Терней - Органическая химия I (1125892), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Типичными кислотами Льюиса являются Н «Э В1",, Л1С1 . Ковалейтная связь. Связь между двумя ядрами за счет обобщенной электронной пары между ними. Она может рассматриваться как результат электростатического притяжения двух атомов к этой электронной паре. Обычно ковалентные связи бывают как ~т-, так и я-типа. Кратная связь. Притяжение атомов, являющееся результатом обобществления более чем одной пары электронов между двумя ядрами. При обобществлении двух пар (одной о и одной л) образуется двойная связь. В том случае, если обобщены три пары электронов (одпа о и две л), образуется тройная связь.
Круговая (цилиндрическая, осевая бесконечного порядка) симметрия. Объект имеет круговую с«пиметр««1о, если оп, будучи повернут вокруг своей оси па любой угол, будет неотличим от сам««го себп в начальном положении. Ось, вокруг которой можно таким образом повернуть объект, называется осью симлсел«рии. Каждый ич объектов, изображенных ниже, обладает круговой симметриеп; осп симметрии указаны. р-орбил«аль цилиндр кееля Молекулярная орбпталь. Орбиталь, образовавшаяся в результате перекрывания (взаимодействия) двух или более атомных орбиталей.
Молекулярные орбитали могут быть трех типов: связывающие, несвязывающие и разрыхляющие. Молекулярная орби- таль, энергия которой выше энергии предшествующей атомной орбитали, называется раерыхля>ощей. Молекулярная орбиталь с энергией, равной энергии предшествующей атомной орбиталп, является иесеяеивающей. Молекулы имеют одинаковое число молекулярных орбиталей. Молекулярный дипольный момент. Сумма векторов дипольных моментов всех связей и групп молекулы.
Момент связи. Мера полярности связи. Равен величине частичного заряда в связи, умноженной па разделяющее расстояние. Неподеленная пара электронов. Пара валентных электронов, которая не участвует в образовании связи между двумя атомами. В формальдегиде две пары электронов кислорода, которые не участвуют в образовании связи с углеродом, являются неподеленными 72 гллвА а (несвязывающими). непооеленные С=О элеипронные Н '~ Г пары Основание Льюиса. Любое соединение, способное передавать электронную пару на вакантную орбиталь кислоты Льюиса.
Типичными основаниями Льюиса служат С18, ХН», Н О и ОНО. Остов. Ядро атома со всеми электронами, кроме валентных. Парамагнетизм. Способность соединения втягиваться в магнитное поле. Обычно указывает на наличие одного или более неспаренных электронов.
Полярная ковалентная связь. Ковалентная связь, в которой усредненное положение электронной пары находится ближе к одному пз ядер. К этому тпиу принадлежит большинство ковалентных связей. Простая (одинарная) связь. Связь, возникающая в результате обобществления одной пары электронов между атомами. Простые связи являются обычно о-связямп. Разрыхляющая орбиталь. Молекулярная орбиталь, энергия которой выше, чем энергия атомных орбиталей, из которых она образована. Резонанс. Изображение реальной молекулы с помощшо гипотетических «канонических структур».
Этот способ применяют в тех случаях, когда для адекватного описания данного соединения не может быть использовано единственное электронное распределение. Резонансный гибрид. Расположение атомов и распределение электронов, отвечающие «реальной молекуле». Расположение атомов одинаково во всех канонических структурах и совпадает с расположением атомов в реальной молекуле. Однако распределение электронов в канонических структурах и в резонансном гибриде различно.
Семиполярная связь. Взаимодействие между атомами, включающее как ковалентную связь, так и притяжение между противоположными зарядами. Можно представить, что она образована за счет того, что электронная пара (от незаряженного донора) переходит на вакантную орбиталь (незаряженного) акцептора. Связь.
Любое взаимодействие между двумя или более частицами. Образование связи является экзотермическим процессом (процессом, проходящим с выделением тепла). а-Связь. Ковалентная связь, обладающая круговой симметрией. я-Связь. Ковалентная связь, образованная перекрыванием двух р-орбнталей, главные оси которых параллельны. Состоит из верхней и нижней долей, каждая из которых имеет форму «сосиски». Связывающая орбиталь. Молекулярная орбиталь, энергия которой ниже, чем энергия предшествующих ей атомных орбиталей.
Структура Льюиса. Изображение молекулы (пли иона), при котором наибольшее возможное число атомов (за исключением водорода) получает восемь внешних электронов (октет). Структура Льюиса является прекрасным способом изображения распределенпя электронов в молекулах, не считая метода резонанса. Некоторые пз структур Лшопса показаны ниже: Н СН,О С=О. Н Тсория отталкивания электронных пар валентных оболочек. Теория, согласно которой геометрия молекулы контролируется отталкиванием пар внешних электронов, принадлежащих общему атому. Предполагается, что молекула будет принимать ту геометрию, в которой отталкивание электронных пар будет минимальным.
Из этого следует, что две, три и четыре электронные пары будут удалены на 180, 120 и 109,5' соответственно. При этом из-за вариаций в типах электронных пар могут возникать отклонения от идеальной геометрии. Какая связь существует между теорией отталкивания электронных пар валентных оболочек и гибридизацией7 Первая позволяет нам изучать структуру и, пытаясь уменьшить отталкивание между электронными парами, предлагать для пих оптимальную геометрию. После этого можно уже правильно представить гибридизацию центрального атома, что и определит необходимую геометрию молекулы в целом.
Функциональная группа. Группа атомов, имеющая какой-то «срок жизни» вне углеродного скелета. Функциональные группы обусловливают особенности химического поведения различных органических соединений. Как правило, функциональные группы от связей и мАлым молекул"лАм 73' связаны с углеродным скелетом. Ниже дан пример молекулы, содержащей две функцио- нальные группы — хлор и нитрогруппу: Н Н Е1 ! ! ! С1 — С вЂ” С вЂ” С вЂ” ХОз ! ! ! Н Н Н Энергия диссоциации связи. Количество энергии„необходимой для гомолитического расщепления отдельной связи. Энергия связи. Средняя величина энергии, требуемой для гомолитического расщепления определенного типа связи.
ЗАДАЧИ 16. Зашипите приведенные ниже формулы в виде структур Льюиса, обозначив, где это необходимо, неподеленные пары электронов. Ни один атом не должен иметь формального заряда. Ковалентпые связи уже нарисованы. О !! д) С1 — С вЂ” С1 Н О Н !! ! е) Н вЂ” С вЂ” Π— С вЂ” Π— С вЂ” Н ! ! Н Н Е1 ! б) Н вЂ” С вЂ” Я вЂ” С1 ! Н 8 Н. !!,Н ж),11 — С вЂ” М; Н' ~Н в) С1 — С= — Х г) Н вЂ” М=М вЂ” Н 17. Нарисуйте для приведенных ниже соединений структуры Льюиса, помня, что, за исключением водорода, все атомы должны иметь внешний октет электронов. Какие из этих структур содержат семиполярную связь? Какие из этих структур содержат ионную связь? а) СНз011 (метанол, древесный спирт) б) СЕ1зСНЙОН (этанол, винный спирт) в) СНзМОз (нитрометан) г) НСООН (муравьиная кислота) д) РС13 е) (СНз)зРО ж) СаСО, з) НзС20 (кетен) 18, Отметьте, какие пз связей в структурах, приведенных ниже, относятся к а- или л-тпиу, а также укажите орбптали, участвующие в пх образовании.
В качестве иллюстрации это сделано для первого соединения. г) О:О С=О О:О "/ Н ! а) 11 — С вЂ” Вг ! Н Н 'О~11 а) С1 С=-О С1 фосген Н Н з) Е1 — С вЂ” М вЂ” М' 'Н Н Н 74 глАвА з .н Ь) с=я~ н зз) '5=С=5' 19. Нарисуйте трехмерное изображение для казкдого из следующих соединений и определите, какие из них будут иметь суммарный молекулярный дипольный момент и куда он направлен. а) СНС1з ж) СНз=СНС1 б) СНзС1з з) НС=С вЂ” С вЂ” СН в) СНзС1Вг и) ВгСХ г) СРС1, к) ВгСН=СНВг (два ответа) Д) СС14 л) (СНз)зС=О е) СНз=СС1з 20. Каков из нижеследующих производных может действовать, как кислота Лыоиса3 Как основание Льюиса? д) Н® е) С1О ж) А1С1з а) НзО б) ХНз в) СНзО г) НО 2А Объясните, почему свойства воды как растворителя обычно ухудшаются прп понижении температуры от 90 до 35'С. 22. Диметилсульфокснд (ДМСО, (СНз)ф03 существенно лучше растворяется в воде, чем днметилсульфид ((СНз)зВ].
Объясните. 28. Нарисуйте одну важную и одну несущественную резонансную структуру для каждого нз следующих соединений: :О-' а) !! е." ' .".о С О:О О:О О:О' 8) ХО=О О:0 но трав-ион Н Н "вг г) 1Ч вЂ” С Н Н 63 б) Н вЂ” С=г( — Н Н Ю ,в ~ В) НзС С СНСНз д) С Х М ! Н Н 2Б. Ниже приведены пары канонических структур, находящихся в резонансе. Объясните, почему в каждой паре вклад структуры, нарисованной справа, более существен. НзС ~+ НзС з ,+, " О+ а) С вЂ” О С=О 24. Нарисуйте канонические изображенными ниже: Н 9 а) С=Π— Н Н Н Н СФ Ф з) С=с Н С ф И Н н н ~ Ф~С~ Г С С ! !! С Н С Н ! Н оензол структуры, находящиеся в резонансе со структуразш, от связий к мАлым молнкуллм 75 ;ОЛ:О: 4 ! С С "о+" Н'О Н Н 0 :О' Н О, !! е) С=и С Н Н Н~ ~Х Н н о+ о Н вЂ” С=О+- Н вЂ” С=— О: г) Н О О О 0 Н С вЂ” Х— = 1Ч: С=И=НО Н Н лиазометан Н Н Н Н ! ! О О ! ! О Н С С вЂ” С='1ц — О + Н С С С=~1 0 0 оксид пропиопитрила ! ! - ! ! Н Н Н Н структур цг являются каноническими Для ОДНОГО н того О и Н вЂ” С=О 27.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
