-->
|
|
|
Ãëàâà 5. Óãëåâîäîðîäû Ïðåäåëüíûå óãëåâîäîðîäû. Àëêàíû. Ãîìîëîãè÷åñêèé ðÿä àëêàíîâÝëåêòðîííîå è ïðîñòðàíñòâåííîå ñòðîåíèå àëêàíîâÂû óæå çíàåòå, ÷òî âñå àòîìû óãëåðîäà ïðè îáðàçîâàíèè êîâàëåíòíûõ ñâÿçåé íàõîäÿòñÿ â ñîñòîÿíèè sð3-ãèáðèäèçàöèè è ñîåäèíåíû ìåæäó ñîáîé σ-ñâÿçÿìè. Ìîëåêóëû ìåòàíà â ïðîñòðàíñòâå èìåþò òåòðàýäðè÷åñêîå ñòðîåíèå. Ýòî èäåàëüíûé òåòðàýäð ñ âàëåíòíûì óãëîì Í—Ñ—Í, ðàâíûì 109° 28' (ñì. ðèñ. 6). Ðàññìîòðèòå ìîäåëè ïðîñòðàíñòâåííîãî ñòðîåíèÿ ìîëåêóë ìåòàíà (ðèñ. 18) è ýòàíà (ðèñ. 19).
Íà÷èíàÿ ñ ïðîïàíà, àòîìû óãëåðîäà ðàñïîëîæåíû â ïðîñòðàíñòâå íå ïî ïðÿìîé ëèíèè, à çèãçàãîîáðàçíî (ðèñ. 20). Âàëåíòíûå óãëû â ìîëåêóëàõ ãîìîëîãîâ ìåòàíà îòëè÷àþòñÿ îò èäåàëüíûõ çíà÷åíèé, íàïðèìåð, â ïðîïàíå óãîë Ñ—Ñ—Ñ ðàâåí 112,5°, à âàëåíòíûå óãëû Í—Ñ—Í ìîãóò èìåòü çíà÷åíèÿ îò 104° äî 106°. Óáåäèìñÿ íà ïðàêòèêå â òîì, ÷òî ìîëåêóëû óãëåâîäîðîäîâ èìåþò çèãçàãîîáðàçíîå ñòðîåíèå. Äëÿ ýòîãî ïîñòðîèì øàðîñòåðæíåâûå ìîäåëè íåêîòîðûõ àëêàíîâ, ïîìíÿ î òîì, ÷òî àòîì óãëåðîäà â ïðåäåëüíûõ óãëåâîäîðîäàõ íàõîäèòñÿ â ñîñòîÿíèè sð3-ãèáðèäèçàöèè, ò. å. ìîëåêóëà ìåòàíà èìååò òåòðàýäðè÷åñêîå ñòðîåíèå.
1. Èñïîëüçóÿ êîìïëåêò äëÿ ñîñòàâëåíèÿ øàðîñòåðæíåâûõ ìîäåëåé èëè ïëàñòèëèí äâóõ öâåòîâ è ñïè÷êè, ñîáåðèòå øàðîñòåðæíåâóþ ìîäåëü ìîëåêóëû ìåòàíà (ñì. ðèñ. 18). Äëÿ èçîáðàæåíèÿ àòîìîâ óãëåðîäà èñïîëüçóéòå øàðèêè ÷åðíîãî öâåòà, à äëÿ èçîáðàæåíèÿ àòîìîâ âîäîðîäà — øàðèêè áåëîãî öâåòà. Åñëè äëÿ ñîñòàâëåíèÿ ìîäåëåé âû áóäåòå ïðèìåíÿòü ïëàñòèëèí, òî èçãîòîâüòå øàðèêè äâóõ öâåòîâ (àòîìû óãëåðîäà è âîäîðîäà) è ñêðåïèòå èõ ìåæäó ñîáîé ïðè ïîìîùè ñïè÷åê (ïîìíèòå, ÷òî àòîìíûé ðàäèóñ óãëåðîäà áîëüøå àòîìíîãî ðàäèóñà âîäîðîäà). 2. Ñîáåðèòå øàðîñòåðæíåâóþ ìîäåëü ìîëåêóëû ýòàíà (ñì. ðèñ. 19). Äëÿ ýòîãî â ìîäåëè ìåòàíà çàìåíèòå îäèí àòîì âîäîðîäà íà ãðóïïó àòîìîâ —ÑÍ3. 3. Ñàìîñòîÿòåëüíî ñîáåðèòå øàðîñòåðæíåâûå ìîäåëè ìîëåêóë áóòàíà è ïåíòàíà. Óáåäèòåñü, ÷òî àòîìû â ìîëåêóëàõ ìîãóò ñâîáîäíî âðàùàòüñÿ âäîëü õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé. Ìåòèëüíûå (ÑÍ3—) è ìåòèëåíîâûå (—ÑÍ2—) ãðóïïû â óãëåâîäîðîäàõ ìîãóò ñâîáîäíî âðàùàòüñÿ âîêðóã σ-ñâÿçåé, êàê âîêðóã îñåé, âñëåäñòâèå ÷åãî ãðóïïû àòîìîâ â ìîëåêóëå ïðèíèìàþò ðàçëè÷íîå ïðîñòðàíñòâåííîå ïîëîæåíèå. Îäíîé èç ïðè÷èí âîçíèêíîâåíèÿ êîíôîðìàöèé ÿâëÿåòñÿ âíóòðåííåå âðàùåíèå ìîëåêóë âîêðóã îäèíàðíûõ ñâÿçåé, à âîçíèêàþùèå ïðè ýòîì ðàçëè÷íûå ãåîìåòðè÷åñêèå ôîðìû óãëåâîäîðîäîâ — êîíôîðìåðîâ, èëè êîíôîðìàöèîííûõ èçîìåðîâ (ðèñ. 21).
|
|
|