Типы связей в молекулах органических соединений
Для органических соединений характерно молекулярное строение. В веществах, которые имеют молекулярное строение, атомы соединены только ковалентной связью. Реже можно наблюдать водородную связь атомов.
Ковалентная связь – это связь между двумя атомами, которая образуется путем слияния внешних электронов для общего пользования. Эти пары электронов принадлежат обоим атомам.
По степени полярности ковалентной связи выделяют:
- Ковалентная неполярная – слияние атомов с одинаковой электроотрицательностью.
- Ковалентная полярная – слияние атомов с разной электроотрицательностью.
Орбитали атомов имеют различные формы. На этом основании выделяют связи разные по перекрыванию орбиталей:
- σ-связи – поперек области перекрытия орбиталей проходит линия, соединяющая ядро.
- π-связи - перекрывание происходит в 2 областях – над и под линией.
Распознать способ перекрывания орбиталей не сложно. В связях только с одной электронной парой будет всегда σ-связь. Если пар больше, то в связи будет уже присутствовать и π-связь.
По количеству электронных пар выделяют:
- 1.одинарная, простая s—связь
- 2.двойная — 2 пары электронов
- 3. тройная, кратная —3 пары электронов
Водородная связь - связь, между положительно заряженным атомом водорода и отрицательно заряженным атомом, к таким атомам относят фтор, азот, кислород. Различают внутри- и межмолекулярные водородные связи.
Гибридизация атомных орбиталей углерода
В молекуле метана (СН4) взаимодействуют 1 s- электрон и 3 р –атома углерода. Несмотря на разные характеристики эти электроны образуют 4 равносильные ковалентные связи. Это связано с видоизменением орбиталей атома углерода.
В процессе взаимодействия атомных орбиталей отличимых по виду, но схожих по энергии возникают одинаковые гибридные орбитали. Это явление принято называть гибридизацией АО. Образуя связь с орбиталями других атомов, процесс гибридизации способствует появлению более прочных химических связей.
Новые орбитали по форме напоминают одинаковые, ассиметричные гантели и не похожи на начальные электронные облака. Энергия, которая потрачена на гибридизацию компенсируется, и равно распределяется в гибридизированных орбиталях.
Определение вида гибридизации атома углерода
От атома углерода участвует только s – орбиталь. Соответственно, вид гибридизации на прямую будет связан с кол-вом вступивших в связь р-орбиталей (от 1 до 3).
Виды и свойства гибридизации атома углерода
| Орбитали атома углерода, участвующие в гибридизации | Тип гибридизации орбиталей атома углерода | Количество гибридных орбиталей и образуемых ими s-связей | Расположение в пространстве гибридных орбиталей и валентные углы s-связей |
| 1 s- орбиталь и 3 р-орбитали | sр3 – гибридизация (характерна для алканов) | 4 орбитали | Зигзагообразная форма, Валентный угол 1090 |
| 1 s- орбиталь и 2 р-орбитали | sр2 – гибридизация (характерна для алкенов) | 3 орбитали | В одной плоскости, под углом 1200
Негибридизированная р –орбиталь располагается перпендикулярно |
| 1s- орбиталь и 1р-орбиталь | sр – гибридизация (характерна для алкинов) | 2 орбитали | Расположение по одной прямой,под углом1800 2 негибридизированные располагаются перпендикулярно |
Алгоритм определения вида гибридизации:
- Написать структурную формулу вещества.
- Определение количества валентных электронов, которые нужны для образования связи.
- Определение количества пар электронов образующие взаимосвязь:
если 1 пара— это σ-связь, относится к sp3-гибридизации;
если 2 пары — одна π-связь и одна σ-связь, относится к sp2-гибридизации;
если 3 пары — две π- и одна σ-связи, относится к sp-гибридизации.
Функциональная группа и углеводородный радикал
Органические соединения имеют в составе не только углерод и водород. Такие элементы, как кислород и азот образуют новые группы атомов – функциональные группы.
Функциональная группа – часть органической молекулы, которая отвечает за физические и химические свойства.
Заместителем в соединении может выступать и углеводородный радикал –остаток углеводорода, один атом водорода, в котором отсутствует. Обозначается буквой R. Каждому радикалу соответствует определенный углеводород (в названии меняется суффикс –ан на –ил, например метан и метил).
Смотри также:
- Теория строения органических соединений: гомология и изомерия (структурная и пространственная). Взаимное влияние атомов в молекулах
- Классификация органических веществ. Номенклатура органических веществ (тривиальная и международная)
- Характерные химические свойства углеводородов: алканов, циклоалканов, алкенов, диенов, алкинов, ароматических углеводородов (бензола и гомологов бензола, стирола)
Как вы считаете, материал был полезен?