Электронное и пространственное строение органических соединений Классификация органических

Электронное и пространственное строение органических соединений. Классификация органических соединений. 10 класс базовый уровень Шкатова Е. В. ГБОУ СОШ № 269

Большинство химических связей в молекулах органических веществ являются ковалентными. Ковалентная связь обладает определенными свойствами: -энергия связи -длина связи -насыщаемость -пространственная направленность

Как происходит обобществление электронов при образовании ковалентной связи? Электронная пара становится общей для связываемых атомов и притягивает их ядра при взаимном объемном перекрывании атомных орбиталей этих атомов. Поэтому более полным определением понятия ковалентной связи является следующее: Связь, образованная путем обобществления пары электронов в результате перекрывания атoмных орбиталeй связываемых атомов, называется ковалентной.

Как взаимодействуют атомные орбитали при образовании молекул? При взаимодействии (перекрывании) атомных орбиталей, принадлежащих ДВУМ (или более) атомам, образуются мoлекулярные орбитали (МО). Молекулярная орбиталь – область наиболее вероятного пребывания электрона в электрическом поле двух (или более) ядер атомов, составляющих молекулу. Причем их число равно числу исходных АO: n АO → n МO Молекулярные орбитали заселяются обобществленными электронами и таким образом осуществляют ковалентную связь.

σ-Связь – ковалентная связь, образованная при перекрывании s-, p- и гибридных АО вдоль оси, соединяющей ядра связываемых атомов (т. е. при осевом перекрывании АО). π-Связь – ковалентная связь, возникающая при боковом перекрывании негибридных р-АО. Такое перекрывание происходит вне прямой, соединяющей ядра атомов.

Образованию молекулярных орбиталей может предшествовать взаимодействие атомных орбиталей ОДНОГО атома, приводящее к гибридизации (смешению) этих орбиталей и возникновению гибридных АО. Гибридные орбитали в свою очередь могут участвовать в образовании молекулярных орбиталей, перекрываясь с атомными орбиталями других атомов. Гибридизация атомных орбиталей возможна лишь для атомов, образующих химические связи, но не для свободных атомов!

Для объяснения фактов, когда атом образует большее число связей, чем число неспаренных электронов в его основном состоянии (например, атом углерода), используется постулат о гибpидизации близких по энергии атомных орбиталей. Гибридизация АО происходит при образовании ковалентной связи, если при этом достигается более эффективное перекрывание орбиталей. Гибридизация атома углерода сопровождается его возбуждением и переносом электрона с 2 s- на 2 р-АО:

Гибридизация АО – это взаимодействие (смешение) разных по типу, но близких по энергии атомных орбиталей данного атома с образованием гибридных орбиталей одинаковой формы и энергии. Гибридная АО асимметрична и сильно вытянута в одну сторону от ядра (форма неправильной восьмерки).

sp 3 -Гибридизация (тетраэдрическая) Одна s- и три р-орбитали смешиваются, и образуются четыре равноценные по форме и энергии sp 3 -гибридные орбитали.

sp 2 -Гибридизация (плоскостно-тригональная) Одна s- и две p-орбитали смешиваются, и образуются три равноценные sp 2 -гибридные орбитали, расположенные в одной плоскости под углом 120° (выделены синим цветом). Они могут образовывать три σ-связи. Третья р-орбиталь остается негибридизованной и ориентируется перпендикулярно плоскости расположения гибридных орбиталей. Эта р-АО участвует в образовании π-связи.

sp-Гибридизация (линейная) Одна s- и одна р-орбиталь смешиваются, образуя две равноценные sp-орбитали, расположенные под углом 180, т. е. на одной оси. Гибридные sp-орбитали участвуют в образовании двух σ-связей. Две р-орбитали не гибридизованы и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях:

Классификация органических веществ Классификационные признаки: -Строение углеродной цепи -Природа функциональных групп Углеродный скелет – наиболее устойчивая и менее изменяемая часть органического вещества. Углеродные цепи могут быть разветвленные неразветвленные циклические

Органическую химию можно рассматривать как химию углеводородов и их производных. Углеводороды – это органические вещества, молекулы которых состоят из атомов углерода и водорода.

Домашнее задание