АЛКАНЫ И ЦИКЛОАЛКАНЫ

Первую, более прочную ковалентную связь между атомами углерода называют σ-связью; вторую, менее прочную ковалентную связь называют -связью. Связи между атомами углерода в молекуле бензола совершенно одинаковые. Атом с большей электроотрицательностью сильнее притягивает к себе пару электронов связи, и его истинный заряд становится отрицательным. Здесь и далее в таблицах физических свойств веществ d420 – плотность.

Направленность связи обусловлена молекулярным строением вещества и геометрической формы их молекулы. Количество связей, образуемых атомом, ограничено числом его внешних атомных орбиталей. Полярность связи обусловлена неравномерным распределением электронной плотности вследствие различий в электроотрицательностях атомов.

Полярность и поляризуемость ковалентных связей определяет реакционную способность молекул по отношению к полярным реагентам. Молекулярный ион водорода H2+ содержит два протона и один электрон. Ковалентная связь образуется парой электронов, поделённой между двумя атомами, причём эти электроны должны занимать две устойчивые орбитали, по одной от каждого атома. В результате обобществления электроны образуют заполненный энергетический уровень.

Атомы и свободные радикалы склонны к рекомбинации — образованию ковалентной связи путём обобществления двух неспаренных электронов, принадлежащих разным частицам. Образование связи при рекомбинации сопровождается выделением энергии.

Механизм реакции бромирования алканов

Этот эффект используют в технике при атомно-водородной сварке. Атомы затем вновь соединяются на металлической поверхности, помещаемой на небольшое расстояние от дуги. Металл может быть таким путём нагрет выше 3500°C.

Лишь в 1930 г. Ф. Лондон ввёл понятие дисперсионное притяжение — взаимодействие между мгновенным и наведённым (индуцированными) диполями. Энергия такого взаимодействия прямо пропорциональна квадрату электронной поляризуемости α и обратно пропорциональна расстоянию между двумя атомами или молекулами в шестой степени.

Протон атакует неподелённую электронную пару молекулы воды и образует устойчивый катион, существующий в водных растворах кислот. При образовании простой ковалентной связи формальные заряды атомов остаются неизменными.

В образовавшейся молекуле формальный заряд донора увеличивается на единицу, а формальный заряд акцептора уменьшается на единицу. При образовании -связи осуществляется так называемое боковое перекрывание электронных облаков, и плотность электронного облака максимальна «над» и «под» плоскостью σ-связи. В молекуле этилена С2Н4 имеется двойная связь СН2=СН2, его электронная формула: Н:С::С:Н. Ядра всех атомов этилена расположены в одной плоскости.

Две -связи расположены над сферой действия σ-связи в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Все шесть атомов углерода циклической молекулы бензола С6H6 лежат в одной плоскости. Облака четвёртых валентных электронов атомов углерода, имеющих форму восьмерок, расположены перпендикулярно к плоскости молекулы бензола.

В обычных условиях алканы мало реакционноспособны, откуда возникло их название «парафины» – от лат. parrumaffinis – малоактивный. Как видно, на внешней оболочке имеются два неспаренных электрона, следовательно углерод должен быть двухвалентен. Однако в подавляющем большинстве случаев углерод в органических соединениях четырехвалентен. В результате имеется уже не два, а четыре неспаренных электрона. Оказывается при «смешении» четырех орбиталей возбужденного атома углерода (одной 2s- и трех 2p- орбиталей) образуются четыре равноценные sp3- гибридные орбитали.

Следует отметить, что в молекуле этана (CH3–CH3) одна из семи s- связей (С–С) образуется в результате перекрывания двух sp3- гибридных орбиталей атомов углерода. На осуществление этих связей атомы углерода затрачивают по три электрона. 2. Обобществление неспаренных электронов (как в случае простой ковалентной связи).

Популярное: