Зависимость от гибридизации атомов

Для объяснения особенностей реакционной способности циклических систем Браун предложил в начале 50-х годов концепцию 1-напряжения (так Браун условно обозначил суммарное напряжение). Сущность этой концепции проста облегчены те реакции, для которых в переходном состоянии или в конечном продукте 1-напряжение меньше, чем в исходном веществе. Изменения 1-напряжения Браун связывал прежде всего с изменениями состояния гибридизации углеродного атома в ходе реакции. Так, при восстановлении кетонов тригональный 5/) -гибридизованный атом углерода превращается в тетраэдрический. В зависимости от природы кетона эта реакция [c.360]

Многообразие органических соединений и их многочисленность объясняются особенностями строения атома углерода. Углерод расположен в середине второго периода системы Д, И, Менделеева, Его атомы в возбужденном состоянии (s p ) обладают различными формами гибридизации ( , / р, q p ), способными переходить друг в друга в зависимости от условий. Кроме того, атом углерода, реагируя с атомами с различной электроотрицательностью или с группами атомов, может во вновь образованных молекулах органических соединений являться центром положительного или отрицательного заряда, образуя таким образом ковалентно-полярные связи с различной поляризацией. Направленность [c.437]

Многообразие органических соединений и их многочисленность объясняются особенностями строения атома углерода. Углерод расположен в середине второго периода системы Д. И.Менделеева. Его атомы в возбужденном состоянии (5 / ) обладают различными формами гибридизации (<7 , способными переходить друг в друга в зависимости от условий. Кроме того, атом углерода, реаги- [c.452]

Атом лития на 25-подуровне имеет один неспаренный электрон и, следовательно, соединение должно иметь состав LiH. У атома бериллия этот подуровень заполнен и нет ни одного неспаренного электрона, следовательно, бериллий не должен образовывать ни одной химической связи. У бора и следующих за ним элементов (С, N, О, F) происходит последовательное заполнение 2р-подуровня, и атомы этих элементов будут иметь определенное число неспаренных электронов. Если при образовании связей учитывать только наличие неспаренных электронов, то для этих элементов должны образоваться следующие водородные соединения ВН, СН , NH3, Н7О, HF. Отсюда видно, что, применяя только обменный механизм образования химической связи, можно вступить в противоречие с экспериментальными данными бериллий образует соединение с водородом состава ВеНг, водородные соединения бора также имеют другой состав, а простейшее соединение углерода с водородом имеет состав СН4.Устранить это противоречие можно, предположив, что атомы элементов второго периода в образовании молекул участвуют в возбужденном состоянии, т.е. происходит распаривание 5-электронов и переход их на р-подуровень. Но тут возникает другое несоответствие с опытными данными. Поскольку энергии 5- и р-электронов различны, то и энергии образуемых ими химических связей должны отличаться, а, следовательно, подобные связи Э-Н должны иметь разную длину (в зависимости от того, орбитали какого типа принимают участие в их образовании). Согласовать теорию и эксперимент можно, введя предположение об усреднении энергий 5- и р-подуровней и образовании новых уровней, на которых энергии электронов, находящихся уже на орбиталях другого типа, одинаковы. А раз это так, то по правилу Хунда, в атоме появляется максимальное число неспаренных электронов. Эта гипотеза получила название явления гибридизации, а орбитали, образующиеся в результате усреднения энергий подуровней, называются гибридными. Естественно, что при этом меняются и форма электронных облаков, и их расположение в пространстве. В зависимости от того, какие орбитали участвуют в образовании гибридных орбиталей, рассматривают различные типы гибридизации и пространственные конфигурации образовавшихся гибридных орбиталей (см. рис. 14.). Число получившихся гибридных орбиталей должно быть равно общему числу орбиталей, вступивших в гибридизацию. В зависимости от того, какие орбитали взаимодействуют между собой, рассматривают несколько типов гибридизации [c.48]

В заключение этого раздела отметим, что метод газофазного химического и физического осаждения широко используется для осаждения не только кристаллических (алмазных) пленок, но также и пленок аморфного углерода а-С 10. В этом последнем материале отсутствует дальний порядок в расположении связей С—С, и потому отсутствует кристаллическая структура но существует ближний порядок. В зависимости от условий получения, пленки могут содержать значительное (до 30 ат. %) количество водорода — это гидрогенизирован-ный аморфный углерод а-С Н — или быть безводородными. Условно можно разделить многообразие форм аморфного углерода на графитоподобные и алмазоподобные материалы. В первых преобладает -гибридизация углеродных орбиталей, во вторых — -гибридизация. Соответственно, графитоподобные пленки отличаются сравнительно небольшой шириной запрещенной зоны (< 1 эВ) и имеют высокую электропроводность. Алмазоподобный углерод имеет запрещенную зону 2-4 эВ и значительно более низкую проводимость по ряду свойств он приближается к алмазу (отсюда и его название), но, конечно, уступает последнему. Недавно появились предварительные сообщения [c.15]

Оценить изменения энергии связей в зависимости от гибридизации очень трудно, так как прежде всего нет данных по теплотам образования молекул, содержащих чистые а-связи между ненасыщенными ато- [c.74]

Полярность связи С—Н также должна изменяться в зависимости от гибридизации углерода атом водорода должен быть тем более положительным, чем больше 5-характер орбиты углерода, использованной для образования связи. На реальность и важную роль этого эффекта указывает сильное повышение кислотности группы СН в ряду этан<этилен<ацети лен. Поэтому при вычислении дипольных моментов молекул, содержащих атомы углерода в различных состояниях гибридизации, следует принимать во внимание такие изменения полярности. [c.85]

Большинство ионов в масс-спектре образуется при мономолекулярных процессах, и в широком диапазоне давлений образца их количество прямо пропорционально давлению внутри ионизационной камеры. Однако часто встречаются пики (обычно мало интенсивные), высота которых измеряется с давлением значительно сильнее, чем в случае пиков, образующихся указанным выше образом. Такие ионы возникают в процессе столкновения двух или более молекул [1951]. Некоторые из пиков, высота которых подобным образом зависит от давления, являются острыми, другие размытыми это указывает на то, что эти ионы образуются при реакции, происходящей на пути движения ионов по направлению к коллектору, аналогично реакции метастабильных ионов. Острые пики характеризуют процессы столкновения, происходящие в ионизационной камере. Пики таких ионов, образующиеся при столкновениях в ионизационной камере молекул органических соединений, изучены очень мало, отчасти потому, что их чрезвычайно трудно наблюдать. Осколочные ионы, образующиеся при ионно-молекулярном столкновении в ионизационной камере, будут появляться в тех же самых точках спектра, что и ионы, образующиеся при мономолекулярном распаде, причем относительное число последних будет значительно больше. Ионы, возникающие при столкновениях, иногда обладают массой, большей массы молекулярного иона в этом случае они могут быть легко обнаружены, поскольку их пики не накладываются на пики других ионов. Их можно отличить от пиков примесей по зависимости от давления. Поскольку такие пики встречаются довольно редко, они используются в качественном анализе для установления присутствия определенных групп. Присоединение дополнительной химической группы к молекулярному или осколочному иону наблюдается чаще всего в случае соединений, содержащих атом кислорода или азота. Легче всего удаляется один из электронов неподеленной пары. Следствием его удаления является гибридизация электронных орбит, и проявляется связывающий характер третьей орбиты, так что трехвалентный [c.281]

Динамический метод можно иллюстрировать на примере теории локализации Уэланда [13], предложенной им в 1942 г. Согласно Уэланду, переходное состояние реакции, например при нитровании бензола, можно приближенно представить структурой типа в на рис. 144. Отличительная особенность такой структуры состоит в том, что атомная орбиталь атакуемого атома углерода выбывает из системы сопряжения и становится изолированной АО. Расчет энергии такого гипотетического переходного состояния методом МО позволяет получить приближенное значение теплоты образования переходного состояния АЯ [уравнение (481)], если пренебречь изменением энергии а-связей в системе. На рис. 145 изображены типы переходных состояний, через которые следуют реакции с реагентами Х+, Х и К (т. е. реакции с электрофилом, нуклеофилом и со свободным радикалом). В переходном состоянии гибридизация атакуемого атома углерода вместо 8р становится р , и этот атом выбывает из системы сопряжения. Последняя в этом случае состоит из шести, пяти или четырех л-электронов (в зависимости от типа реагента), находящихся в поле пяти атомов углерода. [c.297]

Что же касается валентных углов, то для них основные закономерности были найдены уже давно если в вершине угла находится атом углерода, валентные углы обычно оказываются близкими к тетраэдрическим (109,5°), тригональным (120°) или развернутым (180°) — в зависимости от того, сколько атомов привязано к углероду — четыре, три или два можно также сказать, что валентный угол атома углерода, находяш,егося в гибридизации 50 , равен 109,5°, в гибридизации 120° и в гибридизации 5р 180°. Отклонения валентных углов от указанных идеальных значений могут достигать нескольких градусов и даже более, и систематическое изучение этих отклонений представляет большой интерес. [c.27]

В органических соединениях наиболее часто встречаются ковалентные связи, образованные обобществле-нисм пар электронов в результате перекрывания атомных электронных орбиталей двух взаимодействующих атомов, В зависимости от типа перекрывания орбиталей в органических соединениях существуют о- и я-связи. Образование а-связи наблюдается при перекрывании орбиталей двух атомов таким образом, что максимум их перекрывания (и, следовательно, максимум электронной плотности связи) находится на линии, соединяющей центры атомов. Атомы углерода образуют с-связи всегда при помощи гибридных орбиталей (sp , sp или sp). Атомы углерода образуют я-связь при боковом перекрывании р-орбиталей двух взаимодействующих атомов с образованием двух максимумов электронной плотности по обе стороны от линии, соединяющей центры атомов, я-связь менее прочная, чем а-связь, и образуется только тогда, когда между атомами уже есть о-евязь. Атом углерода в состоянии sp -гибридизации образует 4 а-связи, направленные в пространстве под углом 109.5 друг относительно друга. Такой атом называют тетраэдрическим (пример СН4 — метан). Атом углерода в состоянии sp -гибридизации образует 3 ст-связи, направленные в одной Плоскости под-углом 120 , и одну я-связь, направленную перпендикулярно этой плоскости (пример СН2=СН2 - [c.91]

Впервые синтезированы и идентифицированы фталидсодержащие метакрилаты, имеющие фталидный цикл в циклической и открытой формах. Показано, что в зависимости от характера среды, реакция нуклеофильного замещения затрагивает либо атом углерода карбонильной группы фталидного цикла, либо третичный атом углерода этого цикла, находящийся в состоянии / -гибридизации. [c.21]

Гибридные орбитали за счет большего перекрывания образуют более прочные связи по сравнению с иегибридизованными орбиталями. В зависимости от числа вступивших в гибридизацию орбиталей атом углерода может находиться в одном из трех состояний гибридизации. [c.31]

В оср.ове классификации галогенаропзводных углеводородов лежит не принадлежность углеводорода к тому или иному классу, а тип атол1а углерода, с которым связан ато.м галогена. В каждой группе MOiKuo выделить подгруппы в зависимост от строения углеводородного остатка, природы галогена и числа атомов галогена. В основу этой классификации положена гибридизация углеродного атома (s/3 , sp" п sp) или, иначе говоря, пространственное расположение заместите.тей у этого углеродного атома (тетраэдричес сий, тр и гон ал ьиы й, ди гон ал ьны й). [c.218]

Нитрозосоединения являются производными углеводородов, в которых атом водорода замещен нитрозогруппой — V- О, В зависимости от типа гибридизации углеродного атома связи С—N возможны различные типы нитрозосоединений. Но.менклатура нптрозосое-дпнений подобна номенклатуре нитросоединений [c.385]

Итак, при образовании ковалентных связей один из 28-электронов невозбужденного атома углерода возбуждается (с затратой 420—630 кДж/моль) и переходит на свободную р-орбиталь В возбужденном состоянии у атома углерода уже четыре неспаренных электрона на 2s-, 2р -, 2р - и 2р2-орбиталях Далее в зависимости от того, в какой фрагмент молекулы войдет этот атом углерода, происходит один из типов гибридизации (в СХ4 — sp3, в этилене — sp , в ацетилене — sp) Энергия образования четырех связей с избытком покрывает те 500 кДж/моль, которые требовались для возбуждения атома В случаях триго-нальной и дигональной гибридизации одна или соответственно две р-орбитали остаются негибридизованными и имеют вид неискаженных восьмерок Так, атом углерода в этилене имеет три тригонально гибридизованные орбитали и одну чистую р-орбиталь, направленную перпендикулярно плоскости, в которой расположены все три sp орбитали (рис 16) [c.53]

Атомы водорода в ацетилене настолько подвижны, что они замещаются на металл и обмениваются на дейтерий в водных растворах щелочи. Изотопный обмен водорода в этилене при катализе амидом калия в жидком аммиаке происходит легче, чем в насыщенных углеводородах, но все же медленно [107]. Таким образом, подвижность атома водорода СН-связи алифатического углеводорода очень сильно изменяется в зависимости от того, находится ли атом углерода при тройной, двойно или одинарной связи, т. е. очень важную роль играет тип гибридизации валентности углерода [139], от которой зависит степень электроположительпости соединенного с ним водорода наиболее электроположительным является водород в соединениях ацетиленового ряда. [c.142]

Хромофорная система трифепилпиразолина уже в основном состоянии сильно поляризована, так как атом азота-2, для коррого характерна 1 р -гибридизация, более электроотрицателен, чем атом азота-1, находящийся в 5р -состоянии [99]. Заместители в 1- и 3-фе-нильных радикалах, в зависимости от их электронной природы, усиливая или ослабляя поляризацию в направлении -> N2, существенно влияют на спектры поглощения и люминесценции [96]. [c.94]

Электроотрицательность элемента не является постоянной характеристикой для его атомов в различных молекулах, а зависит от его валентного состояния и окружения. Это утверждение является, по существу, важнейшим достижением концепции Полинга. Степень удерживания атомом электронов определяется двумя факторами его зарядом и гибридизацией его валентных орбиталей. Положительно заряженный атом (ион, атом в молекуле) обладает большей способностью удерживать электроны, чем строго нейтральный атом. С другой стороны, х-орбитали атомов имеют низкую энергию и, следовательно, прочно удерживают электроны. В зависимости от вклада х-орбитали в гибридизацию электроотрицательность изменяется. Известно, что реакционная способность углеводородов (подвижность атомов водорода) зависит от класса углеводорода, т. е. от типа гибридизации атомных орбиталей углерода [48]. Так, в метане СН4 (хр -гибридизация, вклад х-орбитали равен 25 %) атомы водорода мало реакционноспособны, а электроотрицательность углерода и водорода примерно одинакова. В этилене С2Н4 (хр -ги-бридизация, вклад х-орбитали равен 33 %) атомы водорода более подвижны, т. е. электроотрицательность углерода выше, чем у водорода. Наконец, в ацетилене С2Н2 (хр-гибридизация, вклад [c.117]

В зависимости от пространственного расположения гибридных орбиталей и типа смешивания атомных орбиталей различают три типа гибридизации тетраздрическая, тригональная и диагональная. Тригональную гибридизацию мы имеем в этилене, а диагональную — в ацетилене. В тех случаях, когда к атому углерода присоединены атомы различных элементов, образуются неэквивалентные гибридные орбитали. [c.85]

Рассматриваемая схема (табл. I) построена следующим образом. Проведена классификация простых связей углерод — углерод в зависимости от состояния гибридизации атомов углерода, образующих связь, а также от того, в какой группировке они находятся. При классификации связей углерод — водород учитывалось как состояние гибридизации атомов углерода, так и число атомов водорода, с которыми связан данный углеродный атом. Аналогичная классификация проводится для полифторпроизводных. Для остальных связей принималось во внимание только состояние гибридизации атома углерода. Для некоторых групп приведены групповые вклады без разделения на вклады отдельных связей, поскольку такое разделение требует введения дополнительных предположений и может носить произвольный характер. [c.10]

Олово, элемент с порядковым номером 50, является членом IVa группы периодической системы элементов. Атом любого из этих элементов имеет на валентном уровне четыре электрона. Основное состояние атома олова — Р-состояние, которому отвечает конфигурация 5s 5p , характерная для соединений двухвалентного олова. Однако в огромном большинстве случаев олово четырехвалентно, т. е. характеризуется 5-состоянием с четырьмя неспаренными электронами. Это состояние в ряде случаев приводит к 55р -гибриди-зации. Олово довольно легко образует прочные ковалентные связи с углеродом, сохраняя при этом способность к связи с различными неорганическими аддендами. За очень немногими исключениями, все органические соединения олова, содержащие хотя бы одну связь Sn. — С, образованы четырехвалентным оловом (sp -гибридизация). Полностью ионные соединения четырехвалентного олова должны были бы иметь конфигурацию 4 ", а аналогичные соединения двухвалентного олова — 4ковалентные соединения четырех-и двухвалентного олова имеют промежуточное число бх-электронов в зависимости от степени гибридизации и частично ионного характера рассматриваемых связей. Благодаря такому различию в числе бх-электронов можно классифицировать валентные состояния олова в различных его соединениях на основании изомерного сдвига (б) лтессбауэровских линий. В такой классификации учитывается только число бх-электронов независимо от величины AR/R. В вводной главе настоящей книги приведен более подробный анализ величин 6 и AR/R. [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология