Теория строения. Гомологи и изомеры. Гибридизация
Теория химического строения А. М. Бутлерова (1861):
- атомы в молекулах соединены в определённой последовательности согласно валентности (углерод четырёхвалентен);
- свойства веществ зависят не только от состава, но и от химического строения;
- атомы и группы атомов взаимно влияют друг на друга;
- по свойствам вещества можно установить его строение, а по строению — предсказать свойства.
Гомологи — вещества со сходным строением, отличающиеся на одну или несколько групп \(\ce{CH2}\) (\(\ce{CH4}\), \(\ce{C2H6}\), \(\ce{C3H8}\)). Изомеры — вещества одинакового состава, но разного строения.
| Гибридизация | Форма, угол | Где встречается | Связи |
|---|---|---|---|
| \(sp^3\) | тетраэдр, 109°28′ | алканы, циклоалканы; любой атом \(\ce{C}\) с четырьмя одинарными связями (в спиртах, галогеналканах, группах \(\ce{CH3}\) и \(\ce{CH2}\)) | 4 \(\sigma\) |
| \(sp^2\) | плоский треугольник, 120° | \(\ce{C=C}\) (алкены, диены), бензольное кольцо, \(\ce{C=O}\) (альдегиды, кетоны, кислоты, эфиры) | 3 \(\sigma\) + 1 \(\pi\) |
| \(sp\) | линейная, 180° | \(\ce{C#C}\) (алкины), \(\ce{C#N}\) (нитрилы), центральный атом аллена \(\ce{C=C=C}\), \(\ce{CO2}\) | 2 \(\sigma\) + 2 \(\pi\) |
\(\sigma\)-связь — перекрывание орбиталей по линии, соединяющей ядра: прочная, вокруг неё возможно вращение. \(\pi\)-связь — боковое перекрывание: менее прочная, легко рвётся в реакциях присоединения, вращение невозможно (отсюда цис-транс-изомерия). Длины связей: \(\ce{C-C}\) 0,154 нм, \(\ce{C=C}\) 0,134 нм, \(\ce{C#C}\) 0,120 нм; в бензоле все связи одинаковы — 0,140 нм (единая ароматическая система из 6 \(\pi\)-электронов).
Закрепите теорию: 12 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward