A kovalens kötéseket a kettős és hármas kémiai kötéseket tartalmazó telítetlen szerves vegyületek képviselik. A telítetlen vegyületek jellegének leírásához L.poling bemutatja a Sigma- és π-kötvények fogalmát, hibridizációt atomi orbitálok.

A poling hibridizáció két S- és két pH-elektron számára lehetővé tette a kémiai kötések irányát, különösen a metán tetraedrális konfigurációját. Hogy megmagyarázza a szerkezet etilén négy ekvivalens SP3 elektronok a szénatom, meg kell határoznia egy p-elektron a kialakulását egy további kapcsolat nevezett π-kommunikáció. Ebben az esetben a három fennmaradó SP2-hibrid orbitális 120 ° -os szögben helyezkedik el, és alapkötéseket képez, például egy lapos etilén molekulát.

Az acetilén molekula hibridizációban (lengyel) esetében csak egy S- és egy p-orbitális érintettek, míg két sp-pályás alakul ki, amely 180 ° -os szögben van, és ellentétes oldalakra irányul. Két "tiszta" p-orbitális szénatom párosul átfedik az interdepependacularis síkokban, amely a lineáris acetilén molekula két π-kötését képezi.

Az L. Poling kilátása tükröződött a "Kémiai kommunikáció természete, sok éven át, aki a kémikus íróasztalává vált. 1954-ben az L. Polying a kémiai Nobel-díjat kapta a Kémiai Bond természetének tanulmányozásához és az összetett vegyületek ellenzéki struktúrájához való alkalmazásához. "

Az atomi pályák szelektív hibridizációjának fizikai jelentése azonban nem világos maradt, hibridizáció volt algebrai transzformációk, amelyeket a fizikai valóság nem tulajdonítható.

Linus Paulong megpróbálta javítani a kémiai kötés leírását, kiküszöböli a telítetlen vegyületek molekuláiban lévő orbidálási hibridizáció választási lehetőségeit, és az ívelt kémiai kötés elméletét hozta létre. A Kekule (London, 1958. szeptember) emlékére vonatkozó elméleti szerves kémiai szimpóziumról szóló jelentésről szóló jelentésben az L. Polying új módja annak, hogy két azonos ívelt kémiai kötés kombinációját írják le a kettős kötést, és háromszoros kötvényeket ívelt kémiai kötvények. Ezen

a Szimpózium L. Polying minden kategorikus:

Lehet, hogy kémikusok, hisz abban, hogy rendkívül fontos innováció ... A σ, π- leírások leírása kettős vagy hármas tengelykapcsoló és konjugált rendszerek helyett a leírás helyett ívelt kötvények segítségével. Azt állítom, hogy σ, π- leírás kevésbé kielégítő, mint a leírás, az ívelt linkek segítségével, hogy ez az innováció csak áthalad, és hamarosan elutasítja.

BAN BEN Új elmélet POLNEG Az összes kötő elektron egyenértékűvé és egyenértékűvé vált a molekula rendszermag összekötő vonalától. A Polneg ívelt kémiai kötvényének elmélete figyelembe vette az M. születésű hullámfüggvény statisztikai értelmezését, a Coulomb elektronikus elektronikus korrelációját. A fizikai értelemben megjelent - a kémiai kötés jellegét teljes mértékben meghatározzák a magok és az elektronok elektromos kölcsönhatása. Minél nagyobb a kötő elektronok, annál kisebb az interstitiális távolság és a szénatomok közötti erősebb kémiai kötés.

Három központ kémiai kommunikáció

A kémiai kötéssel kapcsolatos ötletek továbbfejlesztése az U. Lipskomber amerikai fizikai-kémiai anyatejét adta, amely kifejlesztette a két elektronikus három központi kapcsolatok és topológiai elmélet elméletét, lehetővé téve néhány bór-hidrid (Boronovodov) szerkezetét.

Az elektrongőz három középpontú kémiai kötésben három atomatomra gyakori. A háromközpontú kémiai kötés legegyszerűbb képviselőjében - a hidrogén molekuláris ionja H3 + Az elektronikus pár három protont tart egész egészben.

Négy egyedi kovalens funkció működik a merülési molekulában b-H kommunikáció és két két-elektron három központi kapcsolatok. Az egyszeri kovalens kötéssel kapcsolatos inter-identitási távolság 1,19 Å, míg a három központi B-H-B hasonló távolság 1,31 Å. A három központi BHB (φ) szöge 830. A diablós molekulában két három középpontos kötés kombinációja lehetővé teszi a bór-atomok rendszermagjának a DB-B \u003d 2,31 · SIN Φ / 2 \u003d 1.736 távolságát Å. A kötési hidrogénatomok magját eltávolítjuk a síkból, amelyben négy egy kovalens kötés található, H \u003d 1,31 · cos φ / 2 \u003d 0,981 Å távolságban.

Három középső kapcsolat megvalósítható nemcsak két bóratom és egy hidrogénatom háromszögében, hanem a három bóratom között, például a keret borocheidorok (Pentaboran - B 5H 9, december 10 h 4, stb .).). Ezekben a struktúrákban a hagyományos (terminál) van, és a háromközponti kötés (áthidaló) hidrogénatomok és a bóratomok háromszögeiben szerepelnek.

A boránok létezése két elektron háromközpontú csatlakozásokkal a "menyasszonyi" hidrogénatomokkal megsértette a valencia kanonikus doktrínáját. A hidrogénatom, aki korábban szabványos monovalens elemnek tartott, kiderült, hogy ugyanazok a kötésekhez kapcsolódnak két bóratommal, és hivatalosan kétértékű elem lettek. Az U. LILIPSM munkái a Boraganov struktúrájának megfejtésére kiterjesztették a kémiai kötvény ötleteit. A Nobel-bizottság tiszteletben tartotta William Nanna Lipovsky-díjat 1976-ban a "boránok szerkezetének (borogidritis) szerkezetének tanulmányozására, a kémiai kötvények problémáinak tisztázása érdekében).

Multicenter kémiai kommunikáció

1951-ben a t.kili és a P.Poson váratlanul a diciklopentadienil szintézisével teljesen új vas-szerves vegyületet kapott. Egy ismeretlen korábbi, kizárólag stabil sárga-narancssárga kristályos vasaló vegyület azonnal felkeltette a figyelmet.

E. Fisher és D. yuilinson, egymástól függetlenül az új vegyület szerkezetétől - a ciklopentadienil-két gyűrű párhuzamosan, rétegekben, vagy "szendvics" formájában helyezkedik el, a közepén (8. ábra). A "ferrocén" nevet R. Woodvord (vagy inkább a D. Group) munkatársat javasolta. Ez tükrözi a vas atom és tíz szénatom (ZEHN - TEN).

A ferrocén molekulában mind a tíz kötvény (C-Fe) egyenértékű, az Identity Távolság értéke FE - C - 2.04 Å. A ferrocén molekulában lévő összes szénatom szerkezetileg és kémiailag egyenértékű, minden hossz c-C kommunikáció 1.40 - 1.41 Å (összehasonlításként benzol C-C 1.39 Å kommunikációs hosszban). A vasatom körül 36 elektronikus héj történik.

1973-ban, Ernst Otto Fisher és Jeffrey Wilkinson kapta a kémiai Nobel-díjat a megfogalmazás „az innovatív, függetlenül a munka, a területen fémorganikus, úgynevezett szendvics vegyületek.” Indarb Lindquist, a Svéd Királyi Tudományos Akadémia tagja, beszédében a Laureeates bemutatásakor elmondta, hogy "a szendvicsvegyületekben rendelkezésre álló kapcsolatok és struktúrák új elveinek felfedezése és bizonyítéka jelentős eredmény, a gyakorlati jelentőség amelyek jelenleg lehetetlen megjósolni. "

Jelenleg számos fém diciklopentadienil-származékokat kaptunk. Az átmeneti fémek származékai ugyanolyan struktúrával rendelkeznek, és ugyanolyan jellegű kommunikációs ferrocénként. A lantanoidok nem egy szendvicsszerkezetet alkotnak, hanem egy olyan design, amely hasonlít egy három-sévesztő csillagra [LA, CE, PR atomok, következésképpen létrejött, ezért tizenöt központosított kémiai kommunikáció.

Hamarosan, miután a ferrocént kapta a dibenzolch. Ugyanezen rendszer szerint, Dibenzestumolybdenum és Dibenzevalvanady]. Az osztály minden csatlakozásában a fém atomok két hatoldalú gyűrűt tartanak egyetlen egészben. A vegyületek mindegyike mindkét 12 kapcsolata azonos.

Az urán [bis (ciklooktateten) urán] szintetizált, amelyben az uránatom két nyolcadik gyűrűt tart. Az uraniatén mind az urán-szén mindegyike azonos. Az uránokat az UCL 4 interakciójával kapjuk ciklooktatetraen és kálium keverékével tetrahidrofuránban, mínusz 300 ° C.

Egyszerű (egyetlen) összekötő kötés típusa bioorganikus vegyületek.

Kovalens kapcsolat. Többszörös kommunikáció. Nem poláros kapcsolat. Poláris kommunikáció.

Vegyérték elektronok. Hibrid (hibridizált) Orbital. Hosszabb kommunikáció

Kulcsszavak.

A kémiai kötések jellemzői bioorganikus vegyületekben

Aromás

1. előadás.

Konjugált rendszerek: aciklusos és ciklikus.

1. A kémiai kötések jellemzői bioorganikus vegyületekben. Szénatom hibridizálása Orbital.

2. A konjugátumrendszerek besorolása: aciklusos és ciklikus.

3 párosítás típusa: π, π és π, p

4. A konjugátumrendszerek stabilitásának kritériumai - "A párosítás energiája" "" '' '' '' '' ''

5. Acyclic (nem ciklikus) konjugátumrendszerek, párosítási típusok. Főbb képviselők (alkádok, telítetlen karbonsavak, A-vitamin, karotin, licopin).

6. Ciklikus konjugátumrendszerek. Aromás kritériumok. Hyukkel szabály. Az π-π-, π-ρ-konjugáció szerepe aromás rendszerek kialakulásában.

7. Carechlic aromás vegyületek: (benzol, naftalin, antracén, fenantrén, fenol, anilin, benzoesav) - aromás rendszer képződése.

8. Heterociklusos aromás vegyületek (piridin, pirimidin, pirrolet, purin, imidazol, furán, tiofén) - aromás rendszer kialakulásának jellemzői. A nitrogénatom elektronikus orbitáljainak hibridizálása öt és hat tagú heteroaromás vegyület kialakulásában.

9. A konjugált kötési rendszereket tartalmazó természetes vegyületek orvosi és biológiai jelentősége és aromás.

A téma asszimilációjának kezdeti szintje (iskolai kémiai tanfolyam):

Elektronikus konfigurációk az elemek (szén, oxigén, nitrogén, hidrogén, kénsav-halogének), koncepció "-" "", az elemek orbidális és térbeli orientációjának hibridizálása 2 elemek, kémiai kötések típusai, a kovalens kialakulásának jellemzői σ és π - kapcsolatok, elektronegativitási elemek változása az időszakban és a szerves vegyületek nómenklatúrájának besorolása és elvei.

A szerves molekulákat alkotják kovalens kötések. Kovalens kötések merülnek fel a két nuklei atomok között a teljes (közös) páros elektronpár miatt. Ez a módszer a csere mechanizmusra vonatkozik. Nem poláris és poláris kötéseket alkotott.

Nem poláris kapcsolatok Jellemzi az elektronsűrűség szimmetrikus eloszlását két atom között, amelyet ez a kapcsolat csatlakozik.

A poláris kötéseket az elektronsűrűség aszimmetrikus (egyenetlen) eloszlása \u200b\u200bjellemzi, az elmozdulás egy elektrongatív atom felé fordul.

Villamosenergia-sorozat (csökkentett)

A) Elemek: F\u003e O\u003e N\u003e C1\u003e BR\u003e I ~ ~ s\u003e c\u003e h

B) Szénatom: C (SP)\u003e C (SP 2)\u003e C (SP 3)

A kovalens kötések kétféle típus: sigma (σ) és pi (π).

A Sigma (σ) szerves molekuláiban a kommunikációt a hibrid (hibridizált) orbitálokon elhelyezkedő elektronok alkotják, az elektronsűrűség az atomok között a hagyományos kötődésükön lévő atomok között helyezkedik el.

π - A csatlakozás (PI-OWLS) akkor fordul elő, ha két nem említett p-orbital átfedik. A fő tengelyei egymással párhuzamosak és merőlegesek a vonal σ-versenyre. Az σ és π-kötvények kombinációját kettős (többszörös) csatlakozásnak nevezik, két pár párból áll. A hármas kötés három elektronpárból áll - egy σ - és két π-eszköz. (Bioorganikus vegyületekben rendkívül ritka).

σ - A kommunikáció részt vesz a molekula csontvázának kialakításában, ezek a fő, és π - A kommunikáció további, de speciális kémiai tulajdonságok méretezésének tekinthető.

1.2. Az orbitális szénatom hibridizálása 6 s

Elektronikus konfiguráció egy kivitatlan szénatom

az elektront 1S 2 2S 2 2P 2 elosztását fejezi ki.

Ugyanakkor a bioorganikus vegyületekben is, a legtöbb szervetlen anyagban a szénatom négy valenciája négy.

A 2-es elektronok egyikének átmenete az ingyenes 2p orbitálisra. A gerjesztett állapotainak a szénatom fordul elő, lehetőségének megteremtése alkotó három hibrid Államok, kijelölt SP 3, SP 2, SP.

A hibrid orbitális olyan tulajdonságokkal, amelyek különböznek a „” tidy'ys S, P, D- pályák és „keverék” „” „” két vagy több típusú nem említett orbitális.

A hibrid orbitálok csak a molekulákban lévő atomokhoz vannak.

A hibridizáció fogalmát 1931-ben vezették be. L.poling, a Nobel-díjasok laureate.

Tekintsük a helyét a hibrid orbitálok térében.

S p 3 --- --- ----

A izgatott állapotban 4 egyenértékű hibrid orbitál alakul ki. A kötvények elrendezése megfelel a megfelelő tetraéder középszögének irányának, a két bármely csatlakozás közötti szög értéke 109 0 28 ,.

Az alkánokban és származékaikban (alkoholok, halogének, aminok) minden szénatomban, oxigénben, nitrogénban helyezkednek el ugyanabban a hibrid SP 3 vágyban. A szénatom négy, nitrogénatomot képez, két kovalens oxigénatomot tartalmaz σ - Kommunikáció. Ezek körüli kapcsolatok körül a molekula részei szabad forgatása egymáshoz képest.

A gerjesztett SP 2 állapotban három egyenértékű hibrid orbitális létezik, az elektronok háromra elrendezett elektronok σ - Az ugyanabban a síkban található kommunikáció, a 120 0 csatlakozások közötti szög. Ungribridized 2p - két SOS atom formájú orbitálok π -. Ez merőleges a síkra, ahol vannak σ - Kommunikáció. A P-elektronok kölcsönhatása ebben az esetben az oldalsó átfedés "'' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' A többszörös kapcsolat nem teszi lehetővé a molekula részei szabad forgását. A molekula részei rögzített helyzetét két geometriai sík izomer formák kialakulása kíséri, amelyeket a következők: cisz (cisz) - és transz (transz)-isomerek. (cisz lat- egyirányú, transz lat- keresztül).

π -Svyaz.

A kettős kötéssel kapcsolatos atomok hibridizációs SP 2 állapotban vannak

vannak jelen az alkensben, aromás vegyületekben, karbonilcsoportot képeznek

\u003e C \u003d O, azimetincsoport (imino csoport) -CH \u003d n-

Az SP 2 --- ---------------

Szerkezeti képlet A szerves vegyületeket Lewis szerkezetek segítségével ábrázolják (az atomok között az atomok párja egy kötőjel helyettesít)

C 2H 6 CH 3 - CH 3H h

1.3. Kovalens kapcsolatok polarizációja

A kovalens poláros kommunikációt az elektronsűrűség egyenetlen eloszlása \u200b\u200bjellemzi. Az elektronsűrűség eltolásának irányába való hivatkozáshoz két hagyományos képet használnak.

Polar σ - Kommunikáció. Az elektronikus sűrűség elmozdulást a kommunikációs vonal mentén nyíl jelöli. A nyíl vége az elektrontegratív atom felé irányul. A részleges pozitív és negatív díjak megjelenése azt jelzi, hogy a "B '' '' 'delta' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' 'with a kívánt töltési jelet.

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

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

metanol klór-metán amino-metán (metil-amin)

Polar π -Svyaz.. Az elektronsűrűség elmozdulását félköríves (ívelt) nyíl jelöljük a pi-kötés fölött, amely az elektrongatív atom felé irányul. ()

b + B - B + B-

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

metanal |

CH 3 propanon -2

1. Engedje meg, hogy a szénatomok, az oxigén, a nitrogén hibridizációjának típusa A, B, V. A kombináció neve, az IUPAC nómenklatúra szabályai.

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

VH 3 - N - S 2H 5

2. Készítsen jelölést a BP polarizációjának irányának jellemzésére meghatározott kapcsolatok Kombinációban (A - D)

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

G. C 2H 5 - CH \u003d O

Egyszerű (egyetlen) összekötő kötés típusa bioorganikus vegyületek. - koncepció és fajok. A kategória besorolása és jellemzői "Egyszerű (egyszemélyes) link linkek a bioorganikus kapcsolatokban." 2014, 2015.

Kettős kötés Kovalens négy elektron kapcsolat a molekula két szomszédos atomja között. D. s. Általában két Valence stroke jelzi:\u003e c \u003d c<, >C \u003d N -,\u003e C \u003d O,\u003e C \u003d S, - N \u003d N -, - N \u003d O és mások. Ugyanakkor érthető, hogy egy pár elektron sP 2. vagy sp.- hibridizált orbitális forma S- ° C (lásd Ábra. egy ), amelynek az elektronsűrűségét az interatomiális tengely mentén koncentráljuk; Az S- ° C hasonló egy egyszerű kapcsolathoz. Egy másik pár elektron r- A P- ° C-os képeket képezi, amelynek az elektronsűrűség az interatomiális tengelyen kívül esik. Ha D. s kialakulása. A periodikus rendszer IV vagy V csoportjai, ezekhez kapcsolódó atomok és atomok közvetlenül ugyanabban a síkban találhatók; Valence szögek 120 °. Az aszimmetrikus rendszerek esetében a molekuláris szerkezet lehetséges. D. s. Rövidebb, mint egy egyszerű kapcsolat, és a belső forgatás nagy energiájú gátja jellemzi; Ezért a D.-hez kapcsolódó atomokkal rendelkező szubsztituensek pozíciói nem értékesek, és ez a geometriai jelenséget okozza isomeria. A D.-t tartalmazó vegyületek. A csatlakozási reakciók képesek. Ha D. s. Elektronikusan szimmetrikus, a reakciókat radikális (hidraulika p-erővel) és ion mechanizmusokkal végezzük (a közeg polarizáló hatásának köszönhetően). Ha a D. S-hez társított atomok elektronegativitása, különböző vagy ha különböző szubsztituensek társulnak velük, akkor p teljesen polarizált. A poláris d. s-t tartalmazó vegyületek, hajlamosak az ionos mechanizmusra való rögzítésre: elektronikusan pontos D. A nukleofil reagensek könnyen csatlakoztathatók, és az elektron donor D. s. - Elektrofil. Az elektronok elmozdulásának iránya D. s polarizációja során. Ez szokásos, hogy jelzi a nyilakat a képletekben, és az így kapott felesleges díjak - szimbólumok d - és d. +. Ez megkönnyíti a rögzítés radikális és ion mechanizmusainak megértését:

Két D. s-vel rendelkező vegyületekben., Egy egyszerű kötéssel elválasztva, a P-kötések konjugációja és egyetlen P--elektronikus felhő kialakulása, amelynek az egész lánc mentén nyilvánul meg magát ( Ábra. 2. bal). Az ilyen konjugáció következménye az 1,4-rögzítésre való reakciók képessége:

Ha három D. s. Hattagú ciklusban fogott, majd a Sext P----p -elektronok gyakoriak a teljes ciklusra, és viszonylag stabil aromás rendszer alakul ki (lásd Ábra. 2, jobb oldalon). Az ilyen vegyületekhez való csatlakozás, mint például az elektromos és a nukleofil reagensek energikusan nehéz. (Lásd még Kémiai kommunikáció. )