Гибридизация двойная

Плоское строение молекулы и угол между связями 120 позволяют в методе ЛМО считать, что в локализованных а-связях атом углерода участвует гибридными хр -орбиталями. Каждый атом углерода участвует своими тремя электронами в трех таких о-связях двух С—Н и одной С—С. Еще одну связь С—С образуют не участвующие в гибридизации р -электроны, по одному от каждого атома. Так как р -орбитали направлены перпендикулярно плоскости молекулы, их перекрыванием образуется я-орбиталь, электронная плотность которой располагается над и под плоскостью молекулы. Таким образом, связь С=С оказывается двойной симметричной о л -связью. Разделяя связь между углеродными атомами в этилене на о- и л-связь и принимая энергию разрыва о-связи равной Е (С—С) = 347 кДж/моль. можно приписать л-связи в этилене энергию 250 кДж/моль. Таким образом, л-связь (С—С) в этилене менее прочна, чем а-связь, и легче разрывается, чем объясняется склонность этилена к реакции присоединения. [c.107]

В случае хр -гибридизации у атома углерода появляются три гибридные орбитали и сохраняется одна негибридная р-орбиталь. Гибридные орбитали находятся в одной плоскости под углом 120° относительно друг друга, а р-орбиталь расположена перпендикулярно этой плоскости. Соответственно атом углерода образует три а-связи с атомом углерода и атомом водорода и одну л-связь с атомом углерода. При хр -гибридизации атомных орбиталей у двух атомов углерода образуются алкены — непредельные углеводороды с одной двойной связью [c.302]

Рис. IV-5. Гибридизация двойного S р-облаков.

Алкенами называются ненасыщенные углеводороды, молекулы которых содержат одну двойную связь. Атомы углерода, связанные двойной связью, находятся в состоянии вр -гибридизации, двойная связь является сочетанием а- и 71-связей (см. рис. 3.8, 3.9). Общая формула гомологического ряда алкенов С Н2п- [c.307]

С—С — 1,48 А [18]. Поскольку для простой связи С—С, не соседствующей с ненасыщенной группой, типичное межатомное расстояние равно 1,54 А (разд. 1.10), укорочение простой связи в бутадиене может служить доказательством резонанса. Однако подобное укорочение связи можно также объяснить изменениями в гибридизации (разд. 1.11). Предлагались и другие объяснения этого явления [19]. Энергия резонанса бутадиена, вычисленная по теплотам сгорания или гидрирования, составляет лишь около 4 ккал/моль такая величина вряд ли обусловлена только резонансом. Расчет по теплотам атомизации дает величины энергии резонанса 4,6 ккал/моль для 1,3-пента-диена и —0,2 ккал/моль для 1,4-пентадиена. Каждое из этих соединений имеет две двойные связи С = С, две простые связи С—С и восемь связей С—Н и, казалось бы, позволяет сравнить сопряженную и несопряженную системы тем не менее в строгом смысле эти соединения мало сравнимы. В цис-1,3-пентадиене имеются три связи зр -С—Н и пять связей —Н, а в 1,4-пентадиене — две и шесть соответствующих связей. Кроме того, в 1,4-диене обе простые связи С—С относятся к sp —5р -типу, а в 1,3-диене только одна такая связь, а другая связь С—С принадлежит к 5p —хр -типу. Поэтому вполне возможно, что некоторая доля и без того небольшой величины 4 ккал/моль является не энергией резонанса, а разностью энергий связей, имеющих различную гибридизацию [20]. [c.53]

Столь сильный спектральный эффект изменения интенсивности был впервые отмечен для валентных колебаний О —Н при адсорбции бензола катионированными цеолитами [54]. В то время как в спектре бензола в растворе интенсивности полос поглощения валентных колебаний С — Н и С—С приблизительно равны (рис. 3, а), в спектре бензола, адсорбированного цеолитом NaX (кривая б), некоторые полосы, в частности полосы поглощения С — Н, проявляются очень слабо. Такое большое изменение распределения заряда в молекуле при специфической адсорбции осуществляется, по-видимому, главным образом за счет изменения гибридизации орбит. Так, появление в спектре этилена, адсорбированного катионированным цеолитом, запрещенной полосы Vg (1331 см ) рассматривается как результат изменения гибридизации двойной связи [53]. [c.142]

Атомы углерода, связанные двойной связью, находятся в состоянии / -гибридизации. Двойная связь между ними образована из двух пар обобществленных электронов, т. е. это четырехэлектронная связь. Она является сочетанием ковалентных а-связи и п-связи. о-Связь образована за счет осевого перекрывания. у/ --гибридных орбиталей, а я-связь — за счет бокового перекрывания негибридизован-ных .-орбиталей двух атомов углерода (рис. 2.11, а). Энергия двойной связи в этилене составляет 606 кДж/моль (энергия а-связи — 347, я-связи — 259 кДж/моль). [c.71]

В соединениях азота с двойной связью, например иминах, для азота принимают состояние хр -гибридизации. Двойная связь между азотом и углеродом образуется путем взаимодействия двух 5р -гибридных АО и двух р-АО, как при образовании двойной углерод-углеродной связи [c.51]

Геометрия гликозидной связи С—N такова, что планарный (5р -гибридизация) пурин или пиримидин направлен под углом, близким к прямому, к почти плоскому сахарному кольцу (рис. 3.4), благодаря чему основания в двойной спирали способны образовывать стопочную структуру, так что между основаниями возникают гидрофобные взаимодействия, дополнительно стабилизирующие спираль. [c.115]

Ранее уже говорилось о том, что атом азота может образовать, самое большее, четыре связи, получая при этом положительный заряд. Аналогично атому углерода это соответствует хр -валентному состоянию, для которого возможны различные случаи гибридизации и образования двойных связей. Например, следует рассмотреть следующие формулы нитросоединений, образованные с помощью пары электронов — одновалентный радикал) [c.94]

Таким образом, одна и з электронных пар в связи С = С осуществляет (Т-связь, а вторая — образуется р-электронами, не участвующими в гибридизации их облака сохраняют форму объемной восьмерки ( гантели ), ориентированы перпендикулярно к плоскости, в которой расположены (т-связи, и перекрываются над и под этой плоскостью (рис. 29.7), образуя тг-связь. Следовательно, двойная связь С = С представляет собой сочетание одной ст- и одной тг-связей. [c.555]

Расстояния de при одинарной, двойной и тройной связях между атомами у лерода равны 0,154, 0,135 и 0,120 нм, а силовые постоянные k — соответ1 твенно 450, 960 и 156 Н/м. В зависимости от типа гибридизации валентны орбиталей атома углерода длина связи СН составляет 0,1093 нм (sp -гибридизация), 0,1071 нм (sp -гибридизация), 0,1057 нм (sp-гибридизация). Меж1,ядсрпое расстояние в ионе С составляет 0,119—0,124 нм. [c.397]

Одной чертой подчеркнуты наиболее распространенные типы гибридизаций, а двойной — типы гибридизации, при которых важно учитывать использование для связи высшей или низшей й-орбиты (п-главное квантовое число электронов). [c.250]

Заметим, что посредством образования р -гибрид-ных орбиталей как раз и объясняются структуры непредельных углеводородов с двойными связями (например, этилена), р -гибридизация связей осуществляется также в молекуле бензола. [c.384]

Состоянию зр -гибридизации атома углерода соответствуют три гибри-дизованные валентные орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° относительно прямой, проходящей через центр ядер атомов углерода. Перпендикулярно к этой плоскости направлена четвертая (негибридизованная) р-орбиталь атома углерода. Между двумя атомами углерода возникает двойная связь (сг-Ья). а-Связь образуется при перекрывании по одной от каждого атома гибридизованной -орбитали, л-связь — при перекрывании негибридизованных р-орбиталей. Одну двойную связь имеют непредельные углеводороды — алкены этен, или этилен, НаС = СНз и его гомологи, их общая формула С Нгл (рис. 84). Основным источником получения алкенов также служат природные нефть и газ. [c.256]

Как у молекулы формальдегида, в молекуле бутадиена имеется л-электронная система (в дальнейшем для краткости будем называть ее я-системой), которая состоит из четырех электронов четырех атомов углерода. С помощью модели зр -гибридизации я-систему можно представить следующим образом электронное облако С2(рг) перекрывается сразу и с С1(р2), и с Сз(рг), а электронное облако Сз(рг) —с С2(рг) и С4(рг) (см. рис. 14). Таким образом, орбитали Сз(рг) и Сз(рг) как бы осуществляют взаимодействие между двумя двойными связями. Такое взаимодействие двух двойных связей (выражающееся, в первую очередь, в усилении лежащей между ними простой связи) называется сопряжением. [c.96]

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]

При трактовке пространственного расположения валентностей углеродного атома классическая стереохимия исходит из тетраэдрической модели (т. е. гибридизации sp ) валентная симметрия простой связи отвечает двум тетраэдрам с общим углом, двойной связи —двум тетраэдрам с общим ребром, а тройной —двум тетраэдрам с общей плоскостью. Отсюда следует, что отдельные валентности кратной связи имеют изогнутую форму ( банановые связи), т. е. ни одна из них не проходит вдоль линии кратчайшего расстояния между ядрами обоих атомов. [c.548]

Число соединений углерода гораздо больше всех остальных соединений, его не содержащих. Причиной такого многообразия является строение атома углерода, способного 1) образовывать прочные связи с другими атомами углерода, что приводит к формированию цепей и циклов 2) вследствие различного типа гибридизации формировать простые, двойные и тройные связи не только с одноименными атомами, но и другими элементами 3) соединяться с четырьмя различными атомами, что позволяет углеродным цепям разветвляться, давая множество сложных структур. [c.297]

СВЯЗЬ. Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии л/> -гибридизации одна и две р-орбитали, смешиваясь, дают три гибридные орбитали (рис. 32). Они располагаются в плоскости равностороннего треугольника, поэтому углы между ними равны 120 . Не участвующая в гибридизации третья р-орбиталь остается неизменной и располагается перпендикулярно плоскости гибридизованных орбиталей [c.328]

Образование двойных связей. Двойная связь, например связь С=С, осуществляется двумя обобщенными электронными парами С С (стр. 28). Но состояние каждой из них не одинаково. Например, в молекуле этилена Н2С=СН2 при образовании двойной связи в каждом из атомов углерода образуется лишь три гибридных облака — в результате гибридизации облака одного электрона в 5-состоянии и только двух электронных облаков в р-состоянии (зр2-гибридизация). В этом случае у каждого нз углеродных атомов один из электронов в р-состоянии не гибридизуется. [c.31]

Тлким образом, одна из электронных пар в связи С=С осуществляет (т-связь, а вторая — образуется р-электронами, не участвующими в гибридизации их облака сохраняют форму объемной восьмерки ( гантели ), ориентированы перпендикулярно к п/юскости, в которой расположены а-связи, и перекрываются над и под этой плоскостью (рис. 126), образуя я-связь (см. стр. 134). Следовательно, двойная связь С=С представляет собой сочетание одиой а- и одной я-связей. [c.458]

Теория молекулярных орбиталей позволяет дать и другое объяснение двойной связи в этилене оно основано на представлении о sp -гибридиза-ции валентных орбиталей атомов углерода. Согласно этой модели, две из четырех sp -орбиталей каждого атома углерода перекрываются с двумя аналогичными орбиталями другого атома углерода. В этом случае два углеродных тетраэдра имеют общее ребро, подобно тому как это было описано ранее для. BjHg (см, рис. 13-9). Однако суммарное перекрывание атомных орбиталей в рамках этой модели оказывается меньшим, чем в рамках модели с sp -гибридизацией, откуда следует, что связь должна быть не столь прочной. Кроме того, тетраэдрическая модель с двумя изогнутыми связями предсказывает, что угол Н—С—Н ближе к тетраэдрическому значению 109,5°, чем к значению 120°, основанному на представлении о хр -гибридизации. Экспериментально наблюдаемое значение этого угла (117°) свидетельствует в пользу модели двойной связи, изображенной на рис. 13-19, а не в пользу модели с изогнутыми связями, основанной на представлении о sp -гибридных орбиталях углерода. [c.568]

Два атома углерода, между которыми существует двойная связь, используют гибридные 5р -орбитали для образования а-связи друг с другом, и одна 2р-орби-таль на каждом из этих атомов остается нетибридизованной. Эти 2р-орбитали перекрываются с образованием л-связи. Атом углерода метильной группы, СН3, находится в состоянии хр -гибридизации, что позволяет ему образовывать четыре простые связи (одну с атомом углерода и три с атомами водорода). Химическое строение пропилена описывается следующей моделью локализованных связывающих орбиталей [c.570]

Атом бора имеет три валентных электрона и четыре валентные орбитали. Обычно он использует три орбитали, образуя 5р -гибриды в таких соединениях, как ВРз- Углерод имеет четыре валентных электрона и четыре орбитали. За исключением тех случаев, когда он образует кратные связи, эти орбитали используются для 5р -гибридизации. Атом азота имеет пять валентных электронов и четыре орбитали. Как правило, он образует три связи с другими атомами в структурах с тетраэдрической конфигурацией, а четвертая гибридная 5р -орбиталь у него занята неподеленной электронной парой (разд. 13-3). Углерод и азот способны образовывать двойные и тройные связи в результате я-перекры-вания, обсуждавшегося в разд. 13-4. По сравнению с длиной простой связи длина двойных связей, образуемых этими элементами, сокращается на 13%, а длина тройных связей-на 22%. Прочность кратной связи повыщается благодаря наличию электронов на связывающей молекулярной п-орбитали, возникающей в результате перекрывания атомных я-ор-биталей. Но перекрывание я-типа между орбиталями становится достаточно больщим для возникновения связи только при близком расположении атомов. По этой причине 81 и другие элементы третьего и следующих периодов неспособны образовывать кратные связи. Кремний имеет 10 внутренних электронов по сравнению с 2 в атомах С и N. Отталкивание этих внутренних электронов не позволяет двум атомам 81 сблизиться настолько, насколько это необходимо для достаточного я-перекрывания р-орбиталей и возникновения двойных связей. Несмотря на все попытки химиков синтезировать соединения со связями 81=81 и 81=С, ни одна из них до сих пор не увенчалась успехом. За небольшими исключениями, образование двойных и тройных связей ограничено элементами второго периода, в атомах которых число внутренних электронов не превышает 2. Исключения, к числу которых относятся 8=0, Р=0 и 81=0, объясняются перекрыванием между р- и -орбиталями, этот вопрос будет рассмотрен в разделе, посвященном кремнию. [c.271]

В. М. Татевским были разработаны системы расчета теплот образования из простых веществ и из свободных атомов и теплот сгорания при 25 °С для алкенов и полиенов без сопряженных связей и с сопряженными связями, для алкинов и полиинов, для ал-килбензолов, алкилциклопентанов, алкилциклогексанов и др. Результаты расчетов и в этих случаях хорошо согласуются с экспериментальными данными. Здесь нет возможности излагать эти системы расчета. Для иллюстрации можно рассмотреть главным образом окончательные расчетные схемы без их вывода, ограничиваясь для примера алкенами и алкинами. Будем обозначать двумя штрихами атомы углерода, участвующие в образовании двойной связи, т. е. находящиеся в состоянии вр -гибридизации, и тремя штрихами — атомы углерода, участвующие в образовании тройной связи, т. е. находящиеся в состоянии хр-гибридизации, оставляя без штрихов атомы углерода, не участвующие в образовании кратных связей, т. е. находящиеся в состоянии 5/з -гибридизации. [c.233]

Двойная связь состоит из связей разных типов. Квантово-химические представления говорят о том, что атомы углерода в этилене имеют тригональный или зр - тип гибридизации, т.е. каждый атом углерода для образования связей использует три зквршалентные гибридньк зр - орбитали, образованные комбинацией одной з- и двух р-орбиталей, причем все орбитали, а следовательно, все атомы лежат в одной плоскости под углом 120 т.е. [c.68]

Такое обобществление л-электронов двойных связей цикла и р-электронов гетероатома, в результате чего образуется устойчивый электронный секстет, является энергетически выгодным. Например, для пиррола выигрыщ энергии при этом составляет 100,5 кДж/моль. Поэтому замена атома углерода в состоянии хр -гибридизации / [c.355]

Подведем краткий итог рассмотрению простейших представителен рядов алканов, алкенов и алкинов, содержащих, согласно классическим представлениям, ординарную, двойную и тройную углерод-углеродные СВЯЗИ. В методе локализованных МО этому соответствуют а -, а тс - и о Я -связи. В указанном ряду с ростом кратности связи растет общая прочность, укорачивается расстояние С—С. Вместе с тем благодаря наличию л-связей этилен и ацетилен отличаются от этана химической лабильностью. Одновременно меняется и С—Н-связь в этих соединениях, что можно связать с изменением характера гибридизации орбиталей атома углерода в этом ряду в этане, в этилене и лр в ацетилене) ее длина укорачивается, прочность повьипается, растет и способность к протонизации. Характеристики связей представлены в табл. 24. [c.211]

Вследствие большей электрофильности атома углерода в состоянии s/5-гибридизации по сравнению с s/j -тройная связь менее активна по отношению к электрофильным реагентам (Hj, Hai,, HHal, H N), чем двойная (в реакции с Вг,— в несколько сотен и даже тысяч раз) [c.70]

При хр -гибридизации атомных орбиталей у четырех атомов углерода образуются диены (алкадиены) — непредельные углеводороды с двумя двойными связями. 5р -Гибридизация шести атомов углерода приводит к замыканию шестичленногр кольца и возникновению плоской молекулы бензола. У каждого атома углерода имеется также по одному негибридизованному р-элек-трону, который в случае бензола является нелокализованным. Эти шесть р-электронов образуют сопряженные л-связи и принадлежат всем атомам углерода в молекуле. Поэтому молекула [c.302]

Указанная степень гибридизации присуща не только углеродным атомам двойных связей, она характеризует состояние углерода ароматических систем, карбонильной и карбоксильной групп мочевины, иона гуанидония, карбонат-иона. [c.35]

В состоянии / -гибридизации ст-связи атома углерода лежат в одной плоскости под углом 120° друг к другу. Два подобных атома образуют молекулу этилена, где вращение вокруг двойной С=С связи затруднено. Это обусловлено необходимостью преодоления высокого энергетического барьера. Энергия активации для процесса цис-транс-изомеризации непредельных соединений колеблется от 15 до 50 ккал1моль. Процесс связан с перескоком электрона с я-орбитали на соответствующий разрыхляющий уровень. [c.113]

Задача 5.4. Какой общий вьшод о зависимости геометрической структуры молекул кумуленов СН2( = С = ) СН2 от числа двойных связей можно сделать на основании рассмотрения их электронной структуры с позиций гибридизации АО [c.148]

Строение алкенов. Отличительной особенностью строения алкенов является двойная углерод-углеродная связь. Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии. р -гиб-ридизации одна s- и две р-орбитали, смешиваясь, дают три гибридные орбитали (рнс. 33). Они располагаются в плоскости равностороннего треугольника, поэтому углы между ними равны 120°. Не участвующая в гибридизации третья р-орбпталь остается неизменной и располагается перпендикулярно плоскости гибридизованных орбиталей [c.294]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология