией угла связи Н—С—Н зависимость такова, что J уменьшается от величины примерно 20 гц при валентном угле 105° до нуля с расщирением угла примерно до 125° при более щироких углах можно ожидать появления небольших отрицательных значений J. Число молекул, для которых точно известен валентный угол Н—С—Н, весьма ограниченно в тех случаях, когда эти углы известны, экспериментальные данные согласуются с вычисленной кривой. В частности, в отнощении двух геминальных водородов в винилиденовой груп--пе>С = СН2 можно предсказать, что они взаимодействуют очень слабо (7 S1 гц), так как центральный атом углерода является- хр -гибридизованным, а угол Н—С—Н велик константы связи поэтому малы, что согласуется с экспериментальными данными. [c.307]

С одной стороны связи карбонильного атома углерода в них должны располагаться под угом 116° (5/> -гибридное состояние), однако, с другой стороны, этот угол должен определяться размером карбоцикла, поскольку карбонильная группа является эндо-циклической Таким образом, во всех циклоалканонах от цикло-пропанона до циклогексанона, валентный угол, образованный эндоциклическими связями карбонильного атома углерода, будет искажен и тем сильнее, чем меньше размер цикла В реакциях присоединения атом углерода карбонильной группы переходит из в 5р -гибридное состояние и рассматриваемое угловое напряжение будет частично сниматься При этом наибольший выигрыш энергии будет в случае циклопропанона, который и проявляет наибольшую карбонильную активность [c.59]

Молекула аммиака КН, также полярна (ее геометрическая форма показана на рис. 47,а) атом N- находится в состоянии / -гибридизации и в одну из вершни направлена неподеленная пара электронов атома азота (незавершенный тетраэдр). В отличие от аммиака молекула тетрахлорида углерода СС , неполярна атом С+ также имеет р -гибридизацию орбита-лей, что отвечает геометрии правильного тетраэдра (валентный уголь 109,5 , см. рис. 47,6). Однако н в молекуле ЫНз, н в молекуле СС , каждая связь (Ы—Н, С—С ) полярна. [c.135]

Структурную объемную формулу метана разработал в 1874 г. голландсьсий ученый Я. Вант-Гофф. Согласно его представлениям и современным данным, пространственная форма молекулы метана изображается в виде тетраэдра. В центре тетраэдра располагается атом углерода. Четыре валентности направлены к четырем углам тетраэдра, где помещается по одному атому водорода. Угол между любой парой связи равен 109°28. В упрощенном виде структурная формула метана показана на рис. 1.2, а. Общая структурная формула для всех газообразньж метановых углеводородов дана на рис. 1.2, б. [c.13]

Например, у насыщенного атома углерода, связанного с четырьмя заместителями, как правило, все валентные углы равны 109" 28. Если атом связан с двумя или тремя электроотрицательными атомами, то валентный угол может несколько изменяться в зависп- 5юсти от партнера в ковалентной связи. Например для [c.70]

Вторая причина уменьшения длины связи может заключаться в изменении типа валентного состояния атома углерода [10, стр. 861. благодаря которому оказывается возможным сближение атомов. Насыщенный углеродный атом связан с четырьмя атомами и имеет тетраэдрическое направление валентных взаимодействий если же углерод ненасыщен и связан только с тремя (при наличии двойной вязи) или двумя (в ацетиленовых соединениях) атомами, валентный угол равен 120 или, соответственно, 180°. Возможно, что уменьшение межядерного расстояния происходит благодаря обоим указанным аричннам. [c.101]

Электронное строение молекулы бензола. Свойства бензола интерпретируются теорией молекулярных орбит следующим образом. Каждый атом углерода может иметь три связи, гибридизован-ные тригонально по типу зр и лежащие в одной плоскости (см. том I 5.9, рис. 41). При этом наиболее прочная о-связь образуется в том случае, когда валентный угол имеет значение 120°. Эти условия выполнены в уникальном случае щестиуглеродного цикла, поэтому бензол имеет плоский цикл, прочно связанный 0-связями (рис. 18,а). Эти условия также являются идеальными для многократного перекрывания р-орбит (рис. 18,6). Так как система циклическая, каждая р-орбита перекрывает орбиты соседних атомов со специфической широкой делокализацией [c.124]

Представлеггае о вращении звеньев макромолекулы можно получить из рис. 28. Если С] и Сг — первые два атома углерода, то третий атом Сз лежит на периметре основания конуса, образованного вращением Сз во-кр> ЯЗИ С1—Сг, причем угол С1С2С3 есть валентный угол 9 и ра-у Четвертый атом С4 лежит аналогично на периметре осно- [c.92]

Прежде всего надо отметить, что независимо от механизма тенденция к образованию олефинов возрастает при переходе от первичных к третичным алкильным системам. Для Е1-реакций при этом можно наблюдать явление стерического ускорения в ходе 8 1/Е1-реакции из р -гибридного тетраэдрического атома углерода реакционного центра возникает р -гибридный тригональный атом углерода. Если три группы, связанные с реакционным центром, велики, то в исходном соединении могут наблюдаться пространственные затруднения из-за сжатия их вандерваальсовых радиусов (англ. Васк-81га1п-Е ес1). При переходе к тригонально-му атому углерода валентный угол возрастает с 109 до 120°, объемистые группы могут несколько отойти друг от друга и напряжение уменьшится. Отщепление протона позволяет сохранить это энергетически выгодное положение (валентный угол в олефине 120 ), в то время как воссоздание тетраэдрической конфигурации в результате 81,12-превращения привело бы вновь к сжатию. Поэтому в подобных случаях реакция направляется преимущественно по пути отщепления, причем скорость этого процесса возрастает ( стерическое ускорение ). Некоторые примеры стерического ускорения приведены в табл. 5.2. [c.241]

Купферонат меди (СбН5Ы202)гСи [102] получен в виде моноклинных кристаллов из раствора в хлороформе. Молекула обладает двумя особенностями бензольное кольцо и металлоцикл в ней неконденсированы, металлоцикл не содержит атомов углерода. Атом меди имеет плоскую координацию и окружен четырьмя атомами кислорода. Пятичленный и шестичленный циклы расположены в близких плоскостях (угол между ними 12°). Межатомные расстояния и валентные углы показаны на рис. 30. Длина связи Сар—N (1,42 А), соединяющей циклы, имеет промежуточное значение между длиной двойной и ординарной связи и указывает на некоторое сопряжение между циклами. Значения межатомных расстояний в металло- [c.57]

Колебания углерод — водород. Валентные частоты зависят от того, является ли атом углерода насыщенным или образует двойную, тройную или ароматическую связь, и соответствующие области рдвны 2900—3000, 3010 — 3030, 3200—3300 и 3030, см- . Метильная группа обнаруживает антисимметричное валентное колебание около 2960 см" , симметричное валентное колебание около 2870 см- и важное симметричное деформационное колебание при 1375 см . Это колебание увеличивает и уменьшает угол Н — С — Н. Изопропильная и торет-бутильная группы характеризуются дублетами при 1385 и 1365 см . [c.145]

Метан (химическая формула СН4) - простейший представитель ряда метановых углеводородов (алканов) с обидей формулой , Y 2n+2 состояпдий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Строение молекулы метана можно представить в виде тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а по углам - четыре атома водорода. Тетраэдрическое строение молекулы метана обусловлено 8р-гибридизацией углеродного атома. Расстояние между атомами углерода и водорода равно 1,09 А, тетраэдрический валентный угол равен 109°. Главное отличие метана от всех других углеводородов - это наличие только связи С-Н, средняя энергия которой составляет 99,3 ккал/моль, и отсутствие углеродных связей С-С. Энергия отрыва первого атома Н еш е выше (104,0 ккал/моль). Отношение числа водородных атомов к углероду в метане составляет 4, в этане - 3, в пропане - 2,66, а в высокомолекулярных парафиновых углеводородах приближается к двум, т.е. метан является самым восстановленным из всех углеводородов. Его нахождение в недрах в восстановительной среде так же закономерно, как углекислого газа в окислительных условиях. Исключительное положение метана в земной коре и повсеместное его распространение можно объяснить еш е и тем, что по сравнению со всеми остальными углеводородами он обладает минимальным уровнем свободной энергии (-12,14 ккал/моль), минимальными значениями энтальпии (теплосодержания, -17,89 ккал/моль) и теплоемкости при постоянном давлении (8,536 ккал/моль град), а также максимумом энтропии (44,50 ед. энтропии). Эти свойства в сочетании с очень низким значением критической температуры (-82,4°С) и высоким значением критического давления (4,58 МПа) (табл. 1.1) ставят метан в особое положение среди остальных углеводородов [1. [c.5]

Метан (химическая формула СН4) - простейший представитель ряда метановых углеводородов (алканов) с обидей формулой , Y 2n+2 состояпдий из одного атома углерода и четырех атомов водорода. Строение молекулы метана можно представить в виде тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а по углам - четыре атома водорода. Тетраэдрическое строение молекулы метана обусловлено 8р-гибридизацией углеродного атома. Расстояние между атомами углерода и водорода равно 1,09 А, тетраэдрический валентный угол равен 109°. Главное отличие метана от всех других углеводородов - это наличие только связи С-Н, средняя энергия которой составляет 99,3 ккал/моль, и отсутствие углеродных связей С-С. Энергия отрыва первого атома Н еш е выше (104,0 ккал/моль). Отношение числа водородных атомов к углероду в метане составляет 4, в этане - 3, в пропане [c.5]

Структура молекул, в которых к центральному атому присоединены неодинаковые атомы, несколько отличается от идеальных структур, показанных на рис. 11-3. Так, в молекуле СН3С1 углы НСН равны 110,5°, а угол С1СН равен 108,5° и то, и другое значение отличается от идеального тетраэдрического угла 109,5°. В качестве других примеров подобных отклонений от идеальной геометрии приведем этилен и формальдегид. В обеих молекулах атомы углерода имеют СЧ = 3, которому должны отвечать идеальные валентные углы 120°. Однако экспериментально наблюдаются такие структуры [c.493]

Если представить себе, что атом углерода, как впервые предполо-нсили Лс Бель и Вант-Гофф, расположен в центре правильного тетраэдра и имеет 4 валентности, направленные к углам тетраэдра, то угол между этими направлениями валентных сил составит 109°28. Если же два атома углерода, затрачивая по две единицы валентности каждый, соединятся между собой, образуя этиленовое производпое, то каждая [c.303]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология