Бутадиен электронный спектр

Выше при рассмотрении геометрической изомерии относительно двойной связи и электронных спектров таких изомеров использовалось соображение о том, что электронная потенциальная энергия системы сопряженных двойных связей минимальна в том случае, если все двойные связи располагаются в одной плоскости. В теории молекулярных орбит это положение вытекает из принципа максимального перекрывания, который требует параллельной ориентации орбит взаимодействующих электронов. Предпочтительная с точки зрения электронной теории копланарность сопряженных систем приводит к другому важному следствию, а именно к существованию геометрических изомеров при ординарной связи. Это явление и связь его со спектральными свойствами впервые рассматривались Мулликеном, который ввел специальный термин з-цис-транс-томе ии (здесь 5 обозначает ординарную связь см. ссылки на стр. 387, А). Бутадиен, 1,4-пента-диен (пиперилен, см. стр. 334) и большинство других диенов с открытой цепью дают спектры со значительно более интенсивными К-полосами, нежели К-полосы циклических диенов с заведомой с-формой сопряженной системы (табл. 3), а экспериментальные отношения е соответствуют значениям, взятым из уравнений 3—при допущении й-тра с-формы для ациклических диенов. [c.343]

Работы Паризера и Парра относятся главным образом к электронным спектрам, а не к структурным характеристикам молекул, которые можно прямо или косвенно поставить в связь с их реакционной способностью. В этом отношении больший интерес представляют работы Попла. В первой его статье приводятся расчеты порядков связей и сопоставление их с порядками связей Коулсона, а также сопоставление предсказаний обоими методами длин связей в бутадиене и нафталине. Сравним только длины связей в нафталине (табл. 15 на стр. 360). [c.359]

Помимо конфигурации на электронные спектры большое влияние оказывает конформация. Считают, что бутадиен существует в двух стабильных (или метастабильных) конформациях [22], которые называют з-транс [c.320]

Чтобы понять, как характер поглощения связан со строением органического вещества, вернемся к условию Бора Е — Ео = /IV. Чем ближе друг к другу находятся оба энергетических уровня (основной и возбужденный), тем меньше затрата энергии на возбуждение, тем меньшей энергией может обладать действующий квант света, тем, следовательно, меньше его частота (и соответственно больше длина волны). Разность энергий Е — Ед определяется природой возбуждения. Свет видимой и ультрафиолетовой частей спектра обладает энергией, достаточной для возбуждения электронов затрачиваемая на возбуждение энергия определяется в конечном счете подвижностью электронов. Так, электроны 0-связей требуют для своего возбуждения квантов с большой энергией, эти электроны малоподвижны. Поэтому предельные углеводороды, спирты, простые эфиры поглощают лишь в очень далекой ультрафиолетовой области. Этилен, имеющий подвижные л-электроны, поглощает свет при 193 нм. Сопряженные двойные связи в бутадиене, обладая еще большей подвижностью я-электронов, вызывают поглощение уже при 217 нм. В бензоле я-электронная система имеет несколько полос поглощения, наиболее длинноволновая из которых расположена в области 260—270 нм. Нафталин поглощает уже при 314 нм, антрацен — при 380 нм. На этих примерах видно, как с ростом сопряжения (ростом подвижности электронов) поглощение постепенно сдвигается в длинноволновую область — в область квантов со все меньшей энергией. Однако все упоминавшиеся пока соединения бесцветны — их поглощение лежит в ультрафиолетовой области спектра. [c.358]

Чем ближе друг к другу находятся оба энергетических уровня, тем меньше затрата энергии на возбуждение, тем меньшей энергией может обладать квант света, т. е. меньше частота (и, наоборот, тем больше соответствующая этой частоте длина волны). Разность энергии Е — Ео определяется в конечном итоге подвижностью электронов. Так, электроны о-связей связаны весьма прочно для возбуждения их нужны кванты с большой энергией. Поэтому предельные углеводороды, спирты, простые эфиры поглощают лишь в очень далекой ультрафиолетовой области. Этилен, имеющий подвижные я-электроны, поглощает при 193 нм. Сопряженные двойные связи в бутадиене СН2=СН—СН = СНг, обладая еще большой подвижностью я-электронов, поглощают уже при 217 нм. В бензоле я-электронная система имеет несколько полос поглощения, наиболее длинноволновые из которых расположены в области 260—270 нм. Нафталин поглощает уже при 314 нм, антрацен — при 380 нм. На этих примерах видно, что с ростом сопряжения (ростом подвижности электронов) наблюдается постепенный сдвиг поглощения в длинноволновую область. Однако все упоминавшиеся до сих пор соединения бесцветны, так как их избирательное поглощение лежит в ультрафиолетовой области спектра. Видимая желтая окраска появляется лишь у нафтацена (Хмакс = = 480 нм) [c.478]

ТОГО, чтобы сделать обоснованное предположение о тех взаимодействиях, которые являются главными источниками связывания. Тем не менее, как было показано при рассмотрении связи металл — я-аллильный лиганд можно в первом приближении выбрать те комбинации орбиталей металла и бутадиена (рис. 17), где перекрывание между орбиталями будет значительным. Интересно рассмотреть на основании метода МО некоторые предположения о характере связи бутадиен — металл, которые на рис. 18 представлены с помощью теории валентных связей. На этом рисунке структура А отражает тот случай, когда электроны локализованы так же, как в свободном бутадиене [5] структура Б показывает значительную локализацию электронов как на имеющей ст-характер связи металла с концевыми атомами углерода, так и на связи между Сз—Сз-ато-мами углерода диена. Структура Б была предложена на основании аномального вида спектров ПМР некоторых диеновых комплексов [15]. Структура В отражает полную делокализацию электронов бутадиена. Можно показать, что в рамках теории молекулярных орбиталей структура А означает, что основной вклад в образование связи с металлом вносят г]) - и особенно 1(з2-орбитали бутадиена, в то время как из структуры Б видно, что связывание АО металла и грз-МО лиганда также значительно. В структуре В все три орбитали бутадиена (1]31, г1)2 и г1)з) принимают одинаковое участие в образовании связи с металлом. [c.99]

Введение заместителей в молекулу бутадиена наряду с различными электронными влияниями может привести к повороту вокруг связей С = С, если эти заместители оказывают друг другу существенные пространственные препятствия. В этом случае в спектрах поглощения замещенных бутадиенов наблюдается батохромное смещение полосы тт->- -перехода (аналогично этилену), причем каждый алкильный заместитель смещает эту полосу примерно на 5 нм, так, например, бутадиен поглощает при 217 нм, а 2,3-диметилбутадиен — при 226 нм [29]. [c.61]

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ СПЕКТРЫ. Длинноволновая полоса (с самой низкой энергией) 1,3-бутадиена находится при 217 нм. Она обусловлена переходом электрона с на л -уровень. Этилен, с другой стороны, поглощает при 187 нм. Причина такого различия в спектрах ясна из рис. 13-2. Мы видим, что сопряжение в 1,3-бутадиене уменьшает расстояние между высшей занятой молекулярной орбиталью (ВЗМО) я и низшей свободной молекулярной орбиталью (НСМО) я, а следовательно, уменьшает энергию, необходимую для возбуждения. Это уменьшение энергии, необходимой для возбуждения, продолжается по мере возрастания сопряжения. В самом деле, разность энергий между ВЗМО и НСМО высокосопряженных молекул настолько мала, что эти молекулы поглощают в видимой области спектра. Другими словами, высокосопряженные молекулы часто окрашены (табл. 13-2). [c.501]

В качестве примера на рис. 2.5 приведены спектры МУРР для вулканизатов бутадиен-стирольного каучука с различным содержанием МАМ, которые указывают на заметное рассеяние диффузного характера в области 4—40 угловых минут. Для проверки того, что рассеяние рентгеновских лучей обусловлено микрочастицами соли, а не микропустотами, были проведены специальные опыты. Во-первых, исследовали влияние набухания резин на основе 1 ис-полибутадиена с МАМ в декалине. Ожидалось, что если рассеяние обусловлено пустотами, то после набухания они заполняются растворителем, и, поскольку электронные плотности декалина и каучука близки, произойдет резкое уменьщение интенсивности [c.83]

Низшие орбиты г ), и ij), в основном состоянии бутадиена заняты четырьмя электронами. При первом переходе я- я один электрон возбуждается от фз до 1 3з. Переход с г)), до в этилене сильно уменьшает длину волны электрона и поэтому требует значительной энергии. Поскольку переход "фз- ф в бутадиене не уменьшает в такой же степени длину волны электрона, бутадиен поглощает при больших длинах волн (меньшая энергия возбуждения), чем этилен. Идея в основном сводится к свободноэлектронной модели сопряженных систем. Метод с соответствующими уточнениями дает хорошие результаты при количественных расчетах спектров сопряженных систем. [c.622]

Молекула винилацетилена представляет собой сопряженную систему двойной и тройной связей, что проявляется как в физических свойствах этой молекулы, так и в химическом ее поведении [145, 430, 478, 979—983]. Распределение я-электронной плотности в молекуле винилацетилена было недавно исследовано при помощи метода ССП МОЛКАО [984]. Оказалось, что порядки связей в винилацетилене близки к порядкам соответствующих связей в бутадиене и диацетилене. Наличие я-электронной делокализации в молекуле винилацетилена было также независимо подтверждено при помощи теоретического анализа частот и интенсивностей ИК-спектров [983, 985]. Поведение винилацетилена в химических реакциях согласуется с физическими характеристиками его молекулы. Особенно отчетливо сопряжение проявляется в реакциях нуклеофильного присоединения к винилацетилену спиртов, аминов и меркаптанов. [c.284]

Экспериментальных данных, характеризующих закономерности образования и стабилизации зарядов в облученных каучуках, сравнительно мало. Известно [353], что при низкотемпературном радиолизе СКД и СКБ возникают парамагнитные центры, исчезающие под действием света. Эти фоточувстви-тельные центры, проявляющиеся в спектрах ЭПР в виде узкой одиночной линии, обусловлены электронами, захваченными различными ловушками. Такие же центры обнаружены в облученных изопреновом [354] и бутадиен-нитрильном [355] каучуках. [c.160]

Еще один аргумент в пользу рассматриваемой теории, приведенный в первой статье Вудварда и Гофмана, состоит в том, что стереохимические правила для кольчато-ценной валентной таутомерии основных состояний л-электрон-ных систем будут обращаться при соответствующих фотохимических превращениях. Первая сильная (т. е. разренхенная различием в симметрии зарядов) полоса поглощения в ультрафиолетовом спектре сопряженной я-электронной системы соответствует переходу одного электрона с высшей занятой на низшую незанятую я-орбиталь. Эта новая орбиталь этого электрона будет иметь на одну нодальную поверхность, пересекающую линии связей, больше, чем старая орбиталь. В таком возбужденном электронном состоянии соотношение симметрии по концам я-системы для высшей занятой орбитали будет противоположным симметрии высшей занятой орбитали основного электронного состояния и поэтому в том случае, если стереохимия неадиабатической обратимой циклизации, проходящей через возбужденное состояние, контролируется орбитальной симметрией (заранее это предвидеть нельзя), стереохимические правила должны быть противоположны правилам, применимым к соответствующим реакциям, идущим через основное состояние. Другими словами, при фотохимической реакции бутадиен-1,3 должен переходить в циклобутен дисротаторно, а гексатриен-1,3,5 должен переходить в циклогексадиен-1,3 конротаторно. [c.720]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология