Углерод связей и валентные углы

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]

Молекула диоксида углерода линейная это отвечает sp-гибри-дизации атомных орбиталей углерода. Помимо а-связей, валентный угол между которыми для молекулы СО2 равен 180°, здесь осуществляется и It-связывание углерод—кислород, которое приводит к упрочнению молекулы. Молекула диоксида серы угловая тип гибридизации атомных орбиталей серы — sp . Один из углов незавершенного треугольника, отвечающего данному типу гибридизации, занимает неподелен- [c.63]

В молекуле этана атомы углерода связаны с атомами водорода ковалентными связями (с-связями). Это обусловливает тетраэдрическое расположение заместителей, причем угол между направлениями а-связей (валентный угол) составляет Ш9°28. [c.77]

В кольце циклопропана все образующие его атомы лежат в одной плоскости и углы между направлениями валентных связей равны 60° (как в правильном треугольнике). В циклобутане эти углы равны 90° (как в правильном четырехугольнике), а в циклопентане 108° (как в правильном пятиугольнике). Так как нормальный валентный угол атома углерода равен 109°28 (стр. 24), можно вычислить величину уменьшения валентных углов атомов углерода, образующих названные циклы. Эта величина составляет [c.310]

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]

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]

Углерод в состоянии ер-гибридизации связан с двумя заместителями все четыре атома системы с тройной связью лежат на одной прямой, валентный угол равен 180°. [c.16]

Сказанное относится и к валентным углам. Так, если с атомом углерода связаны разные заместители, то строгая симметричность тетраэдра нарушается. Например, в хлористом метиле СН3С1 угол между связями Н—С—Н равен уже не 109"28, а 110°13, в хлороформе СНОд угол между связями С1—С—С1 равен 112°. [c.66]

Оценки межатомных расстояний, которые получаются по таким радиусам, можно сравнить с результатами наиболее точных измерений расстояний углерод — углерод в этане, этилене и ацетилене (табл. 8). Из всех гомологических рядов наиболее полно изучены нормальные парафиновые углеводороды от метана СН4 до гептана jHje- Основной вывод этой серии работ состоит в том, что длина связи С—С и валентный угол ССС в углеводородах отличаются большим постоянством [c.140]

Ацетилен (этин) НС=СН — родоначальник углеводородов с одной тройной связью общей формулы С Н2 2. В молекуле ацетилена атомы углерода находятся в зр-гибридном состоянии. За счет двух гибридных орбиталей атомы С образуют три сг-связи,(С—Н и С—С). Негибридные р-орбитали (по два от каждого атома С), перекрываюсь, образуют две л-связи, каждая из которых перпендикулярна плоскости я-связи. Молекула ацетилена линейная, валентный угол —180°, длина С—С-связи 0,120 нм (рис. 1). [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]

В этане длина углерод-углеродной связи С-С равна 0,154 нм, С-Н-связи — 0,110 нм, а валентный угол равен 109,5° (рис. 31). [c.320]

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]

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]

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]

Общая энергия наиряження циклобутана близка к энергии напряжения циклопропана, хотя угловое напряжение дает здесь меньший вклад по сравнению с циклонронаном, поскольку даже в плоском циклобутане валентный угол бьш бы 90"". Но в гипотетическом плоском циклобутане должно быть 8 пар заслоненных С-Н связей, что дает 8 ккал/моль энергии торсионного наиряження. Ноэтому циклобутан и многие его производные существуют в неплоской складчатой конформации, где одна метиленовая группа отклонена на 25° от плоскости, в которой находятся три другие атома углерода [c.1797]

Вместо этого мы начнем с рассмотрегая симметрии молекулы бензола. Мы могли бы взять различные модели этой молекулы, большинство из-которых несовместимо с имеющимися сведениями об этой молекуле, полученными ранее. Поэтому мы перейдем непосредственно к той модели, которая представляется наиболее правильной. В этой модели атомы углерода расположены в углах плоского правильного шестиугольника, а атомы водорода — в той же плоскости на лньиях, которые делят пополам валентный угол атома углерода. Эта модель имеет высокую степень симметрии со следующими элементами оси симметрии шестого, третьего и второго порядков, плоскости симметрии, проходящие через атсмы и через С—С-связи, плоскость симметрии, в которой лежит молекула, а также центр симметрии. [c.302]

Для правильного понимания строения дегидробензола необходимо иметь в виду, что при / -гибридизации двух атомов углерода, связанных тройной связью, валентный угол должен быть равен 180 Это означает, что эти два атома углерода и два атома углерода, непосредственно с ними связанные, должны бьггь расположены линейно. В щестичленном цикле дегидробензола по геометрическим соображениям это невозможно. Поэтому вторая л-связь тройной связи дегидробензола, лежащая в плоскости кольца дегидробензола, может образоваться только за счет пере-1фывания -гибридных орбиталей соседних атомов углерода. При боковом перекрывании хр -орбиталей (находящихся в плоскости [c.577]

A, что соответствует длине одинарной связи С— С, второй R = 2,5 A отвечает расстоянию С. .. С через один, а третий при 3,9 А — через два атома углерода в молекулярной цепочке. Валентный угол ССС в молекуле октана, вычисленный по этим межатомным расстояниям, равен 114°С, у додекана — [c.219]

Различные превращения циклических соединений включают переход одного углеродного звена цикла от тетрагонального строения, когда четыре связи атома углерода располагаются под углом 110°, в тригональное, характеризующееся плоской конфигурацией и наличием трех валентных связей, образующих угол 120° а) (см. стр. 29). Другие превращения предполагают обратный переход. [c.457]

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]

Валентный угол между осями гибридных орбиталей составляет 109°28 . В результате перекрывания четырех гибридных 5/ -орбиталей атома углерода и з-орбиталей четырех атомов водорода образуется прочная молекула метана с четырьмя одинаковыми связями (рис. 3.11). [c.72]

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]

Молекула СгНе содержит 6 связей С—П, являющихся а-связями. Связь С—С образуется в результате взаимного перекрывания р -АО, по одной от каждого атома углерода, находящегося в основном состоянии. Таким образом, она также представляет собой а-связь. Эти выводы можно обобщить следующим образом. Во всех соединениях, в которых отсутствуют кратные связи, атомы углерода зр -гибридизо-ваны и поэтому имеют тетраэдрическую конфигурацию-, валентный угол в них обычно равен 109,5 ". Вследствие этого классические структурные формулы достаточно точно отражают состояние связей в насыщенных углеводородах. Каждая валентная черточка символизирует одну связывающую МО, заселенную двумя электронами. Содержащие три связи атомы углерода в карбаииопах также 5р -гибридизоваиы (см. рис. 1.2.5). Оба свободных электрона находятся иа зр -АО. [c.59]

Предложен метод синтеза, при котором цикл замыкается через углерод, а не через кремний. Так, из 1,3-быс-(бромметил)тетраметилдисилоксана натриймалонового и циануксусного эфиров были получены различные циклы. Было показано, что напряженность цикла не зависит от заместителей у атомов углерода цикла. Валентный угол связи 81—О—81 составляет всего ПО—115 вместо 120, как у гексаметилциклотрисилоксана [276—278]. [c.431]

Наибольшее влияние оказывает аксиальная ОН-группа прп С-2 в конформации, где связь между атомами углерода С-2 и кислородом как бы делит пополам валентный угол связей, идущих от С-1 к двум атомам кислорода. При этом три атома кислорода расположены весьма близко, что крайне невыгодно (см. ниже эффект Ривза, аиомериый эффект). [c.34]

Не вдаваясь в подробности, следует далее отметить, что согласно квантовомеханическим расчетам валентный угол у атома углерода не может быть меньн1е 90" . Поэтому для малых циклов был предложен ряд различных моделей образования в них связей [2.1.7]. Эти модели показывают, что степень перекрывания АО в циклопропане меньше, чем в нормальных связях С—С. Поэтому энергия молекулы выше, и кольцо легко раскрывается при различных реакциях. В циклобутане связи С—С также несколько искажены, и поэтому вследствие уменьшенного перекрывания также более реакционноспособны, хотя и не в такой степени, как связи циклопропана. [c.208]

Из данных, представленных в табл. 14.2, следует, что стабильность триарилметильных радикалов в основном определяется стерическими факторами, затрудняющими их рекомбинацию. В три-фенилметильном радикале, имеющем форму трехлопастного пропеллера, бензольные кольца наклонены друг к другу под углом 40—45 °, длина связи центрального атома углерода с атомом углерода бензольного кольца составляет 1,48 А, что значительно меньше, чем в трифенилметане (1,53 А). Валентный угол С—С—С в трифенилметилрадикале (118 ) соответствует / -габридизации центрального атома. Неспаренный электрон делокализован по всей ароматической системе, что количественно определяется с [c.504]

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]

Существенно, что величина валентного уг ла почти не изменяется при замещении атома водорода метильной группой -СНз, т. е. при переходе к следующему члену гомологического ряда — этану Н3С-СН3. Иначе говоря, валентный угол С-С-Н остается равным 109°. То же самое относится к валентному углу между соседними связями С-С углеродного скелета С-С-С третьего члена ряда — пропана (рис. 3.120) и всех последующих членов этого ряда уптеводородов, в том числе полиэтиленов с разной длиной цепи. Таким образом, непременной деталью химического строения полиэтилена является то, что атомы углерода в его цепи (в углеродном скелете) расположены зигзагообразно. Угол между соседними химическими связями скелета остается равным = 109°, и ни при каких условиях и воздействиях на молекулу не может быть заметно изменен без ее разрутпения. Следует иметь в виду, что принятый в органической химии способ написания структурных формул подобных соединений в виде линейной цепи элементарных звеньев не отражает этой важной детали строения молекул. Приведенная выше формула С-С-С углеродного скелета пропана является примером такого упрощенного описания. [c.728]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология