Kovalent bağlar, çift ve üçlü kimyasal bağlar içeren doymamış organik bileşikler ile temsil edilir. Doymamış bileşiklerin doğasını tanımlamak için, L.Poling, Sigma ve π-tahvillerin kavramlarını tanıtıyor, hibridizasyon atomik Orbitaller.

İki S için polinasyon hibridizasyonu ve iki pH elektronu kimyasal bağların yönünü, özellikle metanın tetrahedral konfigürasyonunu açıklamasına izin verildi. Etilenin yapısını karbon atomunun dört eşdeğer SP3 elektronundan açıklamak için, π-iletişim adı verilen ek bir bağlantının oluşumu için bir p-elektronunu tanımlamak için gereklidir. Bu durumda, kalan üç SP2-hibrit orbital, 120 ° açıyla bir düzlemde bulunur ve örneğin düz bir etilen molekülü, örneğin, temel tahviller oluşturur.

Hibridizasyonda (bağlayarak) bir asetilen molekülü durumunda, sadece bir S- ve bir p-orbital karışırken, 180 ° 'lik bir açıda ve zıt taraflara yönlendirilirken iki SP-orbital oluşturulur. İki "saf" p-orbital karbon atomu, birbirine bağlı düzlemlerde çift olarak örtüşerek, doğrusal asetilen molekülünün iki π-bağını oluşturur.

L. Poling'in görüşleri, "kimyasal iletişimin doğası, kimyager'in masa defteri olan, kimyasal iletişimin niteliği olan" kitabında yansıtıldı. 1954'te, L. Polying, Kimyasal Kimya Ödülü'nü, "Kimyasal Bağın Yapısı ve Karmaşık Bileşiklerin Muhalefet Yapısı İçin Uygulaması için" İfadeleriyle İlgili Nobel Ödülü'nü aldı. "

Bununla birlikte, atomik orbitallerin seçici hibridizasyonunun fiziksel anlamı belirsiz kaldı, hibridizasyon, fiziksel gerçekliğin atfedilemediği cebirsel dönüşümlerdi.

Linus Paulong, kimyasal bağın tanımlanmasını, doymamış bileşiklerin moleküllerinde hibridizasyonun hibridizasyonunun seçimini ortadan kaldırmaya ve kavisli kimyasal bağın teorisini oluşturmayı denedi. Kekülün hafızasına adanmış teorik organik kimya sempozyumu hakkındaki raporunda (Londra, Eylül 1958), L. Polying, iki aynı kavisli kimyasal bağın bir kombinasyonu olarak bir çift bağını ve üçlü bağların bir kombinasyonu olarak tanımlanmasının yeni bir yolunu önerdi - üç Kavisli kimyasal bağlar. Bu konuda

sempozyum L. Polying, tüm kategorileriyle tartışıldı:

Son derece önemli bir inovasyonun, Σ, π, σ, π, σ, σ açıklamalarının bir açıklamasının, eğri bağların yardımı ile bir açıklama yerine çift veya üçlü bağlantı ve eşlenik sistemler için açıklamalar olabilir. Bunun, σ, σ tanımının, eğri bağlantıların yardımı ile açıklamadan daha az tatmin edici olduğunu, bu yeniliğin yalnızca geçmesi ve yakında işten çıkarılacağı olduğunu savunuyorum.

İÇİNDE yeni teori Polneg tüm bağlayıcı elektronlar, molekülün çekirdeğini bağlayan satırdan eşdeğer ve eşdeğer hale geldi. Polneg'in kavisli kimyasal bağının teorisi, M. Born'un dalga fonksiyonunun, elektronların coulomb elektronik korelasyonunun istatistiksel olarak yorumlanmasını dikkate aldı. Fiziksel anlamda ortaya çıktı - kimyasal bağın doğası, çekirdeğin ve elektronların elektriksel etkileşimi ile tamamen belirlenir. Bağlama elektronları ne kadar büyükse, interstisyel mesafeyi küçültmek ve karbon atomları arasındaki daha güçlü kimyasal bağ.

Üç Merkez Kimyasal İletişim

Kimyasal bağla ilgili fikirlerin daha da gelişmesi, bazı bor hidritlerinin (boronovodov) bazılarının yapısına izin veren, iki elektronik üç merkez bağının ve topolojik teorinin teorisini geliştiren ABD Lipskomb'un Amerikan fizikokimyasını verdi.

Üç merkezli kimyasal bağda elektron buharı, üç nükleer atom için yaygın hale gelir. Üç merkezli kimyasal bağın en basit temsilcisinde - hidrojen H3 + moleküler iyonu, elektronik çifti, bütünün tamamında üç proton tutar.

Dört tek kovalent işlevi dalış molekülünde çalışır b-H iletişimi ve iki iki elektronlu üç merkez bağlantısı. Tek kovalent bağdaki kimlik arası mesafesi 1.19 Å, üç merkezdeki B-H-B'deki benzer mesafe 1,31 Å'dur. Üç merkezli BHB'nin (φ) açısı 830'dır. Dieboy molekülündeki iki üç merkez bağının kombinasyonu, Bor Atomlarının çekirdeğini DB-B \u003d 2 · 1.31 · SIN φ / 2 \u003d 1.736 mesafesindedir. Å. Ciltleme hidrojen atomlarının çekirdeği, dört tek kovalent bağın bulunduğu düzlemden çıkarılır, bir mesafeden H \u003d 1.31 · COS φ / 2 \u003d 0.981 Å.

Üç merkez bağlantısı sadece iki bor atomunun üçgeninde değil, aynı zamanda üç bor atomu arasında, örneğin, çerçeve borocheidors (Pentaboran - B5H 9, Aralık - B 10 H4, vb.) Arasında gerçekleştirilebilir. .). Bu yapılarda konvansiyonel (terminal) vardır ve üç merkez bağı (köprüleme) hidrojen atomlarında ve boron atomlarından üçgenlere dahildir.

Boranyalıların "gelin" hidrojen atomuyla iki-elektronlu üç merkezli bağlantıları olan varlığı, değerliklerin kanonik doktrini ihlal etti. Daha önce standart bir monovalent eleman olarak kabul edilen hidrojen atomu, iki bor atomlu aynı bağlarla ilişkilendirildiği ortaya çıktı ve resmi olarak iki değerli bir eleman oldu. ABD'nin eserleri, Boraganov'un yapısını deşifre etmek için lilipsm, kimyasal bağ hakkındaki fikirleri genişletti. Nobel Komitesi, William Nanna Lipovsky Ödülü'nü, 1976'da kimyada kimyada, kimyasal bağların sorunlarını açıklığa kavuşturarak, "Boroğlılığın yapısını (borogidritis) incelemek için") ifadesiyle onurlandırdı.

Çok merkezli kimyasal iletişim

1951'de, Beklenmedik bir şekilde, bir disiklopentadienil sentezi ile beklenmedik bir şekilde, tamamen yeni bir demir-organik bileşik aldı. Bilinmeyen bir daha önce elde edilmesi, yalnızca sabit sarı-turuncu bir kristalin demir bileşiği derhal dikkat çekmiştir.

E. Fisher ve D. Yuilinson, birbirinden bağımsız olarak kurulu olan yeni bileşik - iki siklopentadienilin yapısını, paralel, katmanlarda veya merkezde bulunan bir demir atomu olan bir "sandviç" şeklinde bulunur. (Şek. 8). "Ferrosen" adı R. Woodvord (ya da daha doğrusu, D.WATCH grubunun bir çalışanı) tarafından önerildi. Demir atomu ve on karbon atomunun bileşiğindeki varlığını yansıtır (Zehn - on).

Ferrosen molekülündeki tüm on tahvil (C-FE) eşdeğerdir, kimlik arası mesafe mesafesinin değeri FE - C - 2.04 Å. Ferrosen molekülündeki tüm karbon atomları yapısal olarak ve kimyasal olarak eşdeğerdir, her uzunlukta c-C İletişim 1.40 - 1.41 Å (karşılaştırma için, benzen C-C 1.39 Å iletişim uzunluğu). Demir atomunun etrafında 36 elektronik bir kabuk meydana gelir.

1973'te Ernst Otto Fisher ve Jeffrey Wilkinson, "yenilikçi, bağımsız olarak, organometalik, sözde sandviç bileşikleri alanında, yenilikçi, bağımsız olarak iş için," yenilikçi, bağımsız olarak çalışmak "ifadesiyle Nobel Ödülü'ne layık görüldü. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi'nin üyesi olan indarb Lindquist, ödüllülerin sunumunda konuşmasında "Sandviç bileşiklerinde bulunan ilişkilerin ve yapıların yeni ilkelerinin keşfi ve kanıtı, önemli bir başarı, pratik öneme sahip olduğunu söyledi. bu şu anda tahmin etmek imkansız. "

Şu anda birçok metalin disiklopentadienil türevleri elde etti. Geçiş metallerinin türevleri aynı yapıya ve Ferrosen olarak iletişimin aynı yapısına sahiptir. Lantanoidler bir sandviç yapısı değildir, ancak üç parlayan bir yıldıza benzeyen bir tasarım [LA, CE, PR atomları, sonuç olarak oluşturulur, bu nedenle on beş merkezli kimyasal iletişim.

Yakında, Ferrosen'den sonra Dibenzolch tarafından elde edildi. Aynı şemaya göre, Dibenzestumolybdenum ve Dibenzevalvanady]. Bu sınıfın tüm bağlantılarında, metal atomları tek bir bütünün içinde altı taraflı iki yüzük tutar. Bu bileşiklerde 12 metal karbonun tümü aynıdır.

Uranian [BIS (Cyclooktateten) uranyum] ayrıca, uranyum atomunun iki sekizinci yüzüğü tuttuğu sentezlenir. Uranyen içindeki 16 uranyum-karbonun tümü aynıdır. URANIAN, UCL 4'ün eksi 300 C'de tetrahidrofuranda bir sikloktatetraen ve potasyum karışımı ile etkileşimi ile elde edilir.

Biyoorganik bileşiklerde basit (tek) bağlantı türleri.

Kovalent bağlantı. Birden fazla iletişim. Kutupsuz bağlantı. Kutupsal iletişim.

Değerlik elektronları. Hibrit (hibritlenmiş) orbital. Uzunluk iletişimi

Anahtar kelimeler.

Biyoorganik Bileşiklerde Kimyasal Bağların Özellikleri

Aromatik

Ders 1.

Konjuge sistemler: asiklik ve döngüsel.

1. Biyoorganik bileşiklerde kimyasal bağların özellikleri. Karbon atomu orbital hibridizasyonu.

2. Konjugat sistemlerinin sınıflandırılması: asiklik ve döngüsel.

3 Tip Eşleştirme: π, π ve π, p

4. Konjuge sistemlerin stabilitesinin kriterleri - 'eşleştirmenin enerjisi' '' '' '' '' '' '

5. Asiklik (döngüsel olmayan) konjugat sistemleri, eşleştirme tipleri. Başlıca temsilciler (Alkadyalılar, doymamış karboksilik asitler, A vitamini, karoten, lisans).

6. Döngüsel konjugat sistemleri. Aromatik kriterler. Hyukkel Kuralı. Aromatik sistemlerin oluşumunda π-π, π-ρ-konjugasyonun rolü.

7. Karencik aromatik bileşikler: (benzen, naftalen, antrasen, fenantren, fenol, anilin, benzoik asit) - yapı, bir aromatik sistemin oluşumu.

8. Heterosiklik aromatik bileşikler (piridin, pirimidin, pirolet, pürin, imidazol, furan, tiyofen) - yapı, aromatik bir sistemin oluşumunun özellikleri. Beş ve altı üyeli heteroaromatik bileşiklerin oluşumunda nitrojen atomunun elektronik orbitallerinin hibridizasyonu.

9. Konjugat yapıştırma sistemleri ve aromatik içeren doğal bileşiklerin tıbbi ve biyolojik önemi.

Konunun asimilasyonu için ilk bilgi seviyesi (okul kimya kursu):

Elementlerin elektronik konfigürasyonları (karbon, oksijen, azot, hidrojen, sülfitiyal. Halojenler), Concept'Orbital '', elementlerin orbital ve mekansal oryantasyonunun hibridizasyonu 2 dönem, kimyasal bağlar, kovalent oluşumun özellikleri Σ-ve π - Bağlantılar, dönemdeki elektronegativasyon elemanlarının değişmesi ve organik bileşiklerin isimlendirilmesinin bir grup, sınıflandırılması ve ilkeleri.

Organik moleküller tarafından oluşturulur kovalent bağları. Kovalent bağlar, toplam (ortak) elektron çifti nedeniyle iki çekirdek atomu arasında ortaya çıkar. Bu yöntem, değişim mekanizmasını ifade eder. Kutupsuz olmayan ve polar bağlar oluşturdu.

Polar olmayan bağlantılar Bu ilişkinin bağlandığı iki atom arasında bir elektron yoğunluğunun simetrik dağılımı ile karakterize edilir.

Polar bağlar, elektron yoğunluğunun asimetrik (düzensiz) dağılımı ile karakterize edilir, yer değiştirmesi daha elektronegatif bir atoma doğru gerçekleşir.

Elektrik serisi (azaltılmış)

A) Elementler: f\u003e o\u003e n\u003e C1\u003e br\u003e i ~~ s\u003e c\u003e h

B) Karbon Atomu: C (SP)\u003e C (SP2)\u003e C (SP3)

Kovalent bağlar iki tiptir: Sigma (Σ) ve PI (π).

Sigma (Σ) organik moleküllerinde, hibrit (hibridize) orbitaller üzerinde bulunan elektronlar tarafından iletişim oluşturulur, elektron yoğunluğu, bağlanmasının geleneksel hattındaki atomlar arasında bulunur.

π - Bağlantı (PI-OWLS), belirtilen iki p-orbitals'ı örtüşürken ortaya çıkar. Bunların ana eksenleri birbirlerine paralel olarak bulunur ve σ-rekabet hattına diktir. Σ ve π - tahvillerin kombinasyonu çift (çoklu) bir bağlantı denir, iki çift elektrondan oluşur. Üçlü bağ, üç çift elektrondan oluşur - bir σ - ve iki π-araçtır. (Biyoorganik bileşiklerde, son derece nadirdir).

σ - İletişim, molekülün iskeletinin oluşumunda yer almaktadır, bunlar ana ve π - İletişim, ek, ancak özel kimyasal özellikler olarak kabul edilebilir.

1.2. Orbital Karbon Atomunun Hibridizasyonu 6 S

Bozulmamış bir karbon atomunun elektronik konfigürasyonu

elektronların 1S 2 2'si 2 2p 2'nin dağılımı ile ifade edilir.

Aynı zamanda, biyoorganik bileşiklerde olduğu gibi, çoğu inorganik maddelerde, karbon atomunun dördüne eşit değere sahiptir.

2 adet elektrondan birinin ücretsiz 2P orbitaline geçişi var. Karbon atomunun heyecanlandırılmış devletleri meydana gelir, SP2 olarak, SP2 ile SP2 ile SP2 ile belirtilen üç hibrit durum oluşturma olasılığını oluşturur.

Hibrit orbital, '' Tidy'ys S, P, D-orbitaller ve 'karışım' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' farklı olan özelliklere sahiptir..

Hibrit orbitaller sadece moleküllerde atomlara özgüdür.

Hibridizasyon kavramı 1931 yılında tanıtıldı. L.Poling, Nobel Ödülü'nün ödüllendirilmesi.

Hibrit orbitals alanındaki konumu düşünün.

S p3 ile --- -----

Heyecanlı durumda, 4 eşdeğer hibrit orbital oluşur. Tahvillerin düzenlenmesi, doğru tetrahedronun merkezi açılarının yönüne karşılık gelir, iki bağlantı arasındaki açının değeri 109 08 28'dir.

Alkanlar ve türevlerinde (alkol, halojenler, aminler) tüm karbon atomlarında, oksijen, azot aynı hibrit SP3 arzusunda bulunur. Bir karbon atomu dört, azot atomu üç, iki kovalent oksijen atomu oluşturur σ - İletişim. Bu bağlantıların etrafında, molekülün parçalarının birbirine göre serbest dönüşüdür.

Heyecanlı State SP 2'de, üç eşdeğer hibrid yörüngede vardır, elektronlar üzerinde düzenlenen elektronlar üç σ - Aynı düzlemde bulunan iletişim, bağlantılar arasındaki açı 120 0. Ungibridized 2P - iki SOS atomunun orbitalleri π -Ob. Bulunduğu uçağa diktir σ - İletişim. P-elektronların etkileşimi bu durumda, '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' '' ADI olduğu durumlarda. Çoklu bir bağlantı, molekülün parçalarının serbest dönüşüne izin vermez. Molekülün parçalarının sabit konumu, adı verilen iki geometrik düzlem izomerik formun oluşumu eşlik eder: CIS (CIS) - ve trans (trans) - izomerler. (cis lat- Bir yol, trans lat- vasıtasıyla).

π -Svyaz.

Çift bağla ilişkili atomlar, Hibridizasyon SP2'nin durumundadır ve

alkens, aromatik bileşiklerde bulunur, bir karbonil grubu oluşturur

\u003e C \u003d o, azometin grubu (IMINO GROUP) -CH \u003d N-

SP2 ile - --- ---

Yapısal formül Organik bileşikler, Lewis yapıları kullanılarak gösterilmiştir (atomlar arasındaki her bir elektron çifti, bir çizgi ile değiştirilir)

C 2H 6 CH3 - CH3H H H

1.3. Kovalent bağlantıların polarizasyonu

Kovalent polar iletişimi, elektron yoğunluğunun düzensiz dağılmasıyla karakterize edilir. Elektron yoğunluğu ofsetinin yönünü belirtmek için, iki geleneksel görüntü kullanılır.

Polar Σ - İletişim. Elektronik yoğunluk yer değiştirmesi, iletişim hattı boyunca bir ok ile gösterilir. Okun sonu daha elektronegatif atomlara yöneliktir. Kısmi pozitif ve negatif yüklerin görünümü, istenen şarj işareti ile 'B' '' '' '' '' '' harfini kullanarak gösterir.

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

CH3 -\u003e O<- Н СН 3 - > C1 CH3 -\u003e NN 2

metanol klorometan aminometan (metilamin)

Polar π -svyaz.. Elektron yoğunluğunun yer değiştirmesi, daha fazla elektronegative atomuna yönelik pi-yapıştırma üzerindeki yarımirüsküler (kavisli) bir ok ile gösterilir. ()

b + B - B + B-

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

metanal |

CH3 Propanon -2

1. A, B, V. kombinasyonunda karbon atomlarının, oksijen, azotun hibridizasyonunun tipine izin verin, IUPAC isimlendirme kurallarını kullanarak kombinasyonu kullanın.

A. CH3 -CH 2 - CH2 - B. CH2 \u003d CH - CH2 - CH \u003d O

VH 3 - N - S 2 H 5

2. BP'nin kutuplaşmasının yönünü karakterize etmeyin belirtilen bağlantılar Kombinasyon halinde (a - d)

A. CH3 - RR B. C 2 H5 - üzerinde VN 3 -NN-C 2N 5

G. C 2 H5 - CH \u003d O

Biyoorganik bileşiklerde basit (tek) bağlantı türleri. - Konsept ve türler. "Basit (tek) bağlantı kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri Biyoorganik bağlantılardaki bağlantıların bağlantıları." 2014, 2015.

Çift bağ Moleküldeki iki bitişik atom arasındaki kovalent dört elektron ilişkisi. D. s. Genellikle iki değerlik vuruşu ile gösterilir:\u003e c \u003d c<, >C \u003d n -,\u003e c \u003d o,\u003e c \u003d s, - n \u003d n -, - n \u003d o ve diğerleri. Aynı zamanda bir çift elektronun olduğu anlaşılmaktadır. sP 2. veya sP.- Hibritized Orbital Form S- ° C (bkz. İncir. bir ) elektron yoğunluğu interatomik eksen boyunca konsantre olan); S- ° C basit bir bağlantıya benzer. Bir başka elektron çifti r-Evubitals, elektron yoğunluğu, interatomik eksenin dışına odaklanmış olan p- ° C'dir. D. S'nin oluşumundaysanız. Periyodik sistemin atomları IV veya V grupları, bunlarla ilişkili bu atomlar ve atomlar doğrudan aynı düzlemde bulunur; Değerlik açıları 120 °. Asimetrik sistemler durumunda, moleküler yapı mümkündür. D. s. basit bir bağlantıdan daha kısa ve iç rotasyonun yüksek bir enerji bariyeri ile karakterize edilir; Bu nedenle, ikame edicilerinin D ile ilişkili atomlarla olan pozisyonları, notaquivalent değildir ve bu, geometrik fenomenine neden olur. İsomeria. D. ile birlikte bileşikler., Katılım reaksiyonları yeteneğine sahiptir. Eğer D. s. Elektronik olarak simetrik, reaksiyonlar hem radikal (hidrolik p-forge ile) hem de iyon mekanizmalarıyla (ortamın polarizasyon etkisiyle) yapılır. D. S ile ilişkili atomların elektronegativasyonu., Çeşitli veya çeşitli ikame maddeleri bunlarla ilişkilendirilirse, P tamamen polarize edilir. Polar D içeren bileşikler., İyonik mekanizma üzerine bağlanmaya eğilimlidir: elektronik olarak doğru D. ile. Nükleofilik reaktifler kolayca bağlanır ve elektron donör D. s. - elektrofil. D D. S'nin polarizasyonu sırasında elektronların yer değiştirmesinin yönü. Formüllerde okları ve elde edilen fazla ücretleri belirtmek alışılmıştır - semboller d - ve d. +. Bu, bağlanma reaksiyonlarının radikal ve iyon mekanizmalarının anlaşılmasını kolaylaştırır:

İki D'lü bileşiklerde, basit bir bağla ayrılmış olarak, p - tahvillerin bir konjugasyonu ve tüm zincir boyunca kendini gösteren tek bir p -elektronik bulutun oluşumu vardır ( İncir. 2. ayrıldı). Böyle bir konjugasyonun sonucu, 1,4-ataşman reaksiyonları için yeteneğidir:

Üç D. S. Altı üyeli bir döngüde yakalandı, daha sonra Sextet P -elektronları tüm döngü için yaygınlaşır ve nispeten stabil bir aromatik sistem oluşturulur (bkz. ( İncir. 2, sağda). Elektrik ve nükleofilik reaktifler gibi bu tür bileşiklere katılım enerjik olarak zordur. (Ayrıca bakınız Kimyasal İletişim. )