Углерод, образование связей

Следует отметить, что ионизированные осколки могут образовываться при разрыве как углерод-водородной, так и углерод-углеродной связи. Относительные количества каждого из осколков зависят от относительной вероятности образования иона и разрыва связи. Фактически существующие относительные количества всех ионов, образующихся в результате бомбардировки этана электронами, можно видеть из рассмотрения масс-спектра этана, приведенного в табл. 1 [c.337]

Поведение к-бутана и изобутана аналогично реакциям пропана в том смысле, что они слишком быстро дают вторичные и третичные продукты реакции, чтобы можно было изучать начальную стадию разложения. Это имеет место при всех температурах свыше 1000° С, т. е. в тех случаях, когда ацетилен является основным продуктом. Отношение К/К для реакций образования ацетилена из пропилена или этилена примерно то же, что и при пиролизе пропана это указывает на то, что природа исходного реагента не имеет особенно большого влияния на скорость образования ацетилена, если исходный реагент является углеводородом, содержащим 3 или более атома углерода. В связи с этим получение ацетилена пз пропана и бутанов будет рассматриваться скорее с точки зрения выхода ацетилена, чем расхода исходного сырья. [c.63]

Образование ароматических углеводородов при высокотемпературных процессах, например, при крекинге нефти в интервале температур 400—600° С, коксовании угля при 800—1100° С и пиролизе метана при температурах до 1200° С, свидетельствует об их большой термической стабильности. Эта стабильность объясняется необычайно прочными уг-лерод-углеродными связями в ароматическом ядре и упоминалась еще в правиле Габера (1896), которое гласит, что связь С—С в ряду ароматических углеводородов является более стабильной, чем углерод-водо-родная связь С — Н, тогда как для алифатических углеводородов имеет место обратная зависимость [21]. Причину большей стабильности связей С — С в ароматических углеводородах можно объяснить тем, что их структура напоминает стабильную структуру кристаллического графита, тогда как углерод-углеродные связи алифатических углеводородов аналогичны углеродным связям в термически менее стабильных кристаллах алмаза. [c.93]

Цель данной главы заключается в том, чтобы показать, что практически все реакции алифатических и алициклических углеводородов лучше всего могут быть объяснены либо механизмом с участием иона карбония, либо обычным ценным свободнорадикальным механизмом. Глава но содержит детального обсуждения массы фактов, подтверждающих действие этих механизмов, и различных альтернативных схем. Вместо этого дается единая общая основа для объяснения каталитических и термических реакций углеводородов путем установления некоторых наиболее общепризнанных принципов поведения ионов карбония и свободных радикалов. Ниже будет показано, что разнообразные внешне не связанные между собой реакции (в том числе и побочные реакции) углеводородов могут быть объяснены на основе правдоподобной, упрощенной (но не слишком) теории. От подробного разбора мелких деталей теории и некоторых, на первый взгляд противоречивых, наблюдений в такой краткой по необходимости главе пришлось отказаться. Особое внимание будет обращено" на реакции, идущие с образованием или разрывом углерод-углеродных связей, в то же время механизмы реакции гидрогенизации, окисления, галоидирования и нитрования совсем не будут рассматриваться. [c.213]

При высоких температурах происходит гомолитическое расщепление углерод-углеродной связи в углеводородах с образованием свободных радикалов [c.217]

Фторирование фторидами металлов. Реакция фторида металла с углеводородом, сопровождающаяся образованием фторированного парафина, является удобным методом замещения атома водорода фтором. Реакция эта, несмотря на то, что она экзотермическая,. в противоположность реакции с фтором гораздо легче контролируется и в значительно меньшей степени сопровождается разрывом углерод-углеродной связи. Кроме того, образование полимерных веществ минимально, следовательно, получаются соответственно более высокие выходы желаемых продуктов. [c.71]

Элементы, находящиеся в первом основном ряду таблицы периодической системы элементов, как бор, углерод и азот, имеют по четыре электронных орбиты, которые могут быть использованы для образования связей. Они известны как 2s, 2рх, 2ру, 2pz — электронные орбиты. Каждая из орбит способна удерживать два электрона с противоположными спинами. Химическая связь (<г-связь) между двумя атомами образуется путем частичного перекрывания двух таких орбит, по одной от каждого атома, содержащих пару электронов противоположного спина. Так, нанример, атомы таких элементов, как бор, углерод и азот, имеющих суммарно по четыре орбиты, способны к образованию максимум четырех простых связей. [c.393]

Когда все четыре из этих орбит использованы таким способом для образования связей, они претерпевают гибридизацию . с образованием новых орбит, называемых тетраэдрическими орбитами и обозначаемых символом sp . Следовательно, четыре связи в метане СН включают четыре пары электронов, которые занимают четыре орбиты Is четырех атомов водорода и перекрывают четыре тетраэдрических орбиты атома углерода. [c.393]

Эти доводы можно представить себе в более ясной форме при более точном рассмотрении природы частично образованной связи С—2 в переходном состоянии. Такие частично образованные связи между углеродом и электрофильным атомом или группой 2 должны были бы иметь более сильно выраженный ионный характер с меняющейся долей участия в ковалентной связи, в зависимости от природы реагента. Сильно электрофильный реагент Ъ будет требовать низкой энергии активации, и С—Ъ связь будет по характеру сильно ионной. Такая связь будет требовать лишь незначительного участия электронов заместителя в кольце. Следовательно, заместители будут проявлять только слабое направляющее влияние на входящие группы. [c.426]

Если изомеризация протекает на поверхности металлов, механизм отличается от бифункционального [18]. В случае бифункционального механизма в адсорбции парафинового углеводорода на поверхности металла участвуют два соседних атома углерода, от парафинового углеводорода могут отщепляться два атома водорода с образованием олефина в газовой фазе, адсорбированный олефин может подвергнуться гидроге-нолизу. Если парафин адсорбируется атомами углерода, которые не являются соседними, то возможны образование новой С-С-связи, приводящее к пяти- или шестичленным циклическим углеводородам, и их последующее раскрытие за счет разрыва другой С—С-связи. Для протекания такой реакции необходимо, чтобы связанные с поверхностью атомы углерода были разделены четырьмя или пятью атомами углерода и связаны с двумя соседними атомами металла. Возможность протекания такой реакции была открыта Го и Андерсеном [22]. [c.15]

Фтор и парафиновые углеводороды реагируют с силой взрыва, но если соблюдать осторожность, фторуглероды можно получить с хорошим выходом, хотя они имеют смешанный состав. Реакционная последовательность, вероятно, следующая замещение, расщепление углерод-углеродной связи, происходящее благодаря интенсивному нагреву, развиваемому в экзотермической реакции, и образование соединений с более высоким молекулярным весом, как конечных продуктов реакции свободных радикалов. [c.145]

Радиационная вулканизация подобно перекисной, также, по-видимому, приводит к образованию прочных углерод-углеродных связей [c.504]

Для образования вулканизатов на основе перфторполимеров могут быть также использованы серебряные соли перфторирован-ных кислот. Будучи термически малостабильными, при нагревании они выделяют металлическое серебро и двуокись углерода, с образованием радикалов по атому углерода. Радикалы рекомбинируются, приводя к образованию прочных углерод-углеродных связей. Известны способы введения в перфторированные сополимеры сульфо-, циано- и других функциональных групп. [c.511]

Потому что 1) все валентные электроны атома углерода принимают участие в образовании связей 2) атом углерода имеет два неспаренных электрона иа 2р-орбиталях 3) молекула СОг имеет линейное строение. [c.67]

Ковалентные связи между атомами углерода, образованные одной парой обобщенных электронов, называют простыми (или ординарными) связями. [c.457]

Природа кратных углерод-углеродных связей несколько иная. Так, в молекуле этилена при образовании двойной ковалентной [c.458]

Это — экзотермическая реакция. Энергия, выделяемая при образовании связей в молекуле продуктов (диоксида углерода и паров воды), больше, чем энергия, необходимая для разрыва связей в молекулах воска и кислорода. [c.203]

В противоположность этой концепции некоторые авторы придерживаются другой теории для объяснения характера связывания между атомом металла и сопряженным ди- или олиго-олефином. В спектрах ЯМР различных ди- и олигоолефиновых комплексов металлов резонансная линия концевых олефиновых протонов заметно сдвинута в область более высоких значений поля, в алифатическую область. Этот сдвиг можно объяснить эффектом экранирования я-электронами, но можно также предположить, что концевые протоны сопряженного диенового фрагмента в действительности становятся алифатическими протонами в результате образования а-связей между атомом металла и концевыми атомами углерода. Образование связи металл диен можно рассматривать как следствие 1,4-присоединения металла к диену. Если, помимо этого, допустить существование я-связи между двойной связью С = С и металлом, то можно сделать вывод о трехточечном прикреплении диолефиновой системы, например, в трикарбонильных комплексах железа вокруг атома металла осуществляется октаэдрическая конфигурация. Эти представления подтверждаются результатами рентгеноструктурного анализа комплексных соединений железа, кобальта и родия, содержащих гегра/сыс-(трифторметил)цик-лопентадиенон в качестве лиганда. Было найдено, что в этих [c.15]

Известно несколько примеров внедрения диоксида /глерода ло связи металл — водород или металл — угле-эод для органического синтеза это одна из наиболее зажных реакций. Существуют две возможности для внедрения диоксида углерода образование связи металл — <ислород или ст-связи металл — углерод [c.189]

Образование карбидов при распаде окиси углерода на металлах группы железа было подтверждено Фишером и Баром [29], а впослед-ствие также Баром и Жессеном [30]. Фишер и Кох [31] пришли к следующим представлениям о химизме синтеза .. . окись углерода и водород сначала адсорбируются па поверхности катализатора. После этого окись углерода на активных центрах катализатора химически связывается с одновременным ослаблением углерод-кислородной связи. Реакционно-активный водород образует с кислородом воду. Углерод, связанный в виде карбида, соединяется с активным водородом и освобождается из карбида в виде радикалов СН—, СНа—и СНз—, которые эатем полимеризуются в различные углеводороды, остающиеся сначала адсорбированными на катализаторе. [c.86]

Теория гибридизации. Обычрю атомы формируют связи за счет электронов разных энергетических состояний. Так, у атомов бериллия (2s 2p ), бора (2s 2p ) и углерода (2з 2р ) в образовании связей одновременно принимают участие как 5-, так и р-электроны. Несмотря на различие форм исходных электронных облаков, связи, образованные с их участием, оказываются равноценными и расположенными симметрично. В молекулах ВеС12, ВС1 з и СС14, например, валентный угол С1ЭС1 равен 180°, 120° и 109°28 соответственно. [c.70]

О — Алкилированием принято называть реакции введения алкильной группы по углерод—кислородной связи органического вещества. В то же время реакцию синтеза МТБЭ можно отнести и к разновидности реакций этерификации — образованию простых или сложных эфиров из спиртов и органических кислот (изобутен oблa ает слабой кислотностью, равной -3,0 по Гаммету). [c.147]

Чтобы достигнуть энергетического состояния, необходимого для разрыва углерод-углеродной связи, нужно создать в каждом из двух указанных случаев ряд определенных условий. Обсунсдение деталей предложенного механизма будет приведено ниже, однако, можно предварительно констатировать, что важной промежуточной фазой реакции при каталитическом крекинге является образование структуры, в которо водорода на один атом меньше, чем в исходной молекуле парафинов и нафтенов, и на один атом водорода больше, чем в исходной молекуле олефинов и замещенных ароматических углеводородов. Эта структура соответствует обычному определению карбониевого иона, отвечающего эмпирической формуле С Н +1 для алифатических углеводородов, СпН 1 для моноциклических нафтенов и СпН2п 5 для моноциклических ароматических углеводородов. [c.114]

Как было указано выше, для образования ионов карбония требуется либо отщепление атома водорода посредством разрыва углерод-водородной связи, либо присоединение атома водорода с образованием новой углерод-водородной связи. В связи с этим для теории таких механизмов приобретают большое значение накопленные экспериментальные данные, показывающие большую реакционную способность третичных углерод-водородных связей сравнительно со вторичными связями С —Н и последних сравнительно с первичными при диссоциациях ионного типа (крекинге) и реакциях присоединения. Относительная реакционная способность третичных, вторичных и первичных углерод-водородных связей в термических реакциях через свободные радикалы соответственно меньше. Далее будет показано, что в силу вышесказанного третичные и вторичные структуры играют доминирующую роль в механизме ионных реакций. Приведенное отношение между реакционными способностями связей С —Н основано на данных, полученных нри масс-снектрометрическом измерении потенциалов образования различных алкил-ионов. Потенциалы образования алкил-ионов вместе с соответствующими термодинамическими данными и данными по энергиям диссоциации связи для углеводородов дают величину энергии, необходимую для получения алкил-ионов из родственных им углеводородов эта величина энергии может быть качественно коррелирована с относительной реакционной способностью первичных, вторичных и третичных углеводородных структур как в случае низкотемпературных реакций присоединения, так и при высокотемпературной диссоциации (ионных процессах). Аналогично определяемая энергия сво-бодноради1 альной диссоциации связи С — Н [37, 39] отражает гораздо меньшее различие в реакционной способности разных типов С — Н связей в случае термических свободиораднкальных реакций таким образом, существует явный нараллелизм между экспериментальными данными каталитического и термического крекинга и энергетикой предложенных механизмов. [c.115]

Если подвергаемое окислению соединение содержит только вторичные и первичные углерод-водородпые связи, то основным продуктом реакции является кетон. Так, пропан может быть превращен в ацетон с выходом последнего 75% при употреблении смеси пропана, кислорода и бромистого водорода в отношении 2 2 1. Конверсии подвергаются примерно 75% от первых двух компонентов, причем регенерируется около 83% катализатора. Температура процесса несколько выше температуры, необходимой для окисления изобутана (190° вместо 160° С в последнем случае), и максимальный расход катализатора также больше. В таких условиях около 8% пропана превращается в пронионовую кислоту. Между механизмом образования кетона и приведенным выше механизмом окисления углеводородов с разветвленной цепью можно провести четкую параллель [c.275]

Катализируемая бромистым водородом атака кислорода на первичные углерод-водородныс связи ведет к образованию органических кислот. Так же как для окисления пропана требуется более высокая температура, чем для окисления в равной мере бутана (190° вместо 160° С в приведенном выше примере), окисление этана представляет собой более медленную реакцию и требует несколько более высоких температур, чем окисление пропана (220° вместо 190° С). Даже такая температура намного ниже той, которая требуется для обычного окисления цетана, и в то время как в нервом случа( были получены выходы уксусной кислоты около 75% от потребленного кислорода (что составляет от 85 до 90% от подаваемого сырья), в результате некатализироваиных реакций при 300° С и выше нолучаются сложные смеси [12]. Окисление нри повышенных давлениях способствовало увеличению выходов продукта, торможению побочных реакций и снижению расхода катализатора. Важную роль в этих цепных процессах играет поверхность сосуда, причем влияние ее уменьшается с увеличением общего давления в системе. [c.276]

Реакция с элементарным фтором. При смешении углеводорода с фтором могут происходить химические реакции нескольких типов. Их можно классифицировать следующим образом 1) замещение атома водорода фтором 2) присоединение фтора по непредельной с5 -.и 3) разрыв цепи по углерод-углеродной связи 4) образование высокомолекулярных соединений через свободные радикалы как промежуточные соедит1ения. Поскольку образование связи углерод — фтор является сильно экзотерми- [c.68]

Если атакующая группа очень слабо электрофильна, как, например, Вга, то потребуется значительное участие кольца в образовании связи углерод—бром и в частичном разрыве связи бром—бром в переходном состоянии. С другой стороны, более электрофильная группа, например питроний-ион, потребует сравнительно небольшого участия кольца в образовании углерод-азотной связи в переходном состоянии. Иными словами, переходное состояние будет включать довольно прочную связь между атомом кольца и слабо электрофильным агентом, так что переходное состояние будет весьма близким к ст-комплексу, тогда как у сильно электрофильного атома будет образовываться срапнительно длинная, слабая связь. [c.426]

Вторым механизмом изомеризации парафинов на металлах является механизм сдвига связи. Он предусматривает образование а, а,7-триадсор-бированных соединений, связанных с двумя соседними атомами металла. Изомеризация неопентана должна влючать адсорбцию на двух атомах металла, образование связи между атомами углерода на поверхности и раз-рьш одной из связей в короткоживущем циклопропановом кольце с образованием 2-метилбутана. [c.16]

Стадия 3. Образованный карбоний-ион претерпевает дальнейшее превращение в соответствии с правилом расщепления но Р-связи (углерод-углеродная связь разрывается при атоме углерода, который находится в -положении по отношению к карбо-ниевому углероду). [c.337]

В образовании связи я-аллильных лигандов с металлом принимают участие молекулярные орбитали, охватывающие три атома углерода. Донорно-акцепторная связь образуется за счет взаимодействия электронов аллильного лиганда с вакантными гибридными 5р-орбиталями металла, в то время как донорно-дативная связь возникает за счет вакантной разрыхляющей молекулярной орбитали аллильной группы и пар электронов, находящихся на уг-орбитали (или комбинации йдг — ру) металла. Перекрывание орбиталей, как правило, невелико и дативная связь в я-аллильных комплексах, хотя и способствует стабилизации, но не определяет ее [61]. В присутствии лигандов типа Р(СбН5)з, галогенов и неко-1 торых других стабильность я-аллильных комплексов возрастает, что объясняется низким энергетическим уровнем разрыхляющих орбиталей этих лигандов, которые принимают участие в образовании дативных связей. Стабильность комплексов я-аллильного типа [c.107]

Возникновение гибридных, т. е. смешанных электронных орбита-лей, происходит в тех случаях, когда в образовании химических связей атомом А принимают участие электроны с различными, но не очень сильно отличающимися друг от друга энергетическими состояниями. Такому условию удовлетворяют 5- и р-электроны одного и того же уровня. Так, например, в процессе образования связей возбужденными атомами бериллия (1з 2з2р), бора (ls 2s2p ) и углерода (15 252р ) принимают соответственно участие один 5- и один р- электрон (Ве), один х- и два р-электрона (В) и один 5-и три р-электрона (С). Так как орбитали 5- и р-электронов различны по форме, то предварительной стадией образования химических связей атомами этих электронов является образование гибридных орбиталей, форма которых является результатом взаимного изменения форм орбиталей 5- и р-электронов, из которых они образовались. Такио гибридные орбитали характеризуются симметричной направленностью относительно центра атома и способностью к максимальному взаимному перекрыванию общих электронных орбиталей при последующем их взаимодействии с электронными орбиталями элемента-партнера. [c.53]

Ароматизация нафтенового кольца Образование прямой связи углерод — углерод Образование кислородосодержащюс функциональных групп [c.47]

Льюисовы структуры для молекул, подобных СН или N0, в которых содержится нечетное число валентных электронов, не позволяют приписать каждому атому замкнутую электронную оболочку. По крайней мере один атом, например углерод в СН, остается с незамкнутой оболочкой. В результате наличия в молекуле СН незамкнутой электронной оболочки две молекулы СН способны объединяться с образованием димера (СН)2, называемого дицшно.м. Причиной протекания такой реакции является образование новой углерод-углеродной связи без сколько-нибудь значительного ослабления тройной связи между углеродом и азотом [c.470]