Презентация "Валентные состояния атома углерода"

Первое валентное состояние атома углерода (на примере молекулы метана)

Н

Н С Н

Н

СН 4

Два «противоречия» в строении метана:

1 противоречие:

Валентность углерода равна четырем в наличии только 2 валентных электрона

Решение:

Выход в возбужденное состояние атома углерода

2 противоречие:

В молекуле все четыре связи одинаковые по теории – одна SS связь и три SP связи

Решение:

SP гибридизация

3

Гибридизация – изменение формы и энергии различных орбиталей одного атома, приводящее к образованию одинаковых (гибридных) орбиталей

Виды

гибридизации

3

SP

2

SP

SP

Второе валентное состояние атома углерода (на примере молекулы этилена)

С 2 Н 4

СН 2 СН 2

Атомы углерода в молекуле этилена образуют двойную связь, находятся в состоянии SP гибридизации

2

Связи в этилене неравноценны:

(сигма) – более прочная

(пи) – легче рвется, более реакционноспособна, плотность электронного облака максимально сконцентрирована «над» и «под» плоскостью сигма связи (боковое перекрывание)

Признаки сравнения

Сигма-связь

Образование связи

Вид перекрывания эл.облаков

Пи-связь

Осевое (связи находятся на прямой, соединяющей центры атомов)

Степень перекрывания

значительная

Боковое (связи вне плоскости сигма-связи, взаимно

перпендикулярны)

Участвуют

небольшая

Гибридные эл.облака

Положение связи

В плоскости молекулы

Негибридные эл.облака

Перпендикулярна плоскости сигма- связи

Признаки сравнения

Сигма-связь

Особенности связи

Прочность связи

Пи-связь

Высокая

350

кДж / моль

Поляризация связи

Слабо поляризуется

Небольшая

270

кДж / моль

Способность вращения атомов вокруг связи

Легко поляризуется

Свободное вращение

Способность к хим.реакциям

Низкая

Отсутствует свободное вращение

высокая

Третье валентное состояние атома углерода (на примере молекулы ацетилена)

С 2 Н 2

СН СН

Атомы углерода в молекуле ацетилена образуют тройную связь, находятся в состоянии SP гибридизации

1.

2.

Признаки сравнения

Этан

Структурная формула

СН 3 СН 3

Вид гибридизации

Этилен

SP

Ацетилен

Виды связи

(С – С)

СН 2 СН 2

СН СН

Длина связи

SP

Сигма - связь

0,154 нм

Прочность связи

SP

Сигма-, пи - связь

350 кДж / моль

Строение

0,134 нм

Сигма -, две пи-связи

тетраэдрическое

620 кДж / моль

0,120 нм

плоское

810 кДж / моль

линейное

3

2

Электронно - графическое строение атома углерода (возбужденное состояние)

С *

3

1

2Р

2 S

2

1S

Такой атом имеет четыре неспаренных электрона и может принимать участие в образовании четырех ковалентных связей, т.е. имеет валентность четыре.

Химические связи, образующиеся в результате перекрывания электронных орбиталей вдоль линии связи, называются сигма-связями

Н

Н

F

F

Химические связи, образующиеся в результате «бокового» перекрывания электронных орбиталей вне линии связи, т.е. в двух областях, называются

пи-связями