Алкани.

Водневий зв’язок. Зв’язок, виникаючий між електронегативними атомами, які містять одну вільну електронну пару (O, N, S) та ковалентно зв’язаним атомом водню, який характеризується підвищеною рухомістю, називається водневий зв’язок.

Література.

1. Хомченко І.Г., К.: Вища школа, 1993. С. 271 - 278, 280 – 282.

Вуглеводні – це сполуки, які складаються із вуглецю і водню. Загальна формула .

Хімічні зв’язки діляться на типи по принципу їх електронної будови. Гетерополярний (електровалентиний, іонний) зв’язок. При утворенні гетерополярного зв’язку відбувається передача електрону від одного атому до другого, перший перетворюється у позитивно заряджений іон (катіон), другий – негативно заряджений іон (аніон). Схематично це можна відобразити таким чином:

Іонний зв’язок має ряд особливостей: значну полярність, немає визначеного напрямку у просторі, а молекули сполук с таким зв’язком відрізняються здібністю до дисоціації на іони і сольватацією останніх високо полярних розчинників; високою швидкістю проходження реакції з їх участю; електропровідністю розчинів; високими температурами плавлення та кипіння.

Ковалентний зв’язок. Більшість молекул органічних сполук збудовані за допомогою ковалентного зв’язку, які виникають за утворенням одної чи декілька електронних пар, які стають загальними для взаємодіючих атомів.

Ковалентний зв’язок утворюють атоми, які характеризуються рівною електронегативністю. З’являється єдина електронна хмарка, густина якої між ядрами особливо велика, що забезпечує стійкість молекули.

Ковалентний зв’язок може бути охарактеризований довжиною зв’язку, направленістю у просторі, енергією утворення, полярністю, поляризуємостю. Однією з особливостей ковалентного зв’язку є її визначений просторовий напрямок, який може бути охарактеризований за допомогою валентного кута. Валентний кут між зв’язками атома вуглецю залежить від типа гібридизації, від атома, з яким він зв’язаний. Визначення валентних кутів визначають рентгенографічним, електрографічним та спектральними методами.

Алкани є найпростішими вуглеводнями. Всі атоми вуглецю в молекулах алканів сполучені один з одним простими, одинарними зв’язками. Алкани називаються також парафінами, насиченими вуглеводнями.

Метан.Найпростіший алкан – метан , молекула якого складається з одного атома вуглецю і чотирьох атомів водню.

Як уже зазначалось, атом вуглецю, що утворює чотири ковалентних зв’язки, знаходиться у збудженому стані ( ). В утворенні чотирьох ковалентних беруть учать одна s – і три p – орбіталі ( ) зовнішнього енергетичного рівня одного атома вуглецю. Всі чотири ковалентних зв’язки, які утворює вуглець у молекулі , рівноцінні: мають однакову довжину, енергію зв’язку та інші властивості.

Рівноцінність хімічних зв’язків у метані можна пояснити, використовуючи поняття про гібридизацію орбіталей. Гібридизацією називається зміна форми і енергії різних орбіта лей одного атома, яка призводить до утворення однакових (гібридизованих) орбіталей.

Наприклад, при утворенні молекули метану гібридизації зазнають орбіталі атома вуглецю: одна s – і три p – орбіталі. Вид і число орбіталей, які беруть участь у гібридизації, визначають її тип. Так, у метані виявляються – гібридизація.

Гомологи метану.Крім метану всі інші вуглеводні, що належать до алканів, містять у складі два, три і більше вуглецевих атомів:

Як видно з наведених формул, кожний наступний член цього ряду можна одержати, додаючи до формули попереднього члена групу . Група називається гомологічної різницею. Речовини, подібні за хімічними властивостями, склад яких відрізняється на ціле число груп , називаються гомологами. Сукупність гомологів складає гомологічний ряд.

Склад молекул усіх алканів відповідає загальній формулі , де n = 1, 2, 3, 4… Отже, алкани – це вуглеводні, склад молекул яких відповідає загальній формулі .

Будова молекул алканів, згідно з сучасними електронними уявленнями про хімічний зв’язок, пояснюється так. У молекулах усіх алканів орбіталі атомів вуглецю перебувають у стані – гібридизації і направлені до вершини уявного тетраедра з їх центрів. Молекулу етану можна уявити як два тетраедри, сполучені вершинами. Кулестержнева модель молекули етану:

При такому сполучені групи можуть обертатися відносно зв’язку вуглець – вуглець, утворюючи різні геометричні форми – конформації.
Читайте також:
Циклоалкани.
Циклоалкани. Класифікація, номенклатура та ізомерія

Переглядів: 1011

<== попередня сторінка | наступна сторінка ==>

Лекція № 7 | Циклоалкани.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.