Важнейшие критерии




К важнейшим критериям ковалентной связи относятся полярность, поляризуемость, энергия, длина, направленность.

Полярность – определяется электроотрицательностью атомов, образующих химическую связь, то есть способностью атомов притягивать к себе электроны. Электроотрицательность тем больше, чем выше и правее находится элемент в таблице Д. И. Менделеева.

В молекуле, состоящей из атомов одного вида (Н2, Cl2, O2), полярность отсутствует, так как общая пара электронов принадлежит обоим атомам в равной степени. Если молекула образована атомами разного вида, то пара электронов смещается в сторону более электроотрицательного атома:

Сδ+ → Сlδ-, Сδ+ → Oδ-, Сδ+ → Nδ-, Cδ- ← Hδ+.

Величина полярности связи определяется дипольным моментом (μ). Дипольный момент равен произведению величины заряда (q) на расстояние (l) между центрами тяжести зарядов, выражается в дебаях:

μ = q·l

Поляризуемость связи – это способность связи к поляризации во внешнем электрическом поле под влиянием других факторов. Под их действием происходит сдвиг электронного облака, его деформация. Сигма- и пи- связи поляризуются различно, а именно, σ- очень слабо поляризуется, π- связь – очень легко:

Н2Сδ+ = СН2δ- + Br+ → Н2С+ CH2

Br

В ряду С – F, C – Cl, C – Br, C – I – легче поляризуется связь C – I, так как радиус атома йода всех больше по сравнению с другими галогенами, связь валентных электронов с ядром меньше.

Длина связи – это сумма ковалентных радиусов, характерных для каждого из ковалентно связанных атомов.

dAB = rA + rB

Ковалентный радиус углерода зависит от его валентного состояния, длина измеряется в нанометрах.

Csp3 = 0,077 нм; Длина связи: dc-c=0,077+0,077=0,154 (нм)

Csp2 = 0,067 нм; dc=c=0,067+0,067=0,134 (нм)

Csp = 0,060 нм.; dc=c=0,060+0,060=0,120 (нм)

dC-H = 0,109 нм; dC-Cl в СН3Cl = 0,177 нм;

dC-Cl в С6Н5Сl = 0,135 нм;

dC-NO2 в CH3NO2 = 0,146 нм;

dC-NO2 в С6Н5 NO2 = 0,140 нм.

Изменение длины связи отражается на свойствах веществ, например, атом хлора в СН3Cl легче вступает в реакцию замещения с водой, чем С6Н5Сl. В последнем случае реакция идёт при нагревании в присутствии катализатора:

СН3Cl + НОН → СН3ОН + HCl (легко)

300˚С, Cu

С6Н5Сl + НОН С6Н5OH + HCl (трудно)

Энергия связи – это то количество энергии, которое нужно затратить, чтобы разрушить одну ковалентную связь в статическом состоянии, то есть это мера прочности связи, выражается в ккал/моль или кДж/моль.

Ес-с = 83,6 ккал/моль;

Ес=с = 146,2 ккал/моль;

Еc=c = 198 ккал/моль;

ЕС—Н = 98,7 ккал/моль.

Чем больше величина энергии, тем прочнее связь. Энергию связи определяют различными путями: спектроскопическими, термохимическими.

Энергия связи водорода с первичным атомом водорода гораздо больше, чем со вторичным атомом углерода и, тем более, с третичным. Отсюда активность третичного атома углерода выше, чем вторичного и первичного:

I III II I Cl

СН3 – СН – СН2 - СН3 + Cl2 → СН3 – С – СН2 - СН3 + HCl

СН3 СН3

Направленность связи – это направление связи в сторону большей электронной плотности, в связи с этим образуются валентные углы.


180˚ 120˚

Направленности бывают тетраэдрические, тригональные, диагональные, то есть зависят от валентного состояния атома углерода.

Водородная связь

Водородная связь широко распространена как в неорганических, так и органических соединениях и имеет как теоретическое, так и практическое значение. Водородная связь осуществляется при участии электронодефицитного атома водорода, ковалентно связанного с электроотрицательным атомом (F, Cl, O, N и др.). Он способен к дополнительному электростатическому взаимодействию с другим атомом, имеющим неподелённую пару электронов:

:О – Н . . . :О – Н . . . :О – Н

R R R

Возникновение водородной связи обусловлено смещением электронной плотности от атома водорода, в результате чего на нём возникает частично положительный заряд. Это смещение различно и зависит от электроотрицательности атомов:

R – Oδ- ← Hδ+; Nδ- ← Hδ+; Sδ- ← Hδ+.

Чем больше величина положительного заряда на водороде, тем легче образуется водородная связь. Водородная связь образуется за счёт притяжения положительного заряда протона одной молекулы к свободной электронной паре другой молекулы:

:Оδ- ← Нδ+ . . . :Оδ- ← Нδ+ . . . :Оδ- ← Нδ+

R R R

Итак,

1) водородная связь образуется за счёт электростатического притяжения зарядов;

2) водородная связь – это донорно-акцепторная связь, энергия которой меньше энергии ковалентной связи.

Энергия связи зависит как от вида партнёра, так и от того, с какой группой соединён партнёр:

H . . . F H . . . O H . . . N

10 ккал/моль 5 ккал/моль 3-4 ккал/моль

В зависимости от характера водородная связь делится на два вида:

1) межмолекулярная;

2) внутримолекулярная.

Межмолекулярная – образуется между различными молекулами, что приводит к образованию цепей или циклов:

R – C – Oδ- ← Hδ+. . . Oδ- = C – Oδ- ← Hδ+. . . Oδ- = C – Oδ- ← Hδ+

O R R

Oδ-. . . Hδ+ → Oδ-

R – C C – R

Oδ- ← Hδ+. . . Oδ-

Внутримолекулярная – образуется между атомами внутри одной молекулы при наличии доноров электронов, связанного с электроотрицательным атомом:

О – Нδ+. . . Оδ- Оδ- . . . Нδ+

N С N

O

орто-нитрофенол фрагмент молекулы белка


Oδ- – Hδ+ . . . Oδ- – Hδ+ . . .Oδ- – Hδ+ . . . Oδ- – Hδ+


фрагмент молекулы целлюлозы

(целлюлоза состоит из остатков глюкозы, в которой имеется три ОН – группы, за счёт водородных связей между гидроксильными группами образуется устойчивое соединение, плохо растворимое в воде, имеющее высокую температуру кипения, но обладающее большой механической плотностью).

Орто-нитрофенол, имеющий внутримолекулярную водородную связь, обладает низкой температурой кипения, летуч, поэтому легко отделяется в органическом синтезе от своего изомера (пара-нитрофенола), который имеет высокую температуру кипения.



Работы которые могут быть Вам интерессными organizaciya-upravleniya-spasatelnimi-rabotami-v-ochage-zone-porazheniya.html

organizaciya-upravleniya-stroitelstvom-i-zhilishnim-hozyajstvom.html

organizaciya-upravleniya-tamozhennim-delom.html

organizaciya-upravleniya-torgovlej.html

organizaciya-upravleniya-turistskim-kompleksom-za-rubezhom-i-v-rossii.html

organizaciya-upravleniya-vneshneekonomicheskoj-deyatelnostyu-v-rossii.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-bezopasnosti.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-finansov.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-informacionnih-tehnologij-i-svyazi.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-inostrannih-del.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-oboroni.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-obrazovaniya-i-nauki.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-prirodnih-resursov.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-selskogo-hozyajstva.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-statistiki.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-tarifov.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-vnutrennih-del.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-yusticii.html

organizaciya-upravleniya-v-oblasti-zashiti-konkurencii.html

organizaciya-upravleniya-vodnimi-putyami.html

organizaciya-upravleniya-v-osobih-usloviyah.html

© domain.tld 2017. Design by Design by toptodoc.ru


Автор:

Дата:

Каталог: Образовательный документ