Дайте определение органической химии. Опишите электронное и пространственное строение атома углерода в состоянии и гибридизации.

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16947
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Дайте определение органической химии. Опишите электронное и пространственное строение атома углерода в состоянии и гибридизации. С помощью атомных орбиталей изобразите строение молекул: д) пропена. Дайте определение ковалентным связям. Опишите свойства ковалентной связи.

Ответ:

Органическая химия – это наука, изучающая строение, состав, свойства и превращения органических соединений. Атом углерода в органических соединениях проявляет себя как четырехвалентный элемент, но в соответствии с правилами заполнения орбиталей на его внешнем электронном уровне в основном состоянии находятся только два неспаренных электрона (рис. 1, а). В этих случаях постулируется, что различные атомные орбитали, близкие по энергии, могут смешиваться между собой, образуя одинаковые по форме и энергии гибридные орбитали. Гибридные орбитали из-за большего перекрывания образуют более прочные связи по сравнению с негибридизованными орбиталями. В зависимости от числа вступивших в гибридизацию орбиталей атом углерода может находиться в одном из трех состояний. Тип гибридизации определяет направленность гибридных АО в пространстве и, следовательно, геометрию молекул, т. е. их пространственное строение. Пространственное строение молекул - это взаимное расположение атомов и атомных групп в пространстве. Гибридизация. При смешении четырех внешних АО возбужденного атома углерода (рис. 1, б) - одной и трех орбиталей - возникают четыре равноценные гибридные орбитали. Они имеют форму объемной «восьмерки», одна из лопастей которой значительно больше другой. Каждая гибридная орбиталь заполняется одним электроном. Такое состояние гибридизации характерно для атомов углерода в насыщенных углеводородах (алканах) и соответственно в алкильных радикалах. Вследствие взаимного отталкивания гибридные направлены в пространстве к вершинам тетраэдра, и углы между ними равны (наиболее выгодное расположение; рис. 2, а). Атом углерода в состоянии sгибридизации имеет тетраэдрическую конфигурацию. Гибридизация. При смешении одной возбужденного атома углерода образуются три равноценные гибридные орбитали и остается негибридизованной (рис. 1, г). Такое состояние гибридизации атома углерода характерно для ненасыщенных углеводородов (алкенов), а также для некоторых функциональных групп, например, карбонильной и карбоксильной. Гибридные орбитали располагаются в одной плоскости под углом а негибридизованная находится в перпендикулярной плоскости (рис. 408 2, б). Атом углерода в состоянии -гибридизации имеет тригональную конфигурацию. Гибридизация. При смешении одной и одной орбиталей возбужденного атома углерода образуются две равноценные sp-гибридные а две остаются негибридизованными (рис. 2.1, д). Такое состояние гибридизации атома углерода встречается в соединениях, имеющих тройную связь, например, в алкинах, нитрилах. Гибридные орбитали располагаются под углом 180°, а две негибридизованные во взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 2, в). Атом углерода в состоянии гибридизации имеет линейную конфигурацию. Структурная формула пропена (внизу указан тип гибридизации атома углерода): Связь, образованная перекрыванием по линии, соединяющей ядра взаимодействующих атомов, называется связью. Связь, образованная перекрыванием по обе стороны линии, соединяющей ядра атомов (боковые перекрывания), называется π-связью. Свойства ковалентной связи: – насыщаемость: молекулы имеют определенный состав и сущест­вуют в виде дискретных частиц с определенной структурой; – направленность связи определяется формой электронных облаков и различными способами их взаимных перекрываний; – поляризуемость связи характеризует способность связи становиться полярной или более полярной в результате действия на молекулы внешнего электрического поля.