Los enlaces covalentes están representados por compuestos orgánicos insaturados que contienen enlaces químicos dobles y triples. Para describir la naturaleza de los compuestos insaturados, L.Poling introduce los conceptos de enlaces Sigma y π, hibridación Órbitales atómicos.

La hibridación de poleo para dos electrones de pH S y y dos se les permite explicar la dirección de los enlaces químicos, en particular la configuración tetraédrica de metano. Para explicar la estructura de etileno a partir de cuatro electrones SP3 equivalentes del átomo de carbono, es necesario identificar una p-de electrones para la formación de una conexión adicional llamado π-comunicación. En este caso, los tres restantes SP2-orbital híbrido se encuentran en un plano en un ángulo de 120 ° y formar enlaces básicos, por ejemplo, una molécula plana de etileno.

En el caso de una molécula de acetileno en hibridación (por poliam,), solo se involucran un S- y un P-orbital, mientras que se forman dos orbitales SP, ubicados en un ángulo de 180 ° y se dirigen a lados opuestos. Dos átomos de carbono orbital "puros" P-orbital se superponen en planos interdependaculares, formando dos enlaces π de la molécula de acetileno lineal.

Las vistas de L. Poling se reflejaron en su libro "La naturaleza de las comunicaciones químicas, durante muchos años, que se convirtieron en el libro de escritorio del químico. En 1954, L. Polying se le otorgó el Premio Nobel de Química con la redacción "para el estudio de la naturaleza del enlace químico y su aplicación para la estructura de oposición de los compuestos complejos".

Sin embargo, el significado físico de la hibridación selectiva de los órbitales atómicos permaneció poco clara, la hibridación era las transformaciones algebraicas que la realidad física no podía atribuirse.

Linus Paulong intentó mejorar la descripción del enlace químico, eliminando la electoralidad de la hibridación del orbital en las moléculas de compuestos insaturados y creando la teoría del enlace químico curvado. En su informe sobre el Simposio sobre Química Orgánica Teórica dedicada a la memoria de Kekule (Londres, septiembre de 1958), L. Polying propuso una nueva forma de describir un doble enlace como una combinación de dos enlaces químicos curvos idénticos y triples enlaces - tres Bonos químicos curvos. En este

el Simposio L. Policioso argumentó con todo categórico:

Puede haber químicos, creyendo que una innovación extremadamente importante ... una descripción de σ, π-descripciones para un acoplamiento doble o triple y sistemas conjugados en lugar de una descripción con la ayuda de enlaces curvos. Argume que σ, π: la descripción es menos satisfactoria que la descripción con la ayuda de los enlaces curvos, que esta innovación solo está pasando y pronto desestimará.

EN nueva teoría Polneg Todos los electrones de unión se volvieron equivalentes y equivalentes a partir de la línea que conecta el kernel de la molécula. La teoría del vínculo químico curvado de Polneg tuvo en cuenta la interpretación estadística de la función de onda de M. Nació, la correlación electrónica de los electrones de Coulomb. Apareció el sentido físico: la naturaleza del enlace químico está completamente determinada por la interacción eléctrica de los núcleos y los electrones. Cuanto mayor sea los electrones de unión, más pequeños la distancia intersticial y el enlace químico más fuerte entre los átomos de carbono.

Tres comunicaciones químicas centrales.

El desarrollo adicional de las ideas sobre el bono químico le dio a la fisicoquímica estadounidense de U. Lipskomb, que desarrolló la teoría de dos vínculos electrónicos de tres centros y la teoría topológica, lo que permite la estructura de algunos de algunos de algunos hidruros de boro (Boronovodov).

El vapor de electrones en tres enlaces químicos centrados se vuelve común a tres átomos nucleares. En el representante más simple del enlace químico centrado en tres, el ión molecular del hidrógeno H3 +, el par electrónico tiene tres protones en todo el conjunto.

Cuatro funciones simples covalentes operan en la molécula de buceo. comunicación B-H y dos conexiones de tres electrones de dos electrónicos. La distancia entre identidad en un solo enlace covalente es de 1.19 Å, mientras que la distancia similar en el B-H-B de tres centros es 1.31 Å. El ángulo de BHB de tres centros (φ) es 830. La combinación de dos enlaces de tres centros en la molécula de DiewBOY permite el kernel de los átomos de boro a una distancia de DB-B \u003d 2 · 1.31 · Sin φ / 2 \u003d 1.736 UNA. El núcleo de los átomos de hidrógeno de unión se eliminan del plano en el que se ubican cuatro enlaces álvalentes únicos, a una distancia h \u003d 1.31 · cos φ / 2 \u003d 0.981 Å.

Se pueden realizar tres conexiones centrales no solo en el triángulo de dos átomos de boro como en un átomo de hidrógeno, sino también entre los tres átomos de boro, por ejemplo, en los boroquéides de marco (Pentaboran - B 5 H 9, diciembre - B 10 H 4, etc. .). En estas estructuras hay convencionales (terminal) e incluyen en los átomos de hidrógeno de los tres centros (puente) y los triángulos de los átomos de boro.

La existencia de boranos con sus conexiones de tres electrones de tres electrones con los átomos de hidrógeno "nupcial" violaron la doctrina canónica de la valencia. El átomo de hidrógeno, que previamente consideró un elemento monovalente estándar, resultó que se asociará con los mismos enlaces con dos átomos de boro y se convirtió en un elemento formalmente bivalente. Las obras de U. Lilipsm para descifrar la estructura de Boraganov expandieron las ideas sobre el enlace químico. El Comité Nobel honró al Premio William Nanna Lipovsky en Química para 1976 con la redacción "para estudiar la estructura de boranes (bógidritis), aclarando los problemas de los enlaces químicos).

Comunicaciones químicas multicéntricas.

En 1951, T.kili y P.Poson inesperadamente con una síntesis de dicicloopentadienilo recibieron un compuesto orgánico de hierro completamente nuevo. Obtener un compuesto de hierro cristalino de color amarillo único y desconocido.

E. Fisher y D. Yuilinson, independientemente el uno del otro instalaron la estructura del nuevo compuesto: dos anillos de ciclopentadienilo se encuentran en paralelo, capas, o en forma de "sándwich" con un átomo de hierro ubicado entre ellos en el centro. (Fig. 8). El nombre "Ferroceno" fue propuesto por R. Woodvord (o más bien, un empleado de su grupo D.Watch). Refleja la presencia en el compuesto del átomo de hierro y diez átomos de carbono (Zehn - Diez).

Todos los diez enlaces (C-FE) en la molécula de ferroceno son equivalentes, el valor de la distancia entre identidad, FE - C - 2.04 Å. Todos los átomos de carbono en la molécula de ferroceno son estructuralmente y químicamente equivalentes, cada longitud. comunicación C-C 1.40 - 1.41 Å (para comparación, en la longitud de comunicación Benceno C-C 1.39 Å). Una cáscara de 36 electrónicos ocurre alrededor del átomo de hierro.

En 1973, Ernst Otto Fisher y Jeffrey Wilkinson recibieron el Premio Nobel de Química con la redacción "para el trabajo innovador, independiente, en el campo de los compuestos organometálicos, los llamados compuestos de sándwich". Indarb Lindquist, miembro de la Academia Real Sueca de Ciencias, en su discurso en la presentación de los laureados, dijo que "el descubrimiento y la prueba de los nuevos principios de las relaciones y estructuras disponibles en los compuestos sándwich son un logro significativo, la importancia práctica. de los cuales es actualmente imposible predecir ".

Actualmente obtuvieron derivados de diciclopentadienil de muchos metales. Los derivados de los metales de transición tienen la misma estructura y la misma naturaleza de la comunicación como ferroceno. Las lantanoides no forman una estructura de sándwich, pero en consecuencia se crea un diseño que se parece a una estrella de tres gravantes.

Pronto, después de que el ferroceno fue obtenido por Dibenzolch. Según el mismo esquema, Dibenzestumolybdenum y Dibenzevalvanady]. En todas las conexiones de esta clase, los átomos de metal tienen dos anillos de seis lados en un solo todo. Los 12 vínculos de metal-carbono en estos compuestos son idénticos.

También se sintetiza uranian [bis (ciclooktateten)], en el que el átomo de uranio mantiene dos octavos anillos. Los 16 vínculos de uranio-carbono en el uraniatene son idénticos. Uranian se obtiene mediante la interacción de UCL 4 con una mezcla de ciclooktatetraen y potasio en tetrahidrofurano en menos 300 C.

Tipos simples (únicos) enlaces de los lazos en compuestos bioorgánicos.

Conexión covalente. Comunicación múltiple. Conexión no polar. Comunicación polar.

Electrones de valencia. Orbital híbrido (hibridado). Comunicación longitud

Palabras clave.

Características de los enlaces químicos en compuestos bioorgánicos.

Aromático

Conferencia 1.

Sistemas conjugados: acíclica y cíclica.

1. Características de los enlaces químicos en compuestos bioorgánicos. Hibridación del átomo de carbono orbital.

2. Clasificación de sistemas conjugados: acíclica y cíclica.

3 tipos de emparejamiento: π, π y π, p

4. Criterios de la estabilidad de los sistemas conjugados - 'Energía del emparejamiento' '' '' '' '' '' ''

5. Sistemas de conjugados acíclicos (no cíclicos), tipos de emparejamiento. Representantes principales (alcános, ácidos carboxílicos insaturados, vitamina A, caroteno, licopeno).

6. Sistemas de conjugados cíclicos. Criterios aromáticos. Regla de Hyukkel. El papel de la conjugación π-π-, π-ρ en la formación de sistemas aromáticos.

7. Compuestos aromáticos careciclic: (benceno, naftaleno, antraceno, fenantreeno, fenol, anilina, ácido benzoico): estructura, formación de un sistema aromático.

8. Compuestos aromáticos heterocíclicos (piridina, pirimidina, pirroleto, purina, imidazol, furano, tiofeno): estructura, características de la formación de un sistema aromático. Hibridación de orbitales electrónicos de átomos de nitrógeno en la formación de compuestos heteroaromáticos de cinco y seis miembros.

9. La importancia médica y biológica de los compuestos naturales que contienen sistemas de unión conjugada, y aromáticos.

El nivel inicial de conocimiento para la asimilación del tema (curso de química escolar):

Configuraciones electrónicas de elementos (carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, sulfitial. Halógenos), concepto'orbital '', hibridación de la orientación orbital y espacial de los elementos orbitales de elementos 2 períodos, tipos de enlaces químicos, características de la formación de covalentes. σ-y π: conexiones, cambio de elementos de electronegatividad en el período y un grupo, clasificación y principios de la nomenclatura de los compuestos orgánicos.

Las moléculas orgánicas están formadas por corbatas covalentes. Los enlaces covalentes surgen entre los dos átomos de los núcleos debido al par de electrones totales (comunes). Este método se refiere al mecanismo de intercambio. Formó enlaces no polares y polares.

Conexiones no polares Se caracteriza por una distribución simétrica de densidad electrónica entre dos átomos, que se conecta esta relación.

Los enlaces polares se caracterizan por la distribución asimétrica (desigual) de la densidad de electrones, su desplazamiento ocurre hacia un átomo más electronegativo.

Serie de electricidad (reducida)

A) Elementos: F\u003e O\u003e N\u003e C1\u003e BR\u003e I ~~ S\u003e C\u003e H

B) Atomo de carbono: C (SP)\u003e C (SP 2)\u003e C (SP 3)

Los enlaces covalentes son dos tipos: Sigma (σ) y PI (π).

En las moléculas orgánicas de SIGMA (σ), las comunicaciones están formadas por electrones ubicados en orbitales híbridos (hibridados), la densidad de electrones se encuentra entre los átomos en la línea convencional de su vinculación.

π - Conexión (Pi-Owls) ocurre cuando se superponen a dos orbitales p no mencionados. Los ejes principales de ellos están ubicados en paralelo entre sí y perpendiculares a la línea σ-competencia. La combinación de σ y π - enlaces se llama una conexión doble (múltiple), consta de dos pares de electrones. El triple enlace consta de tres pares de electrones, uno σ, y dos medios π. (En compuestos bioorgánicos es extremadamente raro).

σ - Las comunicaciones están involucradas en la formación del esqueleto de la molécula, son la principal, y π - Las comunicaciones se pueden considerar como propiedades químicas especiales adicionales, pero de tamaño.

1.2. Hibridación del átomo de carbono orbital 6 s

Configuración electrónica de un estado injustificado de átomo de carbono.

se expresa mediante la distribución de los electrones 1S 2 2S 2 2P 2.

Al mismo tiempo, en los compuestos bioorgánicos, también, en la mayoría de las sustancias inorgánicas, el átomo de carbono tiene valencia igual a cuatro.

Hay una transición de uno de los 2s electrones al orbital 2P libre. Ocurren los estados excitados del átomo de carbono, creando la posibilidad de formar tres estados híbridos, designados como SP 3, con SP 2, con SP.

El orbital híbrido tiene características diferentes de '' Tidy'ys S, P, D- Orbitales y es 'mezcla' '' '' dos o más tipos de orbitales no mencionados.

Los orbitales híbridos son peculiares de átomos solo en moléculas.

El concepto de hibridación se introdujo en 1931. L.Poling, eleado del Premio Nobel,.

Considere la ubicación en el espacio de los orbitales híbridos.

Con s p 3 --- ----

En el estado excitado, se forman 4 orbitales híbridos equivalentes. La disposición de los enlaces corresponde a la dirección de los ángulos centrales del tetraedro correcto, el valor del ángulo entre las dos conexiones es 109 0 28 ,.

En los alquín y sus derivados (alcoholes, halógenos, aminas) en todos los átomos de carbono, oxígeno, nitrógeno se encuentran en el mismo deseo híbrido SP 3. Un átomo de carbono forma cuatro, átomo de nitrógeno tres, dos átomos de oxígeno covalentes. σ - Comunicación. Alrededor de estos enlaces es posible rotación gratuita de las partes de la molécula en relación entre sí.

En el estado excitado SP 2, hay tres orbitales híbridos equivalentes, los electrones dispuestos en ellos forman tres σ - Comunicaciones, que se encuentran en el mismo plano, el ángulo entre las conexiones 120 0. 4p ungibridizado - orbitales de dos átomos SOS Forman π -Transmisión exterior. Es perpendicular al avión en el que hay σ - Comunicación. La interacción de P-electrones es en este caso el nombre 'de solapamiento lateral' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' Una conexión múltiple no permite la rotación libre de las partes de la molécula. La posición fija de las partes de la molécula está acompañada por la formación de formas isoméricas dos plano geométrico que se llama: CIS (CIS) - y trans (trans) - isómeros. (cis latencia- una forma, trans latencia- mediante).

π -SVYAZ.

Los átomos asociados con doble enlace están en un estado de hibridación SP 2 y

están presentes en alkens, compuestos aromáticos, forman un grupo carbonilo

\u003e C \u003d O, Azometine Group (Grupo Imino) -CH \u003d N-

Con SP 2 - -----

Fórmula estructural Los compuestos orgánicos se representan utilizando estructuras de lewis (cada par de electrones entre los átomos se reemplaza por un guión)

C 2 H 6 CH 3 - CH3 H H H

1.3. Polarización de conexiones covalentes

La comunicación polar covalente se caracteriza por una distribución desigual de la densidad electrónica. Para referirse a la dirección del desplazamiento de la densidad de electrones, se utilizan dos imágenes convencionales.

Polar σ - comunicación. El desplazamiento de densidad electrónica se denota por una flecha a lo largo de la línea de comunicación. El extremo de la flecha está dirigido hacia el átomo más electronegativo. La aparición de cargos parciales positivos y negativos indican utilizando la letra 'B' '' 'delta' '' con la marca de carga deseada.

b + B - B + B + B - B + B-

CH 3 -\u003e O<- Н СН 3 - > C1 CH 3 -\u003e NN 2

metanol clorometano aminometano (metilamina)

Polar π -svyaz.. El desplazamiento de la densidad de electrones se denota por un semicircular (curvada) flecha sobre la PI-unión también dirigida hacia el átomo más electronegativo. ()

b + B - B + B-

H 2 C \u003d OH 3 - C \u003d\u003d\u003d

metanal |

CH 3 PROPANONE -2

1. Dejar que el tipo de hibridación de átomos de carbono, oxígeno, nitrógeno en la combinación de A, B, V. Nombre de la combinación, usando las reglas de nomenclatura de la IUPAC.

A. CH 3 -CH 2 - CH 2 - B. CH 2 \u003d CH - CH 2 - CH \u003d O

Vh 3 - n - c 2 h 5

2. Hacer notación caracterizando la dirección de la polarización del BP. conexiones especificadas En combinación (A - D)

A. CH 3 - RR B. C 2 H 5 - ON VN 3 -NN-C 2N 5

G. C 2 H 5 - CH \u003d O

Tipos simples (únicos) enlaces de los lazos en compuestos bioorgánicos. - Concepto y especie. Clasificación y características de la categoría "Tipos de enlaces simples (únicos) enlaces en conexiones bioorgánicas". 2014, 2015.

Doble enlace Copular relación de cuatro electrones entre dos átomos adyacentes en la molécula. D. s. Por lo general, se indica mediante dos trazos de valencia:\u003e C \u003d C<, >C \u003d N -,\u003e C \u003d O,\u003e C \u003d S, - N \u003d N -, - N \u003d O y otros. Al mismo tiempo se entiende que un par de electrones con sP 2. o sp.- Forma orbital hibridada S- ° C (ver higo. uno ), cuya densidad electrónica se concentra a lo largo del eje interatómico; S- ° C es similar a una conexión simple. Otro par de electrones con r-Evinales forman p- ° C, cuya densidad electrónica se enfoca fuera del eje interatómico. Si en la formación de D. s. Los grupos IV o V ATOMS del sistema periódico, estos átomos y átomos asociados con ellos están ubicados directamente en el mismo plano; Los ángulos de valencia son 120 °. En el caso de los sistemas asimétricos, la estructura molecular es posible. D. s. más corto que una conexión simple y se caracteriza por una alta barrera de energía de la rotación interna; Por lo tanto, las posiciones de sustituyentes con átomos asociados con D., son notables, y esto causa el fenómeno de la geométrica. isomeria. Los compuestos que contienen D. con., Son capaces de reacciones de adhesión. Si D. s. Electrónicamente simétricos, las reacciones se llevan a cabo tanto por radical (por hidraulica p) y por mecanismos de iones (debido a la acción polarizadora del medio). Si la electronegatividad de los átomos asociados con D. S., varios o si varios sustituyentes están asociados con ellos, entonces P está completamente polarizado. Compuestos que contienen Polar D. S., propensos a la unión sobre el mecanismo iónico: a D. preciso electrónicamente. Los reactivos nucleófilos se unen fácilmente, y al donante de electrones D. S. - Electrófilo. La dirección del desplazamiento de los electrones durante la polarización de D. S. Es habitual indicar las flechas en las fórmulas, y los cargos en exceso resultantes: símbolos d - y d. +. Esto facilita la comprensión de los mecanismos radicales y de iones de las reacciones del apego:

En los compuestos con dos D. S., Separados por un enlace simple, hay una conjugación de p - enlaces y la formación de una nube P -Electrónica única, cuya labilidad se manifiesta a lo largo de toda la cadena ( higo. 2. izquierda). La consecuencia de una conjugación de este tipo es la capacidad de reacciones 1,4-apego:

Si tres D. s. Atrapado en un ciclo de seis miembros, entonces los p -electrons sexteto se convierte en común a todo el ciclo y un sistema aromático relativamente estable se forma (ver higo. 2, a la derecha). La adhesión a tales compuestos, como los reactivos eléctricos y nucleófilos, es enérgicamente difícil. (Ver también Comunicaciones químicas. )