Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
2.1.1. Типы химических связейНаиболее характерной для органических соединений является неполярная или малополярная ковалентная связь. Она является результатом перекрывания двух АО и взаимодействия обобщенного двухэлектронного облака с ядрами двух атомов (рис. 2), в результате чего внутренняя энергия системы уменьшается примерно на 200 — 450 кДж/моль. В органических соединениях атом углерода имеет электронную конфигурацию Атом углерода, связанный двойной связью, например, в алкенах или карбонильных соединениях, пребывает в состоянии Атому углерода в ацетилене и других соединениях с тройными связями присуща sp-гибридизация:
Рис. 2. Образование молекулярных орбитален за счет перекрывания атомных.
Рис. 3. Выравнивание молекулярных орбмталей в молекуле этилена при связывании чтения углерода с другими атомами за счет одного
Рис. 4. Связи в молекулах метана (а), этана (б), этилена (в) и ацетилена (г). образуют Понятие гибридизации АО было введено Л. Полингом и Дж. Слейтером. Это было обусловлено необходимостью объяснения в рамках метода ВС таких явлений, как локализованный характер связей и их направленность в пространстве, в частности, эквивалентность связей Состояние гибридизации (или валентное состояние) отражает объективное явление перераспределения электронной плотности при переходе от изолированного к связанному атому углерода.
Гибридизация АО характерна не только для углерода. Так, sp гибридизация проявляется в ионах Понятие «ковалентность» отражает двухэлектронный характер связей. Чаще всего связывающая пара образуется за счет электронов, поставляемых двумя атомами. Если связываются одинаковые атомы,
Рис. 5. Модификации
Рис. 6. Дативное взаимодействие: а — общая схема; б, в — в соединениях кремния с кислородом и азотом. то ковалентная связь неполярна В химической литературе в термин «ковалентная связь» обычно вкладывают более узкий смысл, подразумевая неполярную или малополярную связь Разновидностью ковалептной связи является донорно-акцепторная связь, при образовании которой один из партнеров предоставляет пару электронов на вакантную орбитлль другого (изображается стрелкой, показывающей направление смещения пары электронов):
Иногда выделяют семиполярную связь, образующуюся по механизму донорно-акцепторного взаимодействия с участием валентной орбитали отдельного атома:
Несмотря на высокую степень поляризации, семиполярные связи в отличие от ионных не способны диссоциировать и занимают промежуточное положение между ионной и ковалентной связями.
Рис. 7. Примеры проявления различной ко валентности атомами углерода, азота и кислорода.
Рис. 8. Электронное строение атомов фосфора (а) и серы (б). По механизму донорно-акцепторного взаимодействия образуется так называемая дативная связь (рис. 6). Суть ее заключается в том, что элемент (акцептор А), принявший пару электронов на вакантную орбиталь, в то же время отдает свою свободную пару электронов на вакантную (в том числе разрыхляющую, см. п. 2.1.2) орбиталь партнера (донора D). Как видно, дативное взаимодействие сопряжено с донорно-акцепторным, в более общем случае — с образованием ковалентной связи. Главное их отличие в том, что донорно-акцепторное взаимодействие приводит к образованию Итак, в органических соединениях связь между атомами, как правило, осуществляется парами электронов. Число химических связей (электронных пар), которыми данный атом соединен с другими атомами, называется его валентностью. Близким к понятию «валентность», но более общим по смыслу является понятие «ковалентность». Ковалентностыо называется общее число валентных орбиталей элемента, принимающих участие в образовании связей. Как видно, понятие «ковалентность», в отличие от валентности, акцентирует внимание на количестве и природе орбиталей, а не на числе пар электронов, образующих связи. Понятие «ковалентность» в ряде случаев оказывается более полезным, в частности при рассмотрении элементоорганических и координационных соединений. Максимальная ковалентность элементов второго периода (в том числе У элементов третьего периода, способных вовлекать в образование связей одну то, что их валентные электроны находятся не во втором
Рис. 9. Зависимость эффективности перекрывания атомных орбиталей от их природы; а, б - неэффективно; в - умеренно эффективно; г - эффективно Переходу электронов с Водородную связь можно рассматривать как водородный мостик между двумя электроотрицательными атомами
Энергия водородных связей невелика Водородные связи подразделяются на межмолекулярные и внутримолекулярные. Наряду с двухэлектронными связями известны случаи образования связи одним электроном (например, в катионе
В случае трехцентровых орбиталей одновалентные атомы Известны также многоцентровые орбита ли. Связи характеризуются длиной, энергией, пространственной направленностью, поляризуемостью и полярностью. Длина ковалентных связей составляет Ионные силы характеризуются радиусом действия Энергия ординарной связи Существуем взаимосвязь между длиной связи и энергией: чем короче связь, тем больше ее энергия. Под полярностью связи подразумевают разделение положительного и отрицательного зарядов вследствие смещения электронной плотности к более электроотрицательному атому. Полярные связи обусловливают полярность молекулы в целом, если центры положительных и отрицательных зарядов не совпадают. Поляризуемость связи или молекулы — это способность к поляризации под влиянием внешнего электрического поля (облучения, растворителя, химического реагента и т. д.).
|
1 |
Оглавление
|