Углерод равноценность валентностей

Если в молекуле циклопропана (I) заместить один атом водорода карбоксилом, то атом углерода, при котором произошло замещение, не становится асимметрическим, так как две его единицы валентности насыщены совершенно одинаковыми остатками кольца (И). Если замещение атома водорода карбоксилом произвести у двух углеродных атомов, то оба атома углерода становятся асимметрическими, так как остатки кольца, с которыми связан каждый из них, теперь неодинаковы (П1) в то же время легко видеть, что оба асимметрических атома равноценны между собой. Как и у винных кислот, в данном случае также возможны четыре изомера—два оптических антипода, недеятельная вследствие внутренней компенсации форма и рацемическое соединение. [c.557]

К, Шорлеммер заключил, что все четыре валентности углерода равноценны. [c.561]

Разрабатывая теорию строения, Бутлеров исходил из уже известных в органической химии положений 1) атом углерода четырехвалентен и может присоединять к себе атомы или группы атомов других элементов 2) все четыре валентности углерода равноценны 3) атомы углерода способны соединяться друг с другом, образуя цепи атомов (прямые или разветвленные), или замыкаться в кольца. Эти цепочки атомов образуют скелет молекулы. [c.14]

В изолированном атоме углерода четыре валентных электрона в основном состоянии не равноценны. На второй гелиевой орбите находятся [c.15]

Строение бензола плоский шестиугольник с равными длинами связей (1,397 А), валентные углы равны 120°, Все шесть атомов углерода равноценны и находятся в состоянии р2-гибридизации. Шесть я-электронов образуют делокализованное я-электрон-ное облако. Мерой делокализации и, следовательно, ароматического характера может служить величина кольцевого тока. Перекрывание р-орбиталей атомов углерода приводит к образованию замкнутой молекулярной орбитали. [c.217]

А. М. Бутлеровым было введено и экспериментально проверено положение о равноценности всех четырех валентностей углерода. Равноценны также валентности одинаковой кратности для любой из приведенных ниже моделей. валентных состояний атомов. [c.9]

Здесь полезно ознакомиться с понятием равноценности и неравноценности углеродных атомов. Равноценными атомами углерода называются те, у которых все четыре валентности насыщены сходными радикалами. Так, у пропана крайние атомы углерода равноценны, поскольку каждый из них связан с тремя водородами и радикалом СНз—СНг (сходные радикалы) средний же атом углерода не равноценен первому и третьему он связан с двумя водородами и двумя радикалами СН3. Отметим, что при замене водорода у равноценных углеродных атомов на тот или иной радикал всегда получаются одинаковые соединения. Выше мы видели, что действительно при замене водорода в молекуле пропана у равноценных атомов углерода (первого и третьего) на метильную группу мы получили два одинаковых нормальных бутана, а при замене водорода у неравноценного (второго) получили изомер бутана, а именно изобутан. [c.41]

У возбужденного атома углерода (l5 25 2p ) имеется один 25-электрон и три 2р-электрона, однако в молекуле ССЦ все четыре связи равноценны, а валентный угол равен 109,5°. Может показаться противоречивым, что неравноценные по исходному состоянию электроны образуют равноценные связи. Для объяснения этих фактов Полинг ввел понятие [c.76]

Здесь полезно ознакомиться с понятием равноценности и неравноценности углеродных атомов. Равноценными атомами углерода называются те, у которых все четыре валентности насыщены сходными радикалами. Так, у пропана крайние атомы углерода равноценны, поскольку каждый из них связан с тремя водородами и радикалом СНз (сходные радикалы) средний же атом углерода не равноценен первому и третьему он связан с двумя [c.36]

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]

Углеводороды являются ковалентными соединениями. Углерод имеет резко выраженную способность образовывать ковалентные связи. Углерод имеет четыре электрона в своей валентной оболочке (оболочка L). Например, они образуют четыре ковалентные связи с четырьмя атомами водорода. В результате образуется простейший углеводород метан СН4. Углерод четырехвалентен в большинстве своих соединений и с другими элементами (Кекуле, 1858). Все четыре валентности углерода равноценны (sp -гибридизация см. стр. 96) и симметрично направлены в пространстве. Следовательно, молекула метана имеет форму правильного тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а в вершинах — атомы водорода. Углы между двумя валентными связями равны 109 28, как и в кристалле алмаза. Благодаря симметричной форме молекулы электрический дипольный момент метана равен нулю (стр. 105). [c.470]

Кекуле принимал, что все четыре единицы валентности углерода равноценны. [c.186]

Не все атомы углерода в предельных угл.еводородах равноценны между собой они могут быть соединены с различным числом атомов водорода (ср., например, формулы изомерных пентанов). Атом углерода, непосредственно связанный лишь с одним другим углеродным атомом, называется первичным. Если он связан с двумя другими углеродными атомами, то его называют вторичны м, если с тремя — третичным если же все четыре его валентности связаны с другими углеродными атомами, то такой атом углерода называют четвертичным. [c.28]

Таким образом, ири образовании соединений различные орбитали валентных электронов атома углерода — одна 5-орбиталь и три р-орбитали — превращаются в четыре одинаковые гибридные 5р -орбитали (читается эс пе три ). Этим объясняется равноценность четырех связей углеродного атома в соединениях СН4, ССЦ, С(СНз)4 и т. п. и их направленность иод одинаковыми (тетраэдрическими) углами друг к другу. [c.166]

При 5р -гибридизации возникают четыре равноценные орбитали, расположенные в пространстве относительно друг друга под углом 109,5°. Каждый атом углерода образует четыре ковалентные связи с другими атомами углерода и с атомами водорода. В результате образуются предельные углеводороды или алканы, у которых все валентности углеродных атомов насыщены [c.301]

Атомы элементов в структурных формулах обозначают их обычными химическими символами, а валентность атомов и связи между ними — черточками каждая такая черточка отвечает единице валентности атома. В соответствии с ранее установленным положением в теории строения принято, что углерод, как правило, четырехвалентен, причем все его валентные связи равноценны. Это изображается следующим образом [c.20]

В молекуле изобутана углеродные атомы в являются первичными, а атом г — третичным углеродным атомом, так как на соединение с другими углеродными атомами затрачены три его валентные связи. Все первичные углеродные атомы равноценны между собой, поскольку они соединены с одним и тем же третичным углеродом. Поэтому при отнятии атома водорода от любого из первичных углеродов изобутана образуется радикал первичный изобутил (или просто изобутил ), а при отнятии водорода от третичного углеродного атома — третичный изобутил [c.43]

Модель тетраэдрического атома углерода родилась, таким обрами, в атмосфере недоверия к учению о постоянной валентности и незнания природы химического сродства. Это, однако, не помешало Я. Вант-Гоффу не только принять идею четырехвалентности атома углерода и равноценности каждой связи, но и пойти гораздо дальше. Он построил тетраэдрическую модель атома углерода с четырьмя одинаковыми связями, строго направленными к углам тетраэдра, центр которого занят самим атомом углерода. [c.221]

В 1874 г. Вант-Гофф и Ле-Бель положили начало стереохимии, т. е. учению о пространственном расположении атомов в молекуле. Согласно теории Вант-Гоффа, валентные связи атома углерода направлены к вершинам правильного тетраэдра, в центре которого расположен углерод. Эта модель хорошо объясняет равноценность всех четырех связей атома углерода, так как наиболее симметричным расположением четырех точек в пространстве вокруг пятой будет такое, при котором четыре точки расположены в углах правильного тетраэдра, а пятая в центре его. Таким образом, направления валентных связей совпадают с линиями, соединяющими центр тетраэдра с его вершинами, и составляют между собой углы, из которых каждый равен 109 28. [c.158]

Если данный атом углерода не имеет кратных (двойных или тройных) связей, то каждый из этих четырех валентных электронов (25, 2рЗ) образует по электронной паре с электроном взаимодействующего атома, причем вследствие гибридизации связей ( 18) все четыре электрона по ряду свойств (энергия связи, межатомные расстояния и некоторые другие) становятся равноценными. Такие связи называют о-связями (сигма-спязи). При одинаковых заместителях а-связи атома углерода располагаются в пространстве под тетраэдрическим углом 109°28. [c.66]

Равноценность валентностей углерода неоднократно пытались доказать, например, таким образом синтезировали нитрометан СНзМОг четырьмя различными способами, причем каждый раз замещали в метане разные атомы водорода, но все четыре препарата были тождественны (Генри). Однако результаты, полученные при помощи этого метода, не могут рассматриваться как доказательство равнозначности валентностей углерода. В настоящее время известно, что заместитель, вступающий в молекулу, часто занимает в ней не то место, которое принадлежало вытесненной им группе (см. вальденовское обращение ). Поэтому большего внимания заслуживают следующие опыты. Если все четыре валентности метана насыщены четырьмя различными замещающими группами, то такая молекула является несимметричной и обладает оптической активностью (см. стр. 129). Если же два заместителя одинаковы, то асимметрия, а вместе с нею и оптическая активность, исчезают. Подобным оптически активным (несимметричным) производным метана является иодистое соединение (1). Если в этом соединении атом иода заместить водородом или метильной группой, то в первом случае получается оптически неактивный диметилэтилметан (II), а во втором случае — неактивный метилдиэтилметан (III) (Ле-Бель, Жюст) [c.15]

В молекулах воды и аммиака связи у атомов кислорода и азота образуются за счет электронов только одного р-подуровня. Поэтому только взаимной ориентацией р-электронных облаков обусловливается конфигурация соответствующих молекул. Сложнее происходит образование связей у атомов элементов подгрупп ПА, ПВ, П1А и IVA. В образовании связей, например, атомами бериллия, бора и углерода высшей валентности участвуют электроны разных подуровней у Ве — sp, в В — sp2, у С — sp ( 3). На основании этого можно было бы предположить, что валентная связь, образованная s-электронным облаком, будет отличаться от остальных пространственной конфигурацией, направленностью, прочностью и т. д. Изучение же молекул Be la, B I3, СН4 и им подобных показало, что связи в каждой из них равнозначны. Это явление Слейтер и Полинг объяснили тем, что во всех случаях связи у атомов Ве, В и С образовались за счет новых равноценных электронных облаков — гибридных (смешан- [c.94]

При приложении теории атомной связи к углероду следует иметь в виду, что соединения, в которых он четырехвалентен, могут быть выведены только из возбужденного состояния атома С. Когда речь идет об основном состоянии атома С, то по данным спектров имеется в виду 2s 2p Ро-состояние, следовательно, такое состояние, в кото-- ром не спарены только 2 электрона. В этом"состоянии углерод может быть только йе /жвалентным. Низшее возбужденное состояние, при котором все 4 электрона внешней сферы углерода не спарены, соответствует термам 2s2p В этом состоянии не только три / -электрона, но также s-электрон имеют параллельные спины. При спаривании 4 электронов с электронами атомов, которые образуют связь с углеродом (так как это обсуждалось в гл. 5), происходит гибридизация s и р-уровней. Следствием этого, помимо повышения прочности связи, является еще и то, что четыре валентности углерода равноценны и направлены по углам тетраэдра. [c.452]

Бутильные радикалы. Изомерным бутанам отвечают 4 одновалентных радикала, имеющих один и тот же эмпирический состав С4Н9, но отличающихся либо по строению их углеродных скелетов, либо по положению освободившейся вследствие отнятия водорода валентности. Так, из нормального бутана можно произвести два одновалентных бутильных радикала отнятием водородного атома либо от одного из первичных атомов углерода равноценных метильных групп [а), либо от одного из вторичных атомов углерода также равноценных метиленовых групп (б) из изобутана можно произвести еще два одновалентных радикала отнятием водородного атома либо от одного из первичных атомов углерода равноценных метильных групп (в), либо от третичного [c.37]

В 1923 г. Марк и Вайссенберг [12] нашли, что в пентаэритрите С(СНгОН)4 четыре валентности центрального атома углерода равноценны, но направлены не так, как это принято в стереохимии. Точных данных о координатах центров тяжести атомов авторы еще не получили и поэтому прямого упоминания о пирамиде у них нет — такой вывод, однако, напрашивается сам собой. Через три года появилось подтверждение, полученное тем же методом, нететраэдрического расположения четырех заместителей, примыкающих к центрально.му атому в пентаэритрите [13]. Тотчас после этого Вайссенберг выступил с попыткой пересмотра геометрических основ стереохимии [14]. Если доказано, что нентаэритрит в кристаллах — правильная четырехсторонняя пирамида, то возникает вопрос, действительно ли в парах и жидкой фазе углерод, в его соединениях, имеет форму тетраэдра и лишь при кристаллизации происходит необычная перегруппировка валентностей атома углерода и не имеет ли смысла отыскать новую, общую основу для стереохимии, пригодную для всех агрегатных состояний и фаз . [c.160]

Тригональная модель. В непредельных органических соединениях с двойной связью, в ароматических соединениях и в графите атомы углерода находятся в другом валентном состоянии. Из опыта известно, что в этих веществах атом углерода имеет только три равноценные валентности, расположенные в одной плоскости ху и направленные под углом 120° друг к другу. Три равноценные валентности образуются от смешения двух р-электронов и одного -электрона (хр -гибри-дизация). Четвертый валентный электрон называют пи-электроном. Его гантелеобразное симметричное электронное облако вытянуто вдоль направления г, перпендикулярного плоскости ху, в которой расположены электронные облака трех гибридных электронов (рис. 2,6). [c.9]

При определении формул строения органических соединений очень важно и другое свойство углерода, заключающееся в том, что все четыре валентности атома углерода одинаковы и равноценны между собой. К такому выводу можно прийти уже потому, что никогда не удается получить моно- и дизамещенных производных метана в двух или нескольких формах, а это, очевидно, было бы возможно, если бы четыре атбма водорода в молекуле метана не были бы равноценны, т. е. были бы связаны посредством различных валентных сил. [c.14]

Одним из первых успехов только что нарождавшейся стереохимии Циклических соединений явилось создание теории напряжения Байера, успешно и красиво объяснившей неустойчивость циклопропана и циклобутана и высокую стабильность соединений ряда цикло-пентана. Байер обратил внимание на то, что в трехчленных и четырехчленных кольцах по очевидным геометрическим причинам валентные углы углерода (109°28 ) должны уменьшиться до 60 и 90°, соответственно, создавая в результате значительное напряжение молекул. Наоборот, в пятичленном кольце циклопентана по той же причине углы почти точно соответствуют валентному углу. Однако дальнейшее развитие теории встретилось с неожиданными трудностями. Плоские, по представлениям Байера, кольца циклогексана, циклогептана и т. д. должны были бы характеризоваться растущим с увеличением кольца напряжением, но оказалось, что они весьма устойчивы. Особенно устойчивыми оказались циклогексан и его производные, а также синтезированные Ружичкой соединения с числом атомов С в цикле от 15 до нескольких десятков. По теории напряжения существование таких соединений вообще считалось невозможным. Правда, в дальнейшем Заксе и Мор показали, что циклогексан может быть свободен от байеровското напряжения, если его атомы углерода расположены не в плоскости, а в пространстве. Они предложили две такие пространственные модели, получившие названия кресла XI и ванны, или лодки, XII. Казалось бы, эти формы совершенно равноценны и должны отвечать двум изомерным цик-логексанам, которые, возможно, трудно или совсем неразделимы. Однако в дальнейшем различными физическими методами (с помощью спектров комбинационного рассеяния [571, ИК-спектроскопин [c.37]

Все четыре ковалентных связи з глерода в метане (и в друг подобных соединениях) равноценны и симметрично нанравло в пространстве. Атом углерода находится как бы в центре тетр эдра (правильной четырехгранной пирамиды), а четыре соед неииых с ним атома (в случае метана — четыре атома водорода)-в вершинах тетраэдра (рис. 120). Углы между направлениял любой пары свя.зей (валентные углы углерода) одинаковы н с ставляют 109° 28. [c.454]

Особенности строения электронных оболочек атомов элементов IV группы обусловливают способность их проявлять переменную валентность (степень окисления). Но если углерод и кремний образуют главным образом соединения, где они четырехвалентны, то для германия, олова и свинца в равной мере возможны и двух- и четырехвалентное состояния, причем устойчивость двухвалентного состояния повышается от германия к свинцу. Это объясняется тем, что у меньших по объему атомов углерода и кремния (и в какой-то мере германия) легко осуществляется 5р -гибридизация, вследствие чего образуется четыре равноценные ковалентные связи. С ростом радиуса атомов склонность орбиталей к гибридизации уменьшается, а удаление неспареиных электронов с р-орбиталей олова и свинца осуществляется легче, чем спаренных электронов с 5-орбиталей. [c.184]

Представление о валентности как числе двухцентровых и двухэлектронных связей применимо в тех случаях, когда можно представить, что химическая связь локализована между двумя атомами молекулы. Так, в молекуле СН электронная плотность равномерно распределена относительно всех четырех атомов водорода, и каждый из них находится в равноценных условиях. Поэтому можно считать, что из восьми электронов молекулы н каждый из атомов водорода приходится по одной электронной паре, т. е. каждый из атомов водорода одновалентеа и связан с атомами углерода отдельной независимой парой электронов, а атом углерода четырехвалентен. В молекуле четыре равноценные связи С—Н, что схематически изображают структурной формулой [c.178]

Таким образом, при образовании молекулы метана различные орбитали валентных электронов атома углерода — одна 5-орбиталь и три р-орбитали — превраш,а-ются в четыре одинаковые гибридные > р -орбитали (5рЗ-гибридизация). Этим и объясняется равноценность четырех связей атома углерода в молекула х СН4, С( 14, СгНб и т. д. и их направленность под одинаковыми углами друг к другу. [c.85]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология