Терней - Органическая химия I (1125892), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Ниже зто показано в более общепринятых обозначениях: НЕ:НО Нг. 112 з й Взаимодействие различных электронных конфигураций изооражается стрелкой с двумя остриями Если терминология, которой мы пользовались при рассмотрении связи в рамках метода валентных схем, показалась вам знакомой. то так и должно быть! Дело в том, что описание связей в органических соединениях в рамках теории резонанса основано на качественном рассмотрении ковалентпых связей с помощью метода валентных схем. Каковы основные различия между методом молекулярных орбипшлей и методом валентных схем? Метод молекулярных орбиталей начинается с комбинации атомных орбиталей и образования молекулярных орбиталей. Эатем на эти молекулярные орбитали помещаются электроны (по возможности со спаренными спинами). 11оскольку связывающие молекулярные о битали охватывают оба связанных атома, такая молекулярная орбиталь обобществляет два электрона между двумя атомами.
В методе валентпых схем каждый электрон, участвующий в образовании связи, обобществляется между двумя связанными атомами благодаря смешиванию электронных конфигураций (резонанс!) Какой из этих методов лучше? Оба метода полезны и в известной степени дополняют друг друга. Однако в настоящее время химики-органики все больше предпочитают пользоваться методом молекулярных орбпталей. О на из причин этого заключается в том, что метод молекулярных орбиталей легче использовать для расчета энергии системы. Тем пс менее понятие р, панса еще широко используется для объяснения многих химических реакций. 2.12.
ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЮТ СОБОЙ НЕКОТОРЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ? Большинство органических соединений состоит из различных группировон атомов, связанных с помощью ковалсптных связей с остовом из атомов углерод« (называемым «углеродным скелетом»). Эти группировки являются «функциональными группами», и онп участвуют в большинстве химических реакций о ганических соединений. Ряд функциональных групп представлен в та л. 2-6.
Для некоторых из них указана гибридизация наиболее важных атомов, Вы можете убедиться в правильности структур, используя материал этой,', Таблица Я-б Наиболее распространенные функциональные группы органических соединений Структура а Группа — Вг: Бром — С) в Хлор — Π— Н вЂ” Π— О— Н вЂ” )в): ( — )в)Н ) Н Анино — Π— СН Метоксн Г - ~ С(о)~ С=о ар ( Карбонильная в Имино Винпльная Аллильная Этинильная (алкин) Дейтеро Окси (спирты, фенолы) Эфирная Пероксидвгая Меркапто (тнольнал) от связки к малым молжкилам 67 С=)в) Н Н ,Г С=С ( ( — СН=СН ) Н Н Н Н ЙС=С вЂ” С Н ! Н б8 ГЛАВА 2 Продолзгение табл. 3-6 Структура а Группа Н Н Р' '~~ — С вЂ” Н г — С,н„— Р),.—,ц с=с ар 2 Фенильная — р(= х— — й=О ( — НО) Аао Нитр оно О» Х= р!— :О: -О Ааокси б 'Ог ( — г!О,) .
О''О .О: Нитро :0: )! с ( — сно) Н Формильная ' (альдегнд) :О: с ( — со,н; — с(о)он) )! г' Π— Н р» Карбоксильная (кислота) — Сщн: ( — СМ) :0; !! С Н ! — С(0)МН вЂ” ! ""'м'~ ! Циан (ннтрил) Карбоксамндная (амнд) :0; )! С ! — СОзВ' С(0)ОВ! ,г' ~... 0 — В Алкоксикарбоннльная (сложный офир) а При обычном написании структур органических соединений несвязывающие злектронныв пары, показанные а некоторых случаях, не рисуют. Часто использующиеся сокращенные формулы и обозначения отдельных функциональных групп призедены в скобках.
Названия. приведенные после названия функциональных групп, укааыаают класс соединений, к которому относится данная группа. Правильнее «оксидодиааендиил»; тем не менее »азокси» встречается чаще. Иногда, что менее правильно, называют карбоксальдегндом. От сВязей к мАлым мОлекулАм 69 главы.
[1азвания функциональных групп приведены, и вы должны их хоровое запомнить. Так же, как при изучении большинства иностранных языков, мы начинаем с простого запоминания некоторых слов — названий этих функциональных групп, которые являются основной частью словаря органической химии. Ниже изображены структуры различных малых молекул и приведены сведения об их применении. Постройте молекулярные модели этих соединений и попытайтесь определить их гибридизацию, геометрию и другие свои ства. Н "О 1 1;"~1 1 Н вЂ” С вЂ” С' С вЂ” С вЂ” Н ! 1 ! н н н н ННО н — с — с ' н ! 1 1 1 н н н 1 'о: н — с — с н 1 .о' — 'н диэтиловый эфир (растворитель, анестезирующее средство) уксусная кислота (пищевой продукт) этиловый спирт (растворптель, используется в медицине) 11 1 и — с — я — н 1 1 н и ацетон (растворител ь) метплампп (дубильное вещество) :С1: 1 :à — С вЂ” Г: 1 :С1: Н Н Н ! ! ..
! Н вЂ” С вЂ” С вЂ” 0 С вЂ” Н 1 1 '* С нн*11н ° 0 ° н н С=С С1 дихлордифторметан (фреон-12, хладоагент) атил ацетат (средство для ".„. удаления лака с ногтей) 1Б. Определите функциональные группы сн 1 а) Н вЂ” С вЂ” ОН 1 СО Н циангидрин ацетона молочная кислота н н С=С б) Н вЂ” С С вЂ” СН= СН, С вЂ” С и 11 О 11 д) Снз — — Сн~снз метил этилкетон стирол впнилхлорид (исходный материал для получения полихлорвинила; предполагают, что оп ка~цероге~еп) :о' н11н 1.С 1 Н вЂ” С- С вЂ” Н 1 1 н н н,н С=С С С вЂ” 'О "~н С вЂ” С' н~ .н фенол (дезинфициругощее средство) в следующих веществах: сн 1 г) НС вЂ” С вЂ” СХ ОН 70 РЛАВА 2 Н Вг с — с ,Ф в) Вг — С С вЂ” 11Н, ,Г С=С Н Вг 2,4,6-триброманилин е) С«П» — Х = Х вЂ” С,Н„ азобензол ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ Валентные электроны. Внешние электроны атома.
Электроны, участвующие в химических реакциях элементов. Остальные электроны рассматриваются как часть остова. Валентный угол. Обычно межатомный угол во фрагменте Х вЂ” У вЂ” Х. межагпомиый У Вандерваальсов радиус. Мера того, насколько два несвязанных между собой атома могут быть сближены друг с другом. Водородная связь. Слабое взаимодействие (около 5 ккал/моль), приводящее к притяжению водородного атома, ковалентно связанного с электроотрицательным элементом, и другого электроотрицательного атома. Наиболее часто встреча1овшмися элоктроотрицательными элементами являются азот, кислород и фтор. Водородная связь между двумя фрагментами одной молекулы называется внутрилюлекуляриой водородной связью.
Водородная связь между двумя разными молекулами называется межмолекулярной водородной связью. Гетеролиз. Любой процесс, в результате которого расщепляется ковалентная связь и один из атомов, участвующих в ее образовании, сохраняет оба электрона. Также называется гетеролитическим расщеплением. Типичным примером служит ионизация кислоты Н вЂ” А -+ Н®+:АО энергия С1 — — + 2С1.
Гомологический ряд. Ряд соединений, в котором каждое последующее соединение отличается от предыдущего на одну повторяющуюся единицу, чаще всего метиленовую группу: СНз — Н СН»СН» — Н СН»СН»СНз Н СНзСНзСН»СНз — Н гомологический ряд Делокализованная связь. Ковалентная связь, в которой молекулярная орбиталь охватывает более двух атомов. Почти всегда это я-связи. Длина связи. Среднее расстояние между двумя ковалентно связанными ядрами. Точная величина расстояния между двумя ядрами варьирует в относительно узкой области. Также называется межатомным расстоянием. Диполь-дипольное взаимодействие. Взаимодействие между противоположно заряженными концами двух полярных связей или двух полярных молекул.
Диспереионные силы Лондона. Притягивающее взаимодействие, вызываемое искажением атомных электронных облаков с последующим электростатическим притяжением, Гибридная орбиталь. Атомная орбиталь, имеющая характеристики, отличные от характеристик з-, р-, й- или ~-орбиталей. Все гибридные орбитали могут рассматриваться как «смеси» двух или более типов простых негибридизованных орбиталей в различных соотношениях. Наиболее распространенным типом гибридных орбиталей служат гр-, зрз- и грз-орбитали.
Гибридные орбитали свойственны только атомам в молекулах, а не отдельным атомам, Гомолиз. Любой процесс, в результате которого расщепляется ковалентная связь и каждый из атомов, участвующих в ее образовании, сохраняет один электрон. Также называется гомолитическим расщеплением. Типичным примером служит гомолиз молекулы хлора: от связвй к мАлым молвкхллм 71 Несмотря па то что отдельные взаимодействия достаточно слабы, общий эффект этих сил может быть довольно сильным.
Наличием этих сил можно объяснить, например, почему метан — газ, а гексан (СзН14) — жидкость. Иоп-дипольное взаимодействие. Взаимодействие между ионом и противоположно заряженным концом полярной связи пли полярной молекулы. Ионная связь. Связь между противоположно заряженными ионами. По своей природе рассматривается как электростатическая. Каноническая (резонансная, мезомерная, валентная) структура. Одна из нескольких возможных молекулярных структур, различающихся только распределением электронов. Полная совокупность таких структур характеризует резонансный гибрид.
Каждая из двух приведенных ниже структур является канонической структурой аллильного радикала. Н Н Г ° С вЂ” С Н Г ~ъ ( Н С Н Н Н С=С Н< — — ~ ,~ ' г' Ц С Н Кислота Льюиса. Любое соединение, которое обладает вакантной орбиталью и может принять на нее электронную пару.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
