Метан структура в представлении

До сих пор рассматривалось такое положение, когда изолированный атом в возбужденном состоянии имеет два, три или четыре неспаренных электрона. К сожалению, нельзя проверить наши предсказания радиального или углового распределения электронов для изолированных атомов, но можно изучить молекулы, образованные этими атомами. Предполагают, что в ковалентных молекулах, в которых неспаренные электроны одного атома становятся спаренными с электронами окружащих атомов, электроны с параллельными спинами находятся как можно дальше друг от друга в соответствии с принципом Паули и принципом неразличимости. В качестве примера рассмотрим атом неона, у которого есть четыре пары электронов во внешней оболочке. Леннард-Джонс на основе принципа Паули предсказал, что наиболее вероятной конфигурацией каждой четверки электронов с параллельными спинами является тетраэдр. Далее, если пренебречь кулоновским отталкиванием, то не будет корреляции между двумя конфигурациями электронов с противоположными спинами, и их можно будет равновероятно найти в любой ориентации друг относительно друга. Однако следует напомнить, что у электронов с противоположно направленными спинами существует определенная тенденция к стягиванию, которому препятствует кулоновское отталкивание корреляция зарядов). Метода проверки такого взгляда на атом неона нет. Однако интересно отметить, что Ме, Аг, Кг и Хе имеют в твердом состоянии структуру с плотной кубической упаковкой, подобной тетраэдрическому метану, а не плотную гексагональную упаковку, найденную для гелия, хотя ранее для всех инертных газов последняя структура ожидалась в предположении, что их атомы должны быть сферическими . Теперь рассмотрим метан, в котором углерод может быть гипотетически представлен как с электронной конфигурацией неона. Когда четыре протона присоединяются к С , образуя СН4, притяжение протонов к электронам приводит к совмещению двух независимых четверок электронов, расположенных в вершинах тетраэдров. Так как молекула метана действительно тетраэдрическая, то это предсказание оправдывается, хотя механизм образования молекулы метана проверить нельзя. Суммируя все сказанное, можно считать, что наиболее вероятное расположение п электронов с одинаковыми спинами будет также и наиболее вероятным расположением п пар электронов. [c.205]

Структура метана, получающаяся при комбинировании этих гибридных орбиталей с 1з-орбиталями четырех атомов водорода, находится в полном согласии с давно известным фактом все связи в метане равноценны, а углы между связями составляют 109°28. Это соответствует представлению о том, что атом углерода в молекуле метана находится как бы в центре правильного тетраэдра, а четыре связи с атомами водорода направлены к вершинам. Эта структура изображена на рис. 12. [c.55]

В истории органической химии, при господстве представлений о сложных радикалах (это учение ведет свое начало от Лавуазье и Гей-Люссака), очень был важен момент, когда стало возможным судить о строении самих радикалов. Было ясно, напр., что этил С Н или радикал обыкновенного спирта С-№ОН переходит, не изменяясь, в массу этиловых производных, но его отношение к еще более простым углеродистым соединениям было неясно, не занимало даже умы в 40-х и 50-х годах. Получая водородистый этил С-№Н = С-Н , считали в нем опять тот же этил, как в метане видели водородистый метил СН = С№Н. Получая из него свободный метил С№СН = С Н , считали его производным метилового спирта С№ОН и только изомером водородистого этила. При помощи продуктов металепсии убедились, однако, что здесь не изомерия, а полное тождество, а потому стало ясно, что этил есть метилированный метил С № = СН С№. Тогда стало ясно, что необходимо разбирать самые радикалы, разбивая их до понимания связей отдельных входящих атомов. Отсюда родилось учение о строении (о структуре) углеродистых соединений. [c.601]

Дремучий тропический лес, полный удивительных вещей, куда не отважишься войти , — так охарактеризовал органическую химию 125 лет назад Фридрих Велер. С рассказа о Велере, который впервые синтезировал мочевину и опроверг тем самым виталистическое учение о жизненной силе , и начинается эта книга. Простейшие органические соединения — метан, ряд предельных углеводородов, изомеры, тетраэдрическая структура, кратная связь, октет электронов — так, шаг за шагом, в форме непринужденной беседы автор вводит читателя в суть основных представлений органической химии, на опушку дремучего леса . [c.7]

В гл. 5 было показано, что в теории, основанной на представлении об электронных парах, образующих связь, для объяснения формы молекул, подобных метану, необходимо вводить понятие гибридизации. Волновая функция ВС, отвечающая структуре [c.251]

С точки зрения представлений о структурной перестройке, принятых в этой главе (например, см. рис. 5), конечными членами гомологических рядов углеводородов являются метан (ортосоединение) и элементарный углерод (полностью сшитая структура). При нагревании органических соединений происходит структурная перестройка, включающая полное внутреннее превращение лигандов, низкомолекулярные соединения испаряются и остаются высокомолекулярные угли. В предельных условиях может образоваться смесь метана и углерода. Поскольку связь С — С — С является основой углеводородов, большинство органических соединений так же склонны к обугливанию, как и углеводороды. Очевидно, частичное обугливание органического соединения представляет собой метод полимеризации, так как угли являются высокомолекулярными, сильно сшитыми макромолекулами. [c.76]

Двуокись углерода — наиболее загадочный продукт термической деструкции ОВП. Выход СО2 слишком велик, чтобы можно было объяснить его происхождение только аномалиями в структуре полимеров, а нормальное строение элементарного звена не допускает простых, очевидных способов его образования. Поскольку в химии деструкционных процессов ОВП аргументация схем основана в первую очередь на сопоставлении структуры элементарного звена и продуктов деструкции, а не на кинетических данных, в литературе, касающейся деструкции конкретных ОВП, появилось несколько конкурентноспособных схем, отражающих представления различных авторов. Именно такое положение сложилось для наиболее изученного класса ОВП — ароматических полиимидов. Уже в первых работах [18, 35] было обнаружено, что окислы углерода — главный компонент газов, выделяющихся при деструкции полиимидов. То, что окислы углерода — продукты разрушения связывающих элементов, было доказано тем, что среди летучих продуктов пиролиза (при 700 "С) полиимида на основе пиромеллитового диангидрида с мечеными С карбонильными группами мечеными оказались только окислы углерода [60]. Отсутствие метки в метане доказывает его происхождение из ароматических ядер. [c.165]

Но н высшей степени интересно то обстоятельство, что Дальток выдвинул такие соображения о соединении простых атомов в сложные , которые привели к химической символике структурных формул и предвосхищают многие представления о структуре ряда сложных соединений, появившиеся полвека спустя. Так, например, триоксид серы (/) и метан (2) он изображал формулами, немногим отличающимися от современных структурных формул [c.76]

Номенклатура. Номенклатуре, т. е. способу наименования органических соединений, вследствие их многообразия и сложности, всегда необходимо уделять особое внимание. Название органического соединения должно не только указывать вид и число атомов, входящих в его состав, но и давать представление о структуре молекулы. В научной литературе используются разнообразные способы наименования органических соединений. Для наименования алканов применяются 1) тривиальные или исторические названия 2) старая рациональная номенклатура и 3) новая (систематическая номенклатура). Тривиальные названия получили первые четыре гомолога метан, этан, пропан, бутан. По существу, историческими можно считать и названия остальных алканов нормального строения, хотя они являются производными греческих или латинских числительных (см. табл. 3). Для наименования изоалканов необходимо знать название органических радикалов — алкилов, частиц, условно выделяемых из молекулы углеводорода отнятием одного атома водорода. Общая формула алкилов Их название [c.24]

Хлор легко отщепляется только от атомов водорода. В других соединениях (за исключением СС , СС1Рд) хлор отщепляется труднее. Шварц [22, 23] показал, что при взаимодействии метильных радикалов с метаном отщепление водорода от метана происходит быстрее, чем отщепление хлора от хлористого метила, причем разницу в скоростях нельзя объяснить исходя из представлений о прочности связи. Поэтому не удивительно, что свободнорадикальные реакции замещения в молекулах поливинилхлорида не сопровождаются отщеплением хлора. Кроме того, известно, что окисляющиеся радикалы (способные образовывать стабильные анионы) отщепляют водород от атомов углерода, не связанных с галогенами или другими электроноакцепторными группами. Образование ненасыщенных связей или групп хлористого аллила при дегидрогалогенировании усложняет структуру образующихся продуктов, особенно в тех случаях, когда реагенты (аналогично хлору) способны к реакциям как замещения, так и присоединения. [c.227]