--> Ýëåêòðîííîå è ïðîñòðàíñòâåííîå ñòðîåíèå óãëåâîäîðîäîâ. Õèìèÿ 9 êëàññ.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 9 êëàññ. Êóçíåöîâà

Ãëàâà 7. Îáùèå ñâåäåíèÿ îá îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèÿõ

 


§ 37. Ýëåêòðîííîå è ïðîñòðàíñòâåííîå ñòðîåíèå óãëåâîäîðîäîâ (îêîí÷àíèå)

    Ëàáîðàòîðíûé îïûò. Èçãîòîâëåíèå ìîäåëåé ìîëåêóë óãëåâîäîðîäîâ. Ñ ïîìîùüþ ïëàñòèëèíà è ñïè÷åê, ïî âîçìîæíîñòè ñîáëþäàÿ íàïðàâëåíèå ñâÿçåé è âàëåíòíûå óãëû, ñîáåðèòå øàðîñòåðæíåâûå ìîäåëè ìîëåêóë ïðîïàíà è áóòàíà. Óáåäèòåñü íà îïûòå, ÷òî àëêàíû èìåþò çèãçàãîîáðàçíîå ñòðîåíèå. Øàðîñòåðæíåâûå ìîäåëè óãëåâîäîðîäîâ ÿâëÿþòñÿ óïðîùåííûìè è íå äàþò ïðåäñòàâëåíèÿ îá îòíîñèòåëüíûõ ðàçìåðàõ àòîìíûõ ÷àñòèö è ìåæúÿäåðíûõ ðàññòîÿíèÿõ.

Ìàñøòàáíûå ìîäåëè ìîëåêóë

Ñóùåñòâóþò åùå ìàñøòàáíûå ìîäåëè óãëåâîäîðîäîâ, â êîòîðûõ àòîìíûå ÷àñòèöû èçîáðàæàþò â âèäå ñïëþùåííûõ øàðîâ â ñîîòâåòñòâèè ñ ìåæúÿäåðíûìè ðàññòîÿíèÿìè (ðèñ. 62).

Íåïðåäåëüíûå óãëåâîäîðîäû.  îòëè÷èå îò ïðåäåëüíûõ (íàñûùåííûõ) óãëåâîäîðîäîâ ñóùåñòâóþò óãëåâîäîðîäû, â ìîëåêóëàõ êîòîðûõ ìåæäó àòîìàìè óãëåðîäà èìåþòñÿ êðàòíûå (äâîéíûå è òðîéíûå) êîâàëåíòíûå ñâÿçè. Ýòî íåïðåäåëüíûå (íåíàñûùåííûå) óãëåâîäîðîäû — àëêåíû è àëêèíû. Ïðîñòåéøèå èõ ïðåäñòàâèòåëè — ýòî ýòèëåí Ñ2Í4 è àöåòèëåí Ñ2Í2.

Îáðàçîâàíèå äâîéíîé ñâÿçè.  ìîëåêóëå ýòèëåíà ÑÍ2ÑÍ2 â ãèáðèäèçàöèè ó êàæäîãî àòîìà óãëåðîäà ó÷àñòâóþò îäíà s- è äâå ð-îðáèòàëè. Ýòî sp2-ãèáðèäèçàöèÿ. Îáðàçóþòñÿ òðè ãèáðèäíûå îðáèòàëè.

Ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ñïîñîáàìè óñòàíîâëåíî, ÷òî ìîëåêóëà ýòèëåíà èìååò ïëîñêîñòíîå ñòðîåíèå. Òðè ãèáðèäíûå îðáèòàëè ëåæàò â îäíîé ïëîñêîñòè è ðàñïîëîæåíû ïîä óãëîì 1 20° (ðèñ. 63). Îíè ó÷àñòâóþò â îáðàçîâàíèè ïðîñòûõ (îäèíàðíûõ) ñâÿçåé — σ- ñâÿçåé.

Îäíà ð-îðáèòàëü ó êàæäîãî àòîìà óãëåðîäà íå ó÷àñòâóåò â ãèáðèäèçàöèè. Íåãèá- ðèäèçîâàííûå ð-îðáèòàëè ðàñïîëàãàþòñÿ ïåðïåíäèêóëÿðíî ïëîñêîñòè σ-ñâÿçåé. Îíè ïåðåêðûâàþòñÿ, îáðàçóÿ êà÷åñòâåííî íîâóþ ñâÿçü — π (ïè)-ñâÿçü (ðèñ. 64).

Ñõåìà îáðàçîâàíèÿ ñâÿçåé â ìîëåêóëå

Ñõåìà ñòðîåíèÿ ìîëåêóëû ýòèëåíà

π-Ñâÿçü — ýòî êîâàëåíòíàÿ ñâÿçü, îáðàçîâàííàÿ çà ñ÷åò íåãèáðèäèçîâàííûõ îðáèòàëåé, ïðè ýòîì ïåðåêðûâàíèå îðáèòàëåé ïðîèñõîäèò ïî îáå ñòîðîíû îò ñâÿçè, ñîåäèíÿþùåé àòîìû, ïðè÷åì ïëîñêîñòü ñèììåòðèè π-ñâÿçè ïåðïåíäèêóëÿðíà ïëîñêîñòè ñèììåòðèè σ-ñâÿçè.

Òàêèì îáðàçîì, â ìîëåêóëå ýòèëåíà ïÿòü σ-ñâÿçåé (÷åòûðå ñâÿçè Ñ—Í è îäíà ñâÿçü Ñ—Ñ) è îäíà π-ñâÿçü (ñâÿçü Ñ—Ñ) (ðèñ. 65).

Äâîéíàÿ ñâÿçü Ñ=Ñ ìåæäó àòîìàìè óãëåðîäà â ìîëåêóëå ýòèëåíà îáðàçîâàíà: σ-ñâÿçüþ è îäíîé π-ñâÿçüþ.

Îáðàçîâàíèå òðîéíîé ñâÿçè. Ðàññìîòðèì ýëåêòðîííîå è ïðîñòðàíñòâåííîå ñòðîåíèå ìîëåêóëû àöåòèëåíà ÍÑ = ÑÍ. Â ìîëåêóëå àöåòèëåíà â ãèáðèäèçàöèþ âñòóïàþò ó êàæäîãî àòîìà óãëåðîäà îäíà s- è îäíà ð-îðáèòàëü — ýòî sp-ãèáðèäèçàöèÿ. Ïðè ýòîì îáðàçóþòñÿ äâå ãèáðèäíûå îðáèòàëè. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå ïîêàçûâàþò, ÷òî ìîëåêóëà àöåòèëåíà ëèíåéíàÿ, ñëåäîâàòåëüíî, äâå ãèáðèäíûå îðáèòàëè ðàñïîëàãàþòñÿ íà îäíîé ëèíèè, ò. å. ïîä óãëîì 180° (ðèñ. 66).

Ñõåìà îáðàçîâàíèÿ σ-ñâÿçåé â ìîëåêóëå àöåòèëåíà

Ñõåìà îáðàçîâàíèÿ π-ñ âÿçåé

Äâå íåãèáðèäèçîâàííûå ð-îðáèòàëè ðàñïîëàãàþòñÿ â äâóõ âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûõ ïëîñêîñòÿõ (ðèñ. 67), îáðàçóÿ äâå π-ñâÿçè.

Ìåæäó àòîìàìè óãëåðîäà â ìîëåêóëå àöåòèëåíà íàõîäèòñÿ òðîéíàÿ ñâÿçü Ñ = Ñ, îäíà σ-ñâÿçü è äâå π-ñâÿçè.

Äâîéíûå è òðîéíûå êîâàëåíòíûå ñâÿçè ïîëó÷èëè íàçâàíèå êðàòíûõ êîâàëåíòíûõ ñâÿçåé.

Èç òàáëèöû 25 âèäíî, ÷òî ýíåðãèÿ π-ñâÿçè ìåíüøå, ÷åì ýíåðãèÿ σ-ñâÿçè. ×åì áîëüøå ýíåðãèÿ ñâÿçè, òåì îíà ïðî÷íåå. Ïîýòîìó ïðè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ â ïåðâóþ î÷åðåäü ðàçðûâàþòñÿ π-ñâÿçè êàê ìåíåå ïðî÷íûå.

Õàðàêòåðèñòèêà óãëåðîä-óãëåðîäíûõ ñâÿçåé

<<< Ê íà÷àëó ïàðàãðàôà

 

 




Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->