Ацетилен гибридизация

Рис. 16.9. Электронная структура и гибридизация атомных орбиталей углерода в ацетилене

Причины повышенной кислотности атомов водорода в ацетилене (по сравнению с алканами) можно объяснить следующим образом. Атомы углерода, связанные тройной связью, находятся в состоянии sp-гибридизации. Электроны на гибридизованных sp-орбиталях С—Н-связей, у которых вклад s-состояния значительно больше, чем у хр -гибридизованных орбиталей предельных углеводородов, находятся на расстояниях, более близких к ядрам атома углерода, что равносильно повышению его электроотрицательности. Это приводит к увеличению протонной подвижности атомов водорода. [c.196]

В алкинах реализуется р-гибридизация двух соседних атомов углерода. Следовательно, в ацетилене Н—С=С—Н три ст-связи расположены [c.327]

АЦЕТИЛЕН (этин) СН=СН - первый член гомологического ряда ацетиленовых углеводородов. Бесцветный газ, хорошо растворяется в ацетоне и хлороформе. А. открыт в 1836 г. Дэви, синтезирован в 1862 г. Бертло с угля и водорода, получен из карбида кальция в том же году Велером. В промышленности А. получают из карбида кальция, электронрекингом нли термоокислнтель-ным крекингом из метана. Смеси А, с воздухом взрывоопасны. А. чрезвычайно реакционноспособное непредельное соединение. Молекула А. имеет линейное строение. Расстояние между углеродными атомами составляет 1,20 А, углерод находится в молекуле А, в третьем валентном состоянии (ер-гибридизация), атомы углерода связаны одной о- и двумя я-связями. Для А. характерны реакции присоединения галогенов, галогеноводородов, воды (в присутствии солей ртути), цианистоводородной кислоты, оксида углерода, спиртов, кислот, водорода и др. Атомы водорода в молекуле А, можно заместить щелочными металлами, медью, серебром, магнием. [c.36]

Реакции присоединения. Ацетилены обладают большей ненасы-щенностью, чем олефины (алкены). В реакциях присоединения они могут взаимодействовать с двумя молекулами водорода, галогена и т. д, Для ацетиленовых углеводородов, как и для этиленовых, свойственны реакции электрофильного присоединения. Однако, учитывая характер хр-гибридизации углеродных атомов в ацетилене, при которой электроны, располагаясь ближе к ядру, втянуты внутрь молекулы, для алкинов будут более характерны реакции нуклеофильного присоединения. [c.86]

Подведем краткий итог рассмотрению простейших представителей алканов, алкенов и алкинов. С ростом кратности связи растет ее 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 в методе ЛМО можно связать с изменением характера гибридизации орбиталей атома углерода в этом ряду (sp в этане, sp в этилене и sp в ацетилене) ее длина укорачивается, прочность повышается, растет и способность к протонизации. Характеристика связей представлена в табл. 9. [c.110]

Однако нуклеофильными и сильноосновными свойствами, характерными для карбанионов, изоцианиды не обладают, так как у них атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации (как в ацетилене) и к тому же как в H N связан кратной связью с более электроотрицательным атомом азота. [c.345]

Свойства. Ацетилен — первый член гомологического ряда ацетиленовых углеводородов — бесцветный газ, легче воздуха, мало растворим в воде. Как уже отмечалось, его углеродные атомы, связанные тройной связью, находятся в состоянии 5р-гибридизации (см. 3.2 и рис. 3.6). Молекула ацетилена имеет линейное строение, а атомы углерода в ней соединены одной а- и двумя я-связями, причем л-связи расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. [c.293]

В этом соединении крайние атомы углерода находятся в состоянии 5р2-гибридизации, а средний, как в ацетилене,—в состоянии 5р-гибридизации. Поэтому молекула имеет линейное строение, а негибридизованные р-орбитали находятся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях [c.60]

Отсутствие основности и нуклеофильной реакционной способности атома углерода можно объяснить тем, что он находится, как и в ацетилене, в состоянии sp-гибридизации. Если учитывать, что в отличие от ацетилена в СО атом углерода связан с более электроотрицательным атомом кислорода, кислотность связи С Н в случае присоединения протона к СО будет еще выше, чем в ацетилене. [c.393]

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]

Тройная связь С С (или СНС) является сочетанием одной ст-связи и двух тг-связей. Например, при образовании молекулы ацетилена в каждом из атомов углерода в гибридизации участвует одна 5-орбиталь и только одна р-орбиталь (зр-гибридизация) в результате образуются два ер-гибридных электронных облака, участвующих в образовании двух ст-связей. Облака двух р-электронов каждого атома С не гибридизуются и участвуют в образовании двух тг-связей. Таким образом, в ацетилене всего три ст-связи (одна С-С и две С-Н), направленные вдоль одной прямой, и две тг-связи, ориентированные в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 29.8). [c.555]

В ацетилене с его тройной связью между атомами углерода допускают существование еще одного вида гибридизации электронных орбиталей — яр-гибридизации. При этом смешиваются одна в-орбиталь и одна р-орбиталь, давая две 5р-гибридные орбитали, [c.79]

Выше было показано, что длина углерод-водородной связи уменьшается при переходе от этана к этилену и ацетилену, и этот факт связывали с изменением характера гибридизации углерода (табл. 10.2). По мере уменьшения р-характера связывающей орбитали размер орбитали уменьшается и связь становится короче (разд. 5.3). В бензоле связи С—Н относятся к тому же sp —s-типу, как и связи в этилене, и имеют почти точно такую же длину 1,084 А (10,84-10- нм). [c.321]

Рис. 1.2.10. р-Гибридизация атомов азота и углерода (а) —в карбене (б) —ацетиленах (в) —нитрилах. [c.62]

Ацетилен содержит тройную связь С С, относится к классу алкинов имеет линейную молекулу, поскольку атомы углерода находятся в состоянии 5р-гибридизации. [c.54]

Следует отметить, что изменения энергии связей углерод-углерод в зависимости от гибридизации гораздо больше, чем соответствующие изменения для связей углерод-водород. Вследствие этого вычисленные энергии стабилизации простых олефинов и ацетиленов и классических сопряженных диенов, диацетиленов и т. д. положительны. Рассчитанные значения согласуются с опытными в той же степени, как вычисленные и опытные значения теплот образования. Этого и следовало ожидать, поскольку энергия стабилизации и теплота образования неизбежно связаны друг с другом, [c.79]

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]

Ацетилен. С2Н2 — первый представитель ряда алкинов С Н2 2-Молекула СоНг, согласно экспериментальным данным, линейна. Резкому укорочению связи С—С по сравнению с этаном и этиленом (табл. 9) отвечает возрастание энергии разрыва связи Е С=С) — = 782 кДж/моль. Согласно классическим представлениям углерод-углеродная связь в ацетилене тройная. В методе ЛМО это а л -связь, линейному расположению ядер отвечает гибридизация орбиталей углеродных атомов (см. с. 101). Схема образования а-связей в молекуле С2Н2 приведена на рис. 47. У каждого атома углерода остается [c.109]

Гибридизация. Поскольку энергия s-орбитали ниже энергии р-орбитали, то чем больший s-характер будут иметь гибридная орбиталь, тем ниже будет ее энергия. Отсюда следует, что карбанион при sp-углеродном атоме должен быть более устойчив, чем карбанион при хр -углероде. Так, НС=С , неподеленная пара в котором имеет больший s-характер, чем в СНг=СН- или СН3СН2 (гибридизация sp, sp и sp соответственно), — намного более слабое основание, чем другие два аниона. Этим объясняется относительно высокая кислотность ацетиленов и H N. Другим примером служат спирты и простые эфиры, где неподеленная электронная пара кислорода имеет sp -гибридизацию они являются более сильными основаниями, чем карбонильные соединения, в которых неподеленная пара имеет гибридизацию sp (табл. 8.1). [c.346]

Электронные представления об ацетиленовой связи и, < р-гибридизации. Кислотность ацетиленового атома водорода. Реакция Кучерова. Механизм гидратации тройной связи. Правило Марковннкова. Реакция присоединения ацетилена к карбонильным соединениям. Димеризация ацетилена. Спектры (ПМР, ИК, УФ) ацетиленов. [c.249]

Атому углерода в ацетилене и других соединениях с тройными связями присуща 5р-гибридизация а-связи образуются за счет гибридизации 5- и /5-орбиталей и лежат на одной прямой, обусловливая линейную конфигурацию молекулы. Две оставшиеся р-орбнтали обра- [c.26]

Углеводороды — органические соединения, состоящие только из углерода и водорода. Различают предельные, непредельные и ароматические углеводороды. В предельных углеводородах атомы углерода находятся в 5р -гибридизованном состоянии. Алкены характеризуются наличием двух л /7 -гибридизованных атомов углерода, между которыми ном гмо ст-связи формируется л-связь как результат перекрывания их /7-орбиталей. В алкинах же имеется два / -гибррщизован-ных углеродных атома, связанных между собой одной ст- и двумя я-связями. Переход от метана к ацетилену сопровождается изменением геометрии молекул, что определяется состоянием гибридизации углеродного атома. [c.355]

Первым членом гомологического ряда алкинов является ацетилен Н-С=С-Н. Оба атома углерода в ацетилене имеют 8р-гибридизацию, т. е. происходит объединение. 5-орбитали внешнего электронного уровня с одной р-орбиталью и образование двух гибридных 5р-орбиталей, имеющих форму неправильных объемных восьмерок и направленных во взаимно противоположных направления . Гибридные орбитали образуют две а-связи (одну с атомом водорода и одну — с друпш атомом углерода). Две неги-бридизованные р-орбитали располагаются во взаимно пе-ряе 4дакулярных плоскостях перпендикулярно линии о-свя-эей и образуют две п-связи. [c.103]

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]

Этот тип гибридизации соответствует случаю двух атомов углерода, связанных тройной ковалентной связью, например, в ацетилене СоНз- Калодый атом углерода образует две ст-связи — одну [c.69]

В ацетилене каждый атом углерода связан только с двумя другими, атомами —с одним атомом водорода и одним атомом углерода. С этими двумя атомами образуются прочные а-связи за счет двух гибридных орбиталей, возникших вследствие гибридизации 25-орбитали и только одной из атомных 2р-орбиталей углерода. Возникающие 5/ -гибридные орбитали расположены на одной прямой. При образовании молекулы ацетилена эти гибридные орбитали используются для построения прочных а-связей между каждым из атомов углерода и одним из атомов водорода и между самими атомами углерода. В результате получается линейная молекула с двумя атомными 2р-орбиталями для каждого из двух атомов углерода, расположенными под прямым углом друг к другу. Атомные орбитали одного нз атомов углерода параЛ лельны соответствующим орбиталям другого атома углерода и, следовательно, могут попарно перекрываться это приводит [c.25]

Нередко отмечается, что взаимодействие С—Н через одну связь ( /сн) проиорционально гибридизации атома углерода. Это приблизительно верно, в особенности для рядов близко родственных соединений, как, нанример, этан, этилен и ацетилен (см. ниже). Данные, приведенные в табл. 164 и 165, указаны в герцах и заимствованы в основном из [35], а также из упоминавшихся выше общих трудов по ЯМР- С. [c.312]

Алкины. Углеводороды, имеющие в цепи одну связь С , называются алкинами, их общая формула С Н2 2- В этих углеводородах два атома углерода, соединеные тройной связью, находятся в состоянии 8р-гибридизации. Названия алкинов производят от названий алканов заменой окончания -ан на -ин. Как и в алкенах, цифрой указывают ближайший к концу цепи атом углерода, имеющий тройную связь. Первый член ряда СН=СН обычно называют не этин, а ацетилен, и поэтому остальные алкины иногда рассматривают как замещенные ацетилены. Так, пропин СН=С—СНд называют метилацетиленом, а 2-пентин - СНд—С=С—СНз—СН3 -метилэтил ацетиленом. [c.404]

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]

В связи с этим следует добавить, что малликеновские оценки электро-отрицательности несравненно более точны, чем полинговские, поскольку первые основаны целиком на экспериментально наблюдаемых величинах. Кроме того, Малликен обобщил свою теорию на случай атомов, находящихся в различных состояниях гибридизации (раздел 8.9) и тем самым смог объяснить такие детали, как увеличение электроотрицательности атома углерода при переходе от метана к ацетилену. Увеличение электроотрицательности проявляется в большей кислотности ацетилена. [c.156]

Р ис. 28. 8р-Гибридизация и л-связи в ацетилене, а—зр-гибридные орбиты расположены вдоль оси х. Перекрывание р и р -орбит не показано б—зр-гнбридные орбиты изображены линиями тс -орбита лежит в плоскости ху, а тг -орбита—в плоскости хг- [c.110]

Исходя из яр-орбнт углерода, совершенно аналогично приходят к ацетилену (рис. 8, в). Здесь остаются две незатронутые гибридизацией р-орбиты, способные к боковому перекрыванию, вследствие чего возникают две я-связи во взаимно перпендикулярных плоскостях. В результате возросшего экранирования отталкивающихся ядер теперь уже шестью электронами минимум энергии достигается при еще меньшем расстоянии между ядрами, чем в этане и этилене (С—С = 0,154 льик С = С = 0,133. ижк С=С = 0,120 ммк). Ввиду уменьшившейся длины связи боковое перекрывание р-орбит достигает большей степени, чем в этилене, т. е. высвобождается больше энергии. По этой причине все я-связи ацетилена устойчивее, чем в этилене (на 10—15%) ). Это утверждение, кажущееся парадоксальным ввиду большой реакционной способности ацетилена, в то же время хорошо объясняет большую термическую устойчивость ацетилена 2). Кроме того, более сильное перекрывание р-орбит означает, что я-элек-троны сильнее стягиваются в области между ядрами, так что внешние области оказываются относительно обедненными электронами. Это, однако, обусловливает соответствующий сдвиг о-электронов между С и Н в ацетилене в сторону атома углерода. В результате водород должен приобрести положительный заряд и поэтому легче отщепляться в виде протона, как это и имеет место для ацетилена. Эти отношения можно описать [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология