Ацетилен электронное строение

Схемы образования и электронного строения тройной связи в ацетилене [c.32]

Легкость присоединения к ацетилену объясняется электронным строением тройных связей. [c.70]

Простейший представитель ряда алкинов — ацетилен СгНа- Тот же подход, что был использован при построении этилена (разд. 5.2), приводит к строению, в котором атомы углерода имеют три общие электронные пары, т. е. связаны тройной связью. Тройная углерод-углеродная связь является отличительной особенностью строения алкинов. [c.228]

Квантовомеханическое представление подтверждается прямыми доказательствами. Методом дифракции электронов, дифракции рентгеновских лучей и спектральными методами было показано, что ацетилен представляет собой линейную молекулу (рис. 8.5). Длина связи С—С в ацетилене равна 1,20 А (12,0-10 нм) по сравнению с 1,34 А (13,4 10" нм) в этилене и 1,54А(15,4-10 нм) в этане. Строение тройной связи, как и двойной, подтверждается (хотя и путем получения отрицательных результатов) данными о числе изомеров. Как видно из моделей, линейное расположение связей делает невозможной геометрическую изомерию действительно, геометрические изомеры, обусловленные наличием тройной связи, неизвестны. [c.230]

Для выяснения этого вопроса в электронном проекторе были обследованы более 20 различ-личных веществ. Полученные результаты приведены в прилагаемой таблице. Все вещества, перечисленные там в I группе соединений, несмотря на наличие среди них молекул с довольно сложным строением, дали лишь одиночные круглые пятна, характерные для молекул двухатомных газов. Совершенно иную картину дали соединения I группы, в число которых входили соединения с кратной связью в молекуле (этилен, ацетилен и бутилен). В этом случае наряду с одиночными пятнами наблюдались фигуры, состоявшие из двух светлых пятен, появлявшихся и исчезавших как одно целое, и иногда из светлых кружочков с темным центром. Размер этих фигур, так же как и в случае одиночных пятен, находился прямой связи с их яркостью, но не зависел от длины молекулы. [c.166]

Использование зр - или зр -гибридизации в ацетилене, имеющем линейное строение, привело бы к очень слабому перекрыванию. Однако оказалось, что комбинация одной 3- и одной р-орбиты приводит к двум зр-гибрид-ным орбитам , сильно сконцентрированным в двух направлениях по одной линии (под углом 180° друг к другу) и пригодным для образования двух прочных связей. Если при этом для образования связей Н—С и С—С используются р е-орбиты (как показано на рис. 28), то у каждого атома углерода остаются еще по два неспаренных электрона на орбитах 2ру и 2р . Тогда возможно дополнительное перекрывание как между двумя 2р -орбитами, так и между двумя 2рг-орбитами с образованием Яу- и я -свя-зей. Прочность результирующей тройной связи меньше утроенной прочности ординарной связи. Другим примером зр-гибридизации является линейная молекула ди-метилртути Hg( Hз)2. [c.111]

Химические свойства. При рассмотрении химических свойств ацетиленовых углеводородов следует учитывать особенности ацетиленовой связи по сравнению с алкенами алкины несколько менее активны в реакциях электрофильного присоединения и более активны в реакциях с нуклеофилами (амины, алкоголяты, меркаптиды). Эти особенности ацетиленовой группировки объясняются ее квантовохимическим строением. Оба углеродных атома в ацетилене находятся в 5р-гибридном состоянии (стр. 33). Между тем чем больше доля 5-ор-битали Б гибридном состоянии, тем ближе электроны находятся к ядру (вспомним, что радиусы 5- и р-орбиталей относятся друг к другу-как 1 У З) и, следовательно, тем труднее эти электроны вовлекаются в химические превращения с участием электрофилов. С другой стороны, ядра углерода в ацетилене гораздо более доступны для нуклеофильных реагентов благодаря его линейному строению [c.93]

Применение метода молекулярных орбиталей в органической химии создало новый подход в исследовании химического строения органических соединений. Сопоставление расчетных результатов с данными химического и физико-химического эксперимента позволяет судить об истинном строении органических веществ. Результаты расчетов сводятся к следующему для каждой связи рассматриваемой молекулы вычисляется порядок связи — степень отклонения данной связи от ординарной. Порядок углерод-углеродных связей принимается в этане равным 1, этилене — 2, ацетилене—3. Эти величины прямо пропорциональны значениям электронной плотности посередине расстояния между атомами. Порядок связей изменяется соответственно изменению величины межъядерного расстояния. На основании представления о порядке связи выводится понятие степень связанности атома . Из этой величины находится относительная ненасыщенность атома углерода, или индекс свободной валентности, играющий важную роль при установлении харак- [c.89]

Перейду к рассмотрению современных представлений о строении и свойствах органических соединений. В углеводородах с симметричным строением распределение электронной плотности также симметрично. При замещении водорода на какую-либо полярную группу, а в этилене, ацетилене или бензоле даже на углеводородную группу происходит перестройка электронного облака остатка, наблюдается различного рода поляризация цепи — индукционная при наличии только с-связей или несопряженных тг-связей и альтернативная в остальных случаях. При альтернативной поляризации различие в зарядности атомов обычно бывает только по величине и лишь в редких случаях по знаку. Альтернативная поляризация обусловливается наличием различия в степепи, а иногда и в направлении смещения электронной плотности по линии сопряженных тс-связей (облака тс-электронов) и, с другой стороны, по линии а-связей и несопряженных тс-связей. Наличие такого типа поляризации выявляется при сравнении, например, констант диссоциации замещенных бензойных кислот [c.290]

Электронные спектры являются единственным источником све- дений о строении молекул в их возбужденных состояниях Такую информацию можно получить в результате анализа тонкой структуры полос электронных спектров. Однако из-за того, что спектры сильно усложняются с увеличением числа атомов в молекуле, сначала приходилось ограничиваться молекулами с небольшим числом атомов. К 60-му году было исследовано не более 30 молекул. Впервые таким путем подвергся изучению формальдегид (1934). Первой молекулой, для которой было установлено, что она меняет молекулярную симметрию при переходе в возбужденное состояние, был ацетилен (гл. IX, 2). [c.236]

Электронные спектры дают ценную информацию о строении молекул в возбужденном состоянии. Так, например, оказывается, что в таком состоянии межатомные расстояния С—С в бензоле больше на 0,04 А [14], ацетилен имеет зигзагообразную форму [15], а в этилене группы СН, повернуты друг относительно друга на — 90° [16]. [c.178]

Физические исследования дали надежную информацию о строении ацетилена (в нормальном состоянии молекула линейна, симметрична, неполярна), дали сведения о характере тройной связи (электроны, образующие тройную связь, стянуты более жестко, чем в двойной и одинарной связях, группа С=С вызывает значительную поляризацию соседних связей). Измерения дипольных электронных моментов замещенных ацетиленов создали картину распределения электронных зарядов в молекуле. Все эти данные обеспечивали возможность более глубокого проникновения в механизм химических превращений алкинов. [c.61]

К тем же выводам приводит и модельное изображение пространственного строения ацетиленов в соответствии с представлениями Вант-Гоффа. С помощью тетраэдрических моделей (рис. 71) тройную связь изображают путем складывания тетраэдров двумя гранями, откуда следует отсутствие свободного вращения и другие указанные выше свойства, требуемые электронной моделью. Модель Вант-Гоффа и в этом случае дает правильное представление о числе изомеров. Однако эта модель имеет те же недостатки, что и соответствующая модель двойной связи, так как надломленные валентности не имеют физического смысла и ведут к слишком малому расстоянию между атомами, связанными трой- [c.561]

В случае тройных связей, как, например, в ацетилене Н — С = С — Н, из четырех валентных электронов каждого атома углерода з-электрон гибридизирован с одним р-электроном (хр-гибридизация), а два р-электрона остаются в чистом виде. Одна из трех связей, соединяющих атомы углерода, представляет собой ст-связь, а две остальные —л-связи. ст-Связь образована гибридизированными 5р-электронами, а я-связи — двумя парами чистых р-электронов. На рис. 37 изображена схема строения ацетилена. В его молекуле имеется всего три ст-связи, валентные углы Н — С — С и с — С — Н равны 180°, т. е. молекула ацетилена прямолинейна (что [c.59]

Электронное строение тройной связи уже рассматривалось выше (стр. 39). Среди трех связей, соединяющих атомы углерода в ацетилене, одна а-связь и две л-связи. Энергия образования тройной связи 200 ккал/моль, тогда как энергия образования одинарной связи — 81 ккал/моль. Если бы три связи в молекуле ацетилена были одинаковы, то можно было бы ожидать энергию образования тройной связи 81 3 = 243 ккал/моль. Отедовательно, природа двух связей в тройной связи иная, чем в одинарной. [c.84]

Систематические исследования гомогенного катллиаа в реакциях ацетилена работы Кучерова, Ньюленда, Фаворского, Клебанского и др.). Наибольшее распространение на этом этапе получила химическая теория катализа, в связи с чем на первый план были выдвинуты задачи определение стадий реакции и изучение про- межуточных соединений ацетилена с катализатором, попытки их изолирования и идентификации. Ньюленд и сотрудники на основе исследований ртутного катализа пришли к выводу, что воздействие катализаторов на ацетилен заключается в своеобразной подготовке тройной связи к дальнейшему присоединению реагента. Однако отсутствие физически-обоснованных представлений о природе элементарного каталитического акта, об электронном строении и природе ацетиленовой связи явилось причиной разногласий по вопросу о характере активации ацетилена. [c.101]

При подборе условий полимеризации необходимо было исключить или, во всяком случае, свести к минимуму вероятность протекания побочных реакций. На основании высказанных выше общих соображений относительно особенностей электронного строения ацетиленовых углеводородов можно было предполагать, что полимеризация ацетилена и его производных легче всего должна протекать по ионному механизму, в особенности в присутствии комплексных катализаторов. Действительно, как было показано Натта с сотр., ацетилен полимеризуется в мягких условиях на комплексных металлоорганических стереоспецифических катализаторах. При использовании катализаторов, образованных при взаимодействии алкилов алюминия и галогенидов переходных металлов, наряду с маслообразными продуктами был впервые получен твердый порошкообразный черный полиацетилен. По данным рентгенографического исследования, этот полимер имел аморфную структуру. С каталитической системой А1 (С2Н5)з-ЬТ1С14 образовывался поли-меризат, содержащий 20% низкомолекулярного полимера и 80% твердого, нерастворимого в обычных растворителях и неплавкого аморфного полимера черного цвета. При замене в каталитической системе галогенида переходного металла на различные алкоголя-ты можно получить кристаллический полиацетилен с высокой конверсией (98,5%). Полимер образуется в виде черных чешуек с металлическим блеском, нерастворимых в органических растворителях. [c.51]

Приведенные примеры дают основание утверждать, что одинарная связь всегда является чистой или гибридной а связью. Двойная же связь состоит из одной о- и одной л-связей. Последняя всегда образуется из чистых негибридных электронных орбиталей. Наконец, тройная связь слагается из одной а- и двух л-связей, расположенных перпендикулярно друг относительно друга. По химическому строению на молекулу азота весьма похож ацетилен С2Н2. В возбужденном атоме углерода происходит р-гибридиза-ция [c.112]

Заслуживает особого внимания открытие метода синтеза высокомолекулярного полимера углерода (карбина) (Сладков, Касаточкин, Кудрявцев, Коршак [324]). Исходным веществом служит ацетилен реакция осуществляется в среде органического основания в присутствии солей меди и хлорного железа. Как показали исследования свойств и строения полимера, кристаллическая фракция карбина содержит до 2000 атомов углерода в цепочке и представляет собой новую аллотропную его модификацию-, обладающую свойствами полупроводников с электронной проводимостью. [c.44]

В ацетилене и его производных осуществляется перекрывание линейных 5р-пибридных орбиталей атомы углерода соединяются друг с другом и с двумя другими соседними атомами а-связями. При этом у каждого атома углерода остаются еще по две полузаполненные р-орбитали. Эти р-орбитали, перпендикулярные а-связям, могут перекрываться и образовывать дополнительные связи между атомами углерода. Всего в перекрывании участвуют три пары орбиталей, и поэтому такая связь оказывается еще более короткой и прочной, чем в этилене, и намного более короткой и прочной, чем в этане и других соединениях углерода с обычными связями. Линейное строение ацетилена и его производных может быть предсказано на основании модели 5р-гибридизации, изображенной в табл. 15.2, или на основании правила Джиллеспи, если принять во внимание, что на каждый атом углерода в таких соединениях приходится две пары валентных электронов. [c.453]

Если на этилен воздействовать двумя атомами Н с 5-электроном у каждого, то л-связь разрывается и образуются две более прочные в-связи (р—5). Направленность всех связей изменяется образуется более устойчивый этан. В ацетилене (С2Н2) у каждого атома С имеются две а-связи р—р, 5—5 две ж-связи р—р, р—р. Обе а-связи лежат на плоскости на одной прямой, одна я-связь лежит на плоскости параллельно к ним другая л-связь, направленная над плоскостью, образована двумя перпендикулярными к ней р-электронами. Ацетилен согласно его строению изображают [c.250]

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]

Структурные электронные формулы, или формулы строения, это формулы, в которых каждая связующая электронная пара изображается чертой (штрихом). Они, как и электронные формулы, показывают порядок соединения атомов в молекуле, их взаимосвязь друг с другом. Для упрощения структурные формулы принято изображать в сокращенном виде, отмечая только связи между атомами,образующими цепь. Например, этан СНз—СНз, этилен СН2=СНг, ацетилен СН=СН, бутан СНз—СНз—СНз—СНд. Структурная формула не указывает пространственного расположения атомов в молекулах, как правило, довольно сложного. Показать его можно с помощью моделей — шаростерл невых н масштабных (рис. 3.20). У первых шарики- [c.72]

Хорошо известно [4], что нуклеофильная активность аминов определяется во многих реакциях не только электронной плотностью свободной электронной пары атома азота, но и сс стерической доступностью. Вопрос о соотношении электронных и пространственных факторов нуклеофильной реактивности аминов в различных реакциях еще далек от разрешения. В этом смысле сведения о реакциошюй способности аминов различного строения в реакцни присоединения к активированным ацетиленам представляет определенный теоретический интерес. Предварительное изучение полярографического восстановления 1,3-дифенилпро-пинона (I) [5] и соответствующих ему р-аминовннилкетонов (И) показало, что эти соединепия восстанавливаются на ртутном капельном электроде в нейтральной водно-спиртовой среде (1 1 по объему) при различных значениях потенциала. Это позволило применить для изучения количественного состава реакционной смеси (ацетиленовый кетон— амин — аминовинилкетон) быстрый и точный полярографический метод. [c.99]