Как сделать тройную связь
Добавил пользователь Morpheus Обновлено: 05.10.2024
6.1. Строение тройной связи C≡C
Тройная связь является комбинацией из одной σ- и двух π-связей, образуемых двумя sp-гибридизованными атомами (часть I, раздел 4.3.3).
σ-Связь возникает при осевом перекрывании sp-гибридных орбиталей соседних атомов углерода; одна из π-связей образуется при боковом перекрывании р y -орбиталей, другая – при боковом перекрывании р z -орбиталей. Образование связей на примере молекулы ацетилена H–C≡C–H можно изобразить в виде схемы:
C≡C σ-связь (перекрывание 2sp-2sp);
π-связь (2р y -2р y );
π-связь (2р z -2р z );
С–Н σ-связь (перекрывание 2sp-АО углерода и 1s-АО водорода).
π-Cвязи располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях:
σ-Cвязи, образуемые sp–гибридными орбиталями углерода, располагаются на одной прямой (под углом 180 ° друг к другу). Поэтому молекула ацетилена имеет линейное строение:
Тройная связь — ковалентная связь двух атомов в молекуле посредством трёх общих связывающих электронных пар.
Первая картина наглядного строения тройной связи была дана в теории валентных связей. Тройная связь в рамках теории валентных связей образуется путём перекрытия двух p-атомных орбиталей атомов в двух перпендикулярных плоскостях и одной s-атомной орбитали атома в состоянии sp-гибридизации по оси, соединяющей атомы (рис.1).
Позднее (1958 г.) Л.Полинг предложил другой путь описания тройной связи, включающей комбинацию трёх равноценных изогнутых простых ковалентных связей [1] . Изгиб ковалентной связи имеет место за счёт электростатического отталкивания электронных пар (кулоновской электронной корреляции).
Дальнейшее развитие этих представлений нашло отражение в работах Гиллеспи-Найхолма. Идея учёта отталкивания электронных пар получила заслуженное признание и распространение под названием теории отталкивания электронных пар.
В основу теории положена модель жёстких сфер. Согласно этой модели, длина простой ковалентной связи d равна сумме радиусов двух атомных остовов и диаметра совместно используемой электронной пары (2re):
Для гомоядерной двухатомной молекулы ковалентный радиус атома rков = 1/2d, поэтому справедливо следующее соотношение:
Из этого соотношения можно рассчитать радиусы электронных пар для большинства элементов, используя значения ковалентных радиусов и ионных радиусов по Полингу, которые соответствуют размерам атомных остовов. [2]
Для атома углерода ковалентный радиус равен 0,77 Å, радиус атомного остова — 0,15 Å, радиус связывающей электронной пары — 0,62 Å, длина химической связи углерод-углерод — 1,54 Å. [2]
| Кратность связи | Число связывающих электронных пар | Длина химической связи, Å | Энергия разрыва химической связи, кДж/моль |
|---|---|---|---|
| Одинарная (C-C) | одна | 1,54 | 348 |
| двойная (C=C) | две | 1,34 | 614 |
| тройная (C≡C) | три | 1,20 | 839 |
Соединения с кратными химическими связями легко вступают в реакции присоединения и получили название непредельных соединений.
Таким образом, с удлинением углеродной цепи алкина и перемещением тройной связи вглубь цепи скорость гидрирования С5 - С8 - алкинов в спирто-во-щелочной среде уменьшается. В кислом растворе [ см. табл. 2 ( 6) ] скорость гидрирования образующихся алкенов ( се-изомеров) значительно больше скорости гидрирования исходных алкинов, что, как это известно из [8 - 10], связано с участием водородных ионов в растворе, способствующих ускорению гидрирования двойной связи. [4]
Действие спиртовой щелочи, пемзы, флоридина и других катализаторов приводит к перемещению тройной связи внутрь молекулы и к образованию алленов. Наоборот, под действием металлического натрия или амида натрия изомеризация протекает в обратном направлении с перемещением тройных связей к концу цепи молекул. [5]
В этом случае отщепление галоидоводорода происходит уже в присутствии едкого натра и сопровождается Перемещением тройной связи . [6]
Ацетиленовые углеводороды, как показал А. Е. Фаворский, способны к интересным изомерным превращениям, связанным с перемещением тройной связи . [7]
ТЭС те 4 больше, чем больше разветвлена молекула ( сложная структура); наличие двойной связи в середине молекулы увеличивает чувствительность; 2) чувствительность к ТЭС ацетиленовых соединений уменьшается при перемещении тройной связи к центру молекулы. [9]
Действие спиртовой щелочи, пемзы, флоридина и других катализаторов приводит к перемещению тройной связи внутрь молекулы и к образованию алленов. Наоборот, под действием металлического натрия или амида натрия изомеризация протекает в обратном направлении с перемещением тройных связей к концу цепи молекул. [10]
Наконец, естественно возникает вопрос о сравнительной степени устойчивости форм двузамещешшх ацетиленов, отличающихся друг от друга только положением тройной связи в частицах, которые поэтому можно назвать метамершгап. В зависимости от характера замещающих радикалов здесь также следует ожидать переходов одной формы в другую, результатом чего будет перемещение тройной связи и изменение состава замещающих радикалов. Но рассматривая пока этого вопроса подробно, укажу на пример, который напрашивается на опытную проверку. [11]
Большого внимания заслуживает метод получения гомологов диацетилена изомеризацией в щелочной среде метиленразделенных или сопряженных диацетиленов. В 1887 г. при изучении реакции дегидрохлорирования предельных дихлоридов с целью получения замещенных алкинов Фаворский [168] открыл явление изомеризации а-ацетиленовых углеводородов. Под влиянием спиртовой щелочи при нагревании в молекуле а-ацетиленовых углеводородов происходит перескок ( 5-водородных атомов и перемещение тройной связи из а-положения в jj - положение. [12]
Большого внимания заслуживает метод получения гомологов диацетилена изомеризацией в щелочной среде метиленразде ленных или сопряженных диацетиленов. В 1887 г. при изучении реакции дегидрохлорирования предельных дихлоридов с целью получения замещенных алкинов Фаворский [168] открыл явление изомеризации а-ацетиленовых углеводородов. Под влиянием спиртовой щелочи при нагревании в молекуле а-ацетиленовых углеводородов происходит перескок р - водородных атомов и перемещение тройной связи из а-положения в ( 3-положение. [13]
Гептадиен-1,2, Гептадиен-1,3, Гептадиен-1,4, Гептадиен-1,5, Гептадиен-1,6, Гептадиен-2,3, Гептадиен-2,4, Гептадиен-2,5, 3-метилгексин-1, Гептин-1, Гептин-2, Гептин-3, Циклогептен, Винилциклопентан, Метилциклогексан, 3,3-диметилпентин-1, 3,4-диметилпентин-1, бицикло [2.2.1]гептан, бицикло [4.1.0]гептан
Хватит?
нарисуйте цепочку из семи атомов углерода, поставьте между первым и вторым атомом тройную связь. Это один изомер. Передвиньте тройную связь вперед (между вторым и третим) это второй изомер, потом передвиньте еще на один атом углерода. Вот вам три изомера.
Теперь опять нарисуйте 7 атомов углерода в цепочку. Между 1 и 2 и между 2 и третим поставьте двойные связи. Потом переставляйте связи по разным местам, получится еще 10 изомеров
А лучше повторить систематическую номенклатуру углеводородов - подобных вопросов не будет
Viktor Rudjak Искусственный Интеллект (190866) Это вы ему или мне предлагаете?
Читайте также: