Третій валентний стан атома вуглецю

Слідуючи логіці викладу, вчитель просить хлопців назвати органічна речовина, в якому атом вуглецю пов’язаний тільки з двома сусідніми атомами. Із знайомих учням речовин це ацетилен. У цьому з’єднанні атоми вуглецю перебувають у третьому валентному стані – стані sp-гібридизації. Подальші міркування корисно проводити за допомогою хлопців. Спільно необхідно дати відповіді на наступні питання.

1. Скільки орбіталей схильні гібридизації в третьому валентному стані?

2. Як розташовані в просторі осі sp-гібридних орбіталей, виходячи з принципу їх взаємного відштовхування?

3. Скільки і яких орбіталей залишилося негібрідізованнимі?

4. Як розташовані в просторі осі двох негібрідізованних p-орбіталей по відношенню один до одного і осях sр-орбіталей?

Тепер з двох атомів вуглецю в стані «sp-гібридизації необхідно сконструювати молекулу ацетилену. Кожен вуглецевий атом утворює дві з-зв’язку (з сусідніми атомами вуглецю і водню) і дві ?-зв’язку (один з одним). Довжина потрійний зв’язку ще коротше меж’ядерного відстані в етилену, енергія зв’язку С?С також зростає, проте ?-зв’язок і в цьому випадку залишається більш доступною для атаки реагентів і менш міцною порівняно з ?-зв’язком.

Оскільки поняття гібридизації буде надалі закріплено при вивченні відповідних класів вуглеводнів, вдаватися в тонкощі електронного та просторової будови гомологів етану, етена і етініл недоцільно. На уроці і після перевірки домашнього завдання учні повинні чітко засвоїти основні моменти теорії гібридизації.

1. Як такого процесу гібридизації (у динаміці) реально не існує, ця теорія покликана описувати валентні стани атома вуглецю в існуючих молекулах (у статиці).

2. Визначити тип гібридизації атома вуглецю в будь молекулі дуже легко за кількістю атомів-сусідів. Якщо вуглець пов’язаний з чотирма іншими атомами, він знаходиться в стані sp3-гібридизації (сума надрядкових індексів 1 + 3 = 4), з трьома атомами – в sp2-гібридизації (1 + 2 = 3), з двома – sp-гібридизація (1 + 1 = 2).

3. Осі sp3-гібридних орбіталей розташовані в просторі під кутом 109 ° 28 ‘і спрямовані по вершинах тетраедра, осі sp2-гібридних орбіталей лежать в одній площині під кутом 120 °, осі sр-орбіталей збігаються – кут 180 °.

Закріпити отримані знання можна, використовуючи завдання наступних типів.

Посилання на основну публікацію