|
|
|
Главная --> Справочник терминов Гибридизованном состоянии Понятие, используемое в органической химии, главным образом для объяснения образования валентных связей атомами углерода. При возбуждении аюма углерода один т двух 2х-электронов переходит па вакантную 2р-орбиталь, и, п зависимости от характера связи, возможно сочетание четырех одноэлектропных орбиталсй (2s1 и 2р') с образованием четырех эквивалентных (гибридизованных) орбиталей sp'-гибридизация; трех гибридизован- Понятие, используемое в органической химии, главным образом для объяснения образования валентных связей атомами углерода. При возбуждении атома углерода один из двух 2з-электронов переходит на вакантную 2р-орбиталь, и, в зависимости от характера связи, возможно сочетание четырех одноэлектронных орбиталей (2s1 и 2р') с образованием четырех эквивалентных (гибридизованных) орбиталей - sp3-гибридизация; трех гибридизован-ных орбиталей (одна из одноэлектронных р-орбиталей в гибридизации не участвует) - зр2-гибридизация; двух гибридизованных орбиталей (две из одноэлектронных р-орбиталей в гибридизации не участвуют) - sp-гибри-дизация. Как и в этиленовых соединениях, электроны, расположенные на негибридизованных орбиталях, находятся на больших, чем в предельных углеводородах, расстояниях от ядер атомов углерода, а электроны, находящиеся на гибридизованных sp-орбиталях, в которых вклад s-состояния значительно выше, чем у 5/?3-гибридизованных орбиталей предельных соединений, находятся ближе к ядрам атомов углерода. Вследствие этого в ацетилене длины связей С—С и С—Н меньше, чем в этане и этилене: Причины повышенной кислотности атомов водорода в ацетилене (по сравнению с алканами) можно объяснить следующим образом. Атомы углерода, связанные тройной связью, находятся в состоянии sp-гибридизации. Электроны на гибридизован-ных sp-орбиталях С—Н-связей, у которых вклад s-состояния значительно больше, чем у 5/?3-гибридизованных орбиталей предельных углеводородов, находятся на расстояниях, более близких к ядрам атома углерода, что равносильно повышению его электроотрицательности. Это приводит к увеличению протонной подвижности атомов водорода. 3. sp-Г ибридизация присуща атому углерода в ацетилене. За счет гибридизованных орбиталей атома углерода возникают две а-связи, направленные друг к другу под углом 180°. Атомные орбитали 2ру и 2рг образуют две л-связи, лежащие в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Предполагается наличие /os-гибридизации у других палочкообразных молекул органических соединений: кумуленов и кетенов. Понятие, используемое в органической химии главным образом для объяснения образования валентных связей атомами углерода. При возбуждении атома углерода один из двух 25-электронов переходит на вакантную 2р-орбиталь, и, в зависимости от характера связи, возможно сочетание четырех однозлектронных орбиталей (2s ! и 2р3) с образованием четырех эквивалентных (гибридизованных) орбиталей - зр^гибридизация; трех гибридизованных орбиталей (одна из одноэлектронных р-орбиталей в гибридизации не участвует) — sp-гибридизадия. Гибридизация орбиталей имеет два важных следствия. Во-первых, углерод может теперь образовать четыре связи, а не две. Во-вторых, строго направленные sp1,-орбитали обеспечивают максимально эффективное перекрывание. Углерод, имеющий по одному электрону на каждой из четырех эквивалентных sp'-гибридизованных орбиталей, обладает более высокой энергией, чем'в спектроскопически основном состоянии. Однако энергия, формально .требуемая для перевода двух электронов с 2s-орбиталя >ia зр5-орбдталн, более чем "компенсируется за счет образования четырех связей вместо двух, причем каждая из связей усилена за счет направленных свойств гибридных- орбиталей. Тетраэдрическая геометрия предсказывается математическим описанием гибридизации. Метан, с четырьмя идентичными лигандами около углерода — идеальный тетраэдр, с углом Н—С—Н, равным 109,5°. участвует) - 8р2-гибридизация; двух гибридизованных орбиталей (две из од- кулярно к плоскости гибридизованных орбиталей. Как и в этиленовых соединениях, электроны, расположенные на иегибридизованных орбиталях, находятся на больших, чем в предельных углеводородах, расстояниях от ядер атомов углерода, а электроны, находящиеся на гибридизоваиных sp-орбиталях, в которых вклад s-состояния значительно выше, чем у 5р3-гибридизованных орбиталей предельных соединений, находятся ближе к ядрам атомов углерода. Вследствие этого в ацетилене длины связей С—С и С—Н меньше, чем в этане и этилене: Для фосфора это объясняется гибридизацией типа spsd, когда спаренный электрон с 3s орбитали, возбуждаясь, переходит на 3d орбиталь, и тогда атом, имея пять гибридизованных орбиталей, способен образовывать связи с пятью одновалентными атомами или группами То же может происходить и у атома серы Для элементов VI группы даже считается возможным наличие додецета (12) электронов во внешней валентной оболочке (вр3с/2-гибридизация, см ниже раздел «Гибридизация орбиталей») В свободных радикалах, подобных карбокатионам, атомы углерода находятся в 5р2-гибридизованном состоянии (л-радикалы) и неспаренпый .электрон располагается на негибридизованной р-орбитали. Для него также характерна делокалкзация за счет соседних я-связей либо неподелснных пар р-электронов (аллильные, бензильныс, алкоксиалкильные радикалы и т.п.). Циклоалкан — это углеводород с циклическим скелетом, содержащий атомы углерода только в 5р3-гибридизованном состоянии. Соединение, в котором один и тот же атом принадлежит двум кольцам, называется спиро-соединением. Конденсированной называется система, в которой общими для обоих колец являются соседние атомы. Если же общие для обоих колец атомы не являются соседними, то такая система будет мостиковой, а рассматриваемые атомы —мастиковыми. Напряжение Байера. Увеличение энергии, вызванное разницей между величиной •внутреннего угла правильного многоугольника и величиной угла, равной 109,5° между связями атома углерода в 8р3-гибридизованном состоянии. Поскольку оно наиболее пви-менимо к трех-, четырех- и пятичленным циклам, его часто называют напряжением «ManoiO угла». Каждый атом углерода находится в 5/>2-гибридизованном состоянии и, значит, имеет р-орбиталь, перпендикулярную плоскости молекулы. Эти шесть jo-орбиталей комбинируются с образованием шести молекулярных орбиталей: Атом углерода находится в зр3-гибридизованном состоянии, поэтому моле- * -Ртах Для атома углерода в 5р2-гибридизованном состоянии имеет значе- Отличительным структурным признаком пептидов является наличие пептидной группировки —CONH—. Поскольку атом углерода этой группировки находится в 5/?2-гибридизованном состоянии, атомы, участвующие в образовании связей, расположены в одной плоскости. Связь С—N имеет длину 0,132 нм и носит заметный характер двоесвязности. Нормальная длина связи С—N равна 0,147 нм. Циклоалканы - углеводороды с циклическим скелетом, содержащие атомы углерода в цикле только в зр3-гибридизованном состоянии. Общая формула гомологического ряда (СН2)„. Углеводороды с циклическим скелетом, содержащие атомы углерода в цикле только в яр3-гибридизованном состоянии, называют циклоалканами. Общая формула гомологического ряда циклоалканов - (СН2) . Бериллий, бор, азот, кислород при образовании химических связей также используют гибридные орбитали, причем неподеленные пары электронов занимают свободные гибридные орбитали Таким образом, если, например, в BF3 атом бора находится в зр2-гибридизованном состоянии, то в BF® — в зр3-гибридизованном, и В® изоэлектронен С, в МН3 и NHf атом азота зр3-гибридизованный, и N® изо- В отличие от соединений трехвалентного фосфора соединения пятивалентного фосфора, содержащие фосфор в 5рМ-гибридизованном состоянии (тригональная бипира-мида), дают устойчивые энантиомеры, например, пентаза-мещенные производные фосфора  Гидролизуются кислотами Гидроокиси щелочного Гармоническом приближении Гидроперекиси полученные Глицерина примечание Гликольных группировок Гликозидный гидроксил Глобулярной структуры Глубокого окисления |
- |
Навигация