Сигма-связь (σ) - это связь, образованная электронными облаками по линии, соединяющей ядра атомов. Одинарные связи всегда являются σ-связями. Пи-связь (π) - это связь, образованная перекрыванием электронных облаков по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов. Атом азота, обладающий электронной конфигурацией 1s^2;2s^2;2p^3, имеет три р-орбитали, расположенные во взаимно перпендикулярных направлениях - по осям х, у и z. Предположим, что два атома азота приближаются друг к другу, двигаясь по оси У. Тогда при достаточном сближении две 2py-орбитали перекрываются, образуя общее электронное облако, которое располагается вдоль оси, соединяющей ядра атомов(рис.).Ковалентная связь, образованная электронным облаком с максимальной плотностью на линии, соединяющей центры атомов, называется СИГМО-связью. Рассмотрим, что происходит неспаренными электронами атомов азота при их сближении. На рис. представлены волновые функции 2pz-электронов атомов азота. Их орбитали также перекрываются. Но в отличие от прямого перекрывания орбиталей при образовании σ-связи, здесь происходит боковое перекрывание. В результате образуются две области перекрывания, которые расположены по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов, при этом плоскость, проходящая через оси z и у, является плоскостью симметрии областей перекрывания. Ковалентная связь, образованная электронами, орбитали которых дают наибольшее перекрывание по обе стороны от линии, соединяющей центры атомов, называется ПИ-связью. Очевидно, что два 2px-электрона атомов азота образуют вторую π связь, которая расположена около плоскости, проходящей через оси у и х. Таким образом, в молекуле азота имеются три химические связи, однако эти связи неодинаковы: одна из них σ-связь, а две другие - π-связи.
При каких условиях гомолог ацетилена, содержащий три атома углерода, можно превратить в гомолог этилена? Написать уравнение реакции Объясните изменения агрегатного состояния гомологов метана с увеличением количества атомов углерода в молекуле.
Решение. Гомолог этилена можно получить из гомолога ацетилена с реакции гидрирования, в результате которого тройная связь превратится в двойную: H₃C - C ≡ СH + H₂ ⇒ H₃C - CH = СH₂ пропин пропен
Чем больше атомов углерода (по сути, длина цепи) в алканах, тем выше их молекулярная масса и силы межмолекулярного притяжения, соответственно, выше температура кипения и плавления. Так, метан CH₄ кипит при -161°С, этан С₂H₆ при - 89°С, пропан C₃H₈ при - 42, бутан C₄H₁₀ кипит при -1°С, пентан C₅H₁₂ при +36°С. Поэтому при обычных условиях низшие гомологи метана - сам метан, этан, пропан и бутан газообразны, гомологи от C₅H₁₂ до С₁₃H₂₈ - жидкости, гомологи от C₁₄H₃₀ и выше - твердые тела.
Пи-связь (π) - это связь, образованная перекрыванием электронных облаков по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов.
Атом азота, обладающий электронной конфигурацией 1s^2;2s^2;2p^3, имеет три р-орбитали, расположенные во взаимно перпендикулярных направлениях - по осям х, у и z. Предположим, что два атома азота приближаются друг к другу, двигаясь по оси У. Тогда при достаточном сближении две 2py-орбитали перекрываются, образуя общее электронное облако, которое располагается вдоль оси, соединяющей ядра атомов(рис.).Ковалентная связь, образованная электронным облаком с максимальной плотностью на линии, соединяющей центры атомов, называется СИГМО-связью.
Рассмотрим, что происходит неспаренными электронами атомов азота при их сближении. На рис. представлены волновые функции 2pz-электронов атомов азота. Их орбитали также перекрываются. Но в отличие от прямого перекрывания орбиталей при образовании σ-связи, здесь происходит боковое перекрывание. В результате образуются две области перекрывания, которые расположены по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов, при этом плоскость, проходящая через оси z и у, является плоскостью симметрии областей перекрывания. Ковалентная связь, образованная электронами, орбитали которых дают наибольшее перекрывание по обе стороны от линии, соединяющей центры атомов, называется ПИ-связью.
Очевидно, что два 2px-электрона атомов азота образуют вторую π связь, которая расположена около плоскости, проходящей через оси у и х. Таким образом, в молекуле азота имеются три химические связи, однако эти связи неодинаковы: одна из них σ-связь, а две другие - π-связи.
Решение.
Гомолог этилена можно получить из гомолога ацетилена с реакции гидрирования, в результате которого тройная связь превратится в двойную:
H₃C - C ≡ СH + H₂ ⇒ H₃C - CH = СH₂
пропин пропен
пропин - гомолог ацетилена (этина)
пропен - гомолог этилена (этена)
Чем больше атомов углерода (по сути, длина цепи) в алканах, тем выше их молекулярная масса и силы межмолекулярного притяжения, соответственно, выше температура кипения и плавления. Так, метан CH₄ кипит при -161°С, этан С₂H₆ при - 89°С, пропан C₃H₈ при - 42, бутан C₄H₁₀ кипит при -1°С, пентан C₅H₁₂ при +36°С. Поэтому при обычных условиях низшие гомологи метана - сам метан, этан, пропан и бутан газообразны, гомологи от C₅H₁₂ до С₁₃H₂₈ - жидкости, гомологи от C₁₄H₃₀ и выше - твердые тела.