אילו יחסים נקראים מכפילים. תכונות של קוולנט אג"ח. מבנה תרכובות יוניות

1.1.אג"ח פשוט (יחיד) סוגי אג"ח בתרכובות ביורגניות.

מולקולות אורגניות נוצרות על ידי קשרים קוולנטיים. קשרים קוולנטיים מתרחשים בין שני גרעינים אטומיים בשל זוג אלקטרונים משותף (חברתי). שיטה זו מתייחסת למנגנון החליפין. נוצרים קשרים לא קוטביים וקוטביים.

הקשרים הלא קוטביים מאופיינים בחלוקה סימטרית של צפיפות האלקטרונים בין שני האטומים שאג"ח זה מתחבר אליהם.

הקוטב הקוטבי מאופיין בחלוקה לא סימטרית (לא אחידה) של צפיפות האלקטרונים, והיא מועברת לאטום אלקטרני יותר.

שורות של electronegativity (מלוקט למטה)

א) אלמנטים: F\u003e O\u003e N\u003e C1\u003e Br\u003e I ~~ S\u003e C\u003e H

ב) אטום פחמן: C (sp)\u003e C (sp 2)\u003e ​​C (sp 3)

קשרים קוולנטיים יכולים להיות משני סוגים: סיגמא (σ) ו- pi (π).

במולקולות אורגניות, אגודות sigma (σ) נוצרות על ידי אלקטרונים הממוקמים על אורביטלים היברידיים (הכלאיים), צפיפות האלקטרונים ממוקמת בין האטומים על הקו הרגיל של הכריכה שלהם.

π- חיבורים (pi - חיבורים) מתעוררים כאשר שני p- אורביטלים שאינם כלאיים חופפים. הצירים העיקריים שלהם מקבילים זה לזה וניצבים לקו σ-link. השילוב של σ ו- π - איגרות חוב נקרא קשר כפול (מרובה), מורכב משני זוגות של אלקטרונים. הקשר המשולש מורכב משלושה זוגות של אלקטרונים - אחד σ - ושני קשרים π (זה נדיר מאוד בתרכובות ביו-אורגניות).

σ חיבורים מעורבים היווצרות שלד של המולקולה, הם העיקריים, ו π   חיבורים יכולים להיחשב נוספים, אבל מתן תכונות כימיות מיוחדות למולקולות.

1.2. הכלאה של פחמן 6 אורביטלים

תצורה אלקטרונית של מצב לא מתוחכם של אטום פחמן

המתבטאת בחלוקת האלקטרון 1s 2 2s 2 2p 2.

עם זאת, בתרכובות ביורגניות, כמו אכן, ברוב החומרים האורגניים, אטום הפחמן יש ערבות של ארבעה.

המעבר של אחד האלקטרונים 2 אל מסלול 2p חינם מתרחשת. מדינות נרגשות של אטום הפחמן מתעוררות, ויוצרות את האפשרות להיווצרות של שלוש מדינות היברידיות, הנקראות כ- s sp 3, С sp 2, С sp.

  למסלול היברידי יש מאפיינים שונים מ "טהור" s, p, d- אורביטלים הוא "תערובת" של שני סוגים או יותר של אורביטלים שאינם הכלאה..

אורביטלים היברידיים אופייניים לאטומים רק במולקולות.

הרעיון של הכלאה הוצג בשנת 1931 על ידי L.Poling, חתן פרס נובל.

שקול את הסדר המרחבי של אורביטלים היברידיים.

עם s p 3 --- - --- ---

במצב נרגש, 4 היברידית היברידית מקבילה נוצרים. הסדר של אג"ח מתאים לכיוון של זוויות מרכזיות של tetrahedron רגילים, את הזווית בין כל שתי אג"ח הוא 109 0 28 ,.

ב alkanes ונגזרותיהם (אלכוהול, הלוגן אלקנים, אמינים) כל האטומים של פחמן, חמצן, חנקן נמצאים באותה היברידית SP 3 המדינה. אטום הפחמן יוצר ארבעה, אטום החנקן הוא שלושה, אטום החמצן הוא שני קוולנטיים σ חיבור. סביב קשרים אלה ניתן סיבוב חופשי של החלקים של המולקולה ביחס זה לזה.

במצב נרגש של sp 2, שלוש אורביטלים היברידית שווה ערך להתעורר, האלקטרונים הממוקמים עליהם טופס שלוש σ - חיבורים, הממוקמים באותו מישור, הזווית בין החיבורים 120 0. לא כלאיים 2p - אורביטלים של שני אטומים שכנים טופס π   חיבור. הוא ממוקם בניצב למטוס שבו יש σ חיבור. האינטראקציה של p-electrons הוא במקרה זה נקרא "חפיפה לרוחב". קשר מרובים אינו מאפשר סביב עצמו סיבוב חופשי של חלקים של המולקולה. המיקום הקבוע של חלקי המולקולה מלווה בהיווצרות של שתי צורות גיאומטריות מישוריות איזומריות, הנקראות: cis (cis) ו- trans (trans) - איזומרים. (cis- lat- בצד אחד, טרנס lat- דרך).

π   חיבור

אטומים המחוברים על ידי קשר כפול נמצאים במצב של הכלאה של sp 2 ו

נוכחים באלקנים, תרכובות ארומטיות, יוצרים קבוצת קרבוניל

\u003e C = O, קבוצת azomethine (קבוצת imino) -CH = N-

עם sp 2 - --- --- ---

הנוסחה המבנית של תרכובת אורגנית מתוארת באמצעות מבנים לואיס (כל זוג אלקטרונים בין אטומים מוחלף על ידי מקף)

C 2 H 6 CH 3 - CH 3 H

1.3. קיטוב קשרים קוולנטיים

הקשר הקוטלי קוולנטי מאופיין בחלוקה לא אחידה של צפיפות האלקטרונים. כדי לציין את הכיוון של העקירה של צפיפות האלקטרונים באמצעות שתי תמונות קונבנציונאלי.

פולאר σ - אג"ח. שינוי צפיפות האלקטרונים מסומן באמצעות חץ לאורך קו התקשורת. סוף החץ מופנה לאטום electronegative יותר. המראה של חיובי חיובי וחיוביים שלילי מסומן על ידי האות "b" "דלתא" עם סימן הטעינה הרצוי.

b + b- b + b + b- b + b-

CH 3 -\u003e O<- Н СН 3 - >   C1 CH 3 -\u003e NH 2

מתנול chloromethane aminomethane (מתילאמין)

פולאר π - חיבור. שינוי צפיפות האלקטרונים מסומן על ידי חץ semicircular (מעוקל) מעל הקשר pi, מכוונת גם את האטום electronegative יותר. ()

b + b- + b-

H 2 C = O CH 3 - C === O

מתאן

CH 3 propanone -2

1. קביעת סוג הכלאה של אטומי פחמן, חמצן, חנקן בתרכובות A, B, B. שם המרכיבים באמצעות הכללים של המינוח IUPAC.

A. CH 3 -CH 2 - CH 2 -OH B. CH 2 = CH - CH 2 - CH = O

B. CH 3 - N H - C 2 H 5

2. הפוך את הסמלים המאפיינים את כיוון הקיטוב של כל האג"ח שצוינו במרכיבים (A - D)

A. CH 3 - Br B. C 2 H 5 - O-H ב C. CH 3 -NH-C 2 H 5

G. C 2 H 5 - CH = O

מערכות מסועפות

מילות מפתח

מספר רב של קישורים , כימי שתי אג"ח מרכזיות, בניגוד לאג"ח פשוטות, נוצרות על ידי זוג אחד של אלקטרונים. על פי מספר זוגות של אלקטרונים המרכיבים את ק ', יש קשרים כפולים, משולשים, וארבעה. בקירוב אורביטלים מולקולריים של שיטותק. לעומת מול. אורביטלים, לשיפון על סימטריה סנט-אתה מחולק s -, p - ו - d- אורביטלים. p-Orbitals הם אנטיסימטריים ביחס למטוס העובר דרך הקשר. ב מולקולות פוליאטומיות   מטוס זה נפוץ למולקולה כולה או למול. שבר, כולל קישור זה. d-ORbitals הם אנטיסימטריים ביחס לשני מטוסים בניצב הדדית עוברים דרך הקשר. עם היווצרות ק. ככלל, אחד (או יותר) של מסלולית מתעוררת לפחות אחד p או d מסלולית היא הכרחית. מסיבה זו, מרכיבי K. s מוגדר על ידי p - או d - אורביטלים, נקרא. Acc. p - או d-connections. אטומים של אלמנטים טרנזיטיביים במולקולות ויונים. המקושרים באמצעות קשרים פשוטים, כפולים ומשולשים. היווצרות של פשוט d-C-C הקשר של מולקולה אתאן הוא מתואם עם חפיפה של שני sp 3-bigth אורביטלים של אטומי פחמן. במולקולת האתילן, בנוסף לקשר ה- s-C, יש אחד, ובמולקולת אצטילן עם קשר משולש, שני אג"ח p:

האג"ח הרביעית (ואגרות החוב של ריבוי גבוה) אופייניות רק למתכות המעבר. d- הפתיחה מובילה להיווצרות של קשרים מרובע של מלחים של אוקטל הלידה דיידרוגנט אניון Re 2 האל 8 2, מוליבדן ו carboxylates טונגסטן M (OOCR) 4, תרכובות intracomplex. כרום ונדיום M 2 A 2, שבו A הוא 2,6-dimethoxyphenyl. אנרגטי תרומות. סוגים אינם שווים. בדרך כלל, האנרגיה p- האג"ח ממוצעת על 80% מאג"ח s, ואת התרומה של d- האג"ח מוערך, למשל, ב מלחים של אניון octachlorodiransnate רק ב 14% מכלל האנרגיה מחייב. ככל ריבוי האג"ח, כך גדל כוחו (אנרגיית הדיסוציאציה), המרחק הקצר של המרחק הבין-אנטומי וקצר יותר כוח הקבוע של הקשר (ראה טבלה).



  שתיים או יותר ק. יכול להיווצר בכימיקל חיבור של מערכת איגרות חוב מצומצמות ומצומדות. במקרה הראשון, שתי איגרות כפולות צמודות לאותו אטום כמו, למשל, באלל H 2 C = C = CH 2; ב השני, כפול או (ו) משולשת אג"ח מופרדים על ידי אחד פשוט, כמו, למשל, ב -13-butadiene H 2 C = CH-CH = CH 2 או acrylonitrile. במערכות מצומדות, ריבוי התקשורת אינו m. המוגדר על ידי מספר שלם. מידה של ריבוי האג"ח (אוכלוסייתה באמצעות אלקטרונים) היא ערך חלקי של סדר האג"ח, שחישובו מתבצע בדרך כלל בשיטות כימיות קוונטיות. מואר:Gillespie R., גיאומטריה של מולקולות, טרנס. עם אנגלית, מ ', 1975; כותנה, פ 'א', וולטון, ר ', מטאל אל מתכת מספר אג"ח, טרנס. מאנגלית, מ., 1985. מינקין.