Ароматические соединения валентное состояние углерода

Основные понятия органической химии. Химическое строение, углеродная цепь, функциональные группы, типы химических связей (ковалентная, семиполярная, ионная), изомерия углеродного скелета и изомерия положения. Валентные состояния углерода (5р 5р2, 5р), их электронная и геометрическая характеристика. Ароматическая связь. Основные типы взаимного влияния атомов и групп в органических соединениях (индукционный эффект, эффект сопряжения). [c.218]

Ароматические углеводороды. В ароматических углеводородах атомы углерода находятся в особом валентном состоянии. Взаимное влияние атомов в ароматических соединениях, как и в ненасыщенных углеводородах с сопряженными связями, передается по всей системе сопряженных связей. Однако в отличие от линейных углеводородов с сопряженными связями к ряду свойств ароматических соединений (энтальпия образования, рефракция) применима аддитивная схема [39, 95]. Эта схема применима и к энергии межмолекулярного взаимодействия ароматических молекул друг с другом [71, 73, 74, 340 [c.340]

Б. Ряд ароматических соединений, выделяемый ввиду определенных химических особенностей относящихся к нему веществ. Для соединений этого ряда характерно присутствие в молекуле циклической группировки из шести атомов углерода, находящихся во втором валентном состоянии (см. стр. 122). Наиболее простым из ароматических соединений является углеводород формулы СеНе, который называется бензолом. Все ароматические соединения бензольного ряда содержат ту же кольчатую группировку, которая содержится в бензоле. Эта группировка и называется бензольным, или ароматическим, ядром. [c.149]

Кроме изменения валентного состояния одного из атомов углерода, во многих случаях при присоединении протона уменьшается симметрия молекулы основания. В случае бензола симметрия уменьшается от Одн до Сг,,-В результате этого запрещенные переходы в ИК-спектре становятся разрешенными, поэтому ИК-спектр комплекса присоединения протона сильно изменяется по сравнению с ИК-спектром свободного ароматического соединения. Кроме того, число нормальных колебаний в результате присоединения протона увеличивается на три. [c.260]

В других ароматических молекулах величины валентных углов атомов углерода весьма близки к этой цифре. Близки к 120° и валентные углы атомов углерода, находящихся у двойной связи в алифатических соединениях. Следовательно, это значение характерно для второго валентного состояния атома углерода (т. е. для атома углерода, связанного с тремя атомами). Валентный угол атома углерода, находящегося в третьем валентном состоянии (т. е. связанного с двумя атомами), равен 180°. Это доказано исследованиями СО2, СЗа,, ацетилена и т. д. [c.12]

На рис. 123 приведены структуры, используемые при расчётах свойств молекулы бензола, нафталина, антрацена и фенантрена. Из рисунка видно, что у полициклических соединений имеются атомы углерода, связанные не с двумя, а с тремя другими атомами углерода. Валентное состояние таких атомов должно несколько отличаться от валентного состояния атомов углерода в бензоле. Поглощение в видимой и близкой ультрафиолетовой областях спектра молекул ароматических соединений связаны с присутствием в них тг-электронов, облако которых распределено по всей молекуле. [c.231]

Как отмечалось в гл. 11, для реакций электрофильного замещения наиболее характерны такие уходящие группы, которые могут существовать в состоянии с незаполненной валентной оболочкой, для завершения которой необходима электронная пара. В случае ароматических систем самой распространенной уходящей группой является протон. В алифатических системах протон также может служить уходящей группой, но его подвижность зависит от кислотности. В насыщенных алканах подвижность протона очень мала, но электрофильное замещение зачастую легко происходит в тех положениях, где протон более кислый, например, в а-положении к карбонильной группе или при ацетиленовом атоме углерода (КС = СН). Особенно склонны к реакциям электрофильного замещения металлоорганические соединения, так как при этом образуются положительно заряженные ионы металлов [1]. Важным типом электрофильного замещения является анионное расщепление, включающее разрыв связей С—С, при котором уходящей группой является углерод (реакции 12-39—12-45). В конце данной главы рассматривается много примеров электрофильного замещения у атома азота. [c.407]

Благодаря этому наклону расстояние между атомами водорода увеличивается на 0,2 А (до 2,36А). Длины связей в пор-финовом ядре соответствуют обычным связям в ароматических гетероциклических соединениях. В пиррольных кольцах двойные связи С==С не участвуют в сопряжении, фенильные кольца также являются изолированными ароматическими системами. Длина связи С—Срп отвечает сг-связи между атомами углерода в состоянии -гибридизации, фенильные группы повернуты относительно плоскости порфинового ядра на 61° и 63 , одна из них (а-фенил) наклонена к плоскости ядра вдоль линии Ст—С(4)—С(7) на угол 9,1° и атом С(7> поднят над плоскостью ядра на 0,68А (рис. 21а). Расстояния между соседними атомами азота внутренней полости макроцикла равны 2,92 и 2,91 А. расстояния от центра полости до атомов азота составляют 2,03 и 2,10 А, значения длин связей и валентных углов приведены в табл. 6. Локализация двойных связей в пиррольных кольцах, изолированность фенильных групп и поворот их относительно порфинового ядра на угол 60—80°, длина связи С—Ср 1,49— [c.232]

В молекуле этилена мы встречаемся с атомами углерода во втором валентном состоянии. В этом же валентном состоянии углерод находится и в ароматических соединениях (подробно см. гл. VIII). [c.47]

Теория ароматических соединений была предметом исследования одного из учеников Кекуле, фон Байера, в период, когда стереохимия достигла блестяш,их результатов и разъяснила явления физической изомерии. Требовался новый пересмотр теории Кекуле, особенно для проверки предположения о трех двойных связях в шестиугольном ядре. Исследования в этом направлении, которые Байер опубликовал в 1885 г., продолжались свыше десятилетия. В первой статье Байер основываясь на тетраэдрическом представлении об атоме углерода, высказал теорию отклонения сил валентности которая позволяла объяснить образование циклических углеродных цепей. Если несколько атомов углерод находятся в одной плоскости, отклонение сил валентности не может произойти без преодоления некоторого сопротивления таким образом, молекула оказывается в состоянии напряжения. Руководствуясь этой теорией напряжения, Байер в результате расчетов установил, что в три-, тетра-и пентаметиленовом циклах каждая валентность отклонена к центру соответственно на 24°44 9°44 и 0°44, а в гекса- и гептаметиленовых циклах каждая валентность отклонена вовне на 5°16 и 9°33 соответственно. В этой статье Байер сформулировал следуюш ие положения, которые в то [c.291]

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]

Первые расчеты такого характера были опубликованы Дьюаром и Гличером [3] эти авторы использовали метод, изложенный в разд. 5.3. Для оценки полной энергии связи я-электронов применялся метод Попла, а вклад а-связей был принят равным сумме отдельных энергий связей, причем данная 0-связь всегда вносила один и тот же вклад, независимо от того, в какую молекулу эта связь входила. В этой работе рассматривались гетероароматические соединения, так что указанный подход мог считаться удовлетворительным первым приближением, поскольку длины связей в ароматических соединениях меняются сравнительно мало. Однако в таких соединениях необходимо различать два разных типа атомов азота азот, который в классических формулах молекул образует двойную связь (например, в пиридине I), и азот, образующий только ординарные связи (например, в пирроле И), поскольку дЛины о-связей в этих двух случаях различны. Такое отличие отражается в матрице Р. В пиридине шесть я-электронов двигаются в поле остова, составленного, как в бензоле, из шести атомов, каждый из которых имеет единичный положительный заряд (П1). В пирроле удаление шести я-электронов приводит к остову, в котором каждый атом углерода песет единичный положительный заряд, тогда как заряд азота равен 2 (IV). Поэтому величина с - в уравнении (3.64) для атома азота пир-рольного типа уже не равна единице, а должна быть принята равной двум. Далее, потенциалы ионизации в валентных состояниях для этих двух типов атомов азота также не одинаковы. Для азота пиридинового типа относится к процессу N —> а для азота пиррольного типа — к процессу Соответственно отличаются и одноцентровые интегралы [c.465]

В молекулах полициклических ароматических соединений нафталине, антрацене, фенантрено и т. п., распроделонпе электронной плотности несколько сложнее. Как и в молекуле бензола, облака тг-электронов этих молекул распределены между всеми атомами углерода но, в отличие от атомов углерода в молекуле бензола, пе все атомы углерода молекул полициклических соединений находятся в од1шаковом валентном состоянии. [c.231]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология