АдукацыяСярэднюю адукацыю і школы

Прасторавае будову малекул неарганічных і арганічных рэчываў

Прасторавае будову малекул неарганічных і арганічных рэчываў мае вялікае значэнне пры апісанні іх хімічных і фізічных уласцівасцяў. Калі разглядаць рэчыва як набор літарак і лічбаў на паперы, не заўсёды можна прыйсці да правільным высноў. Каб апісаць многія з'явы, асабліва звязаныя з арганічнай хіміяй, неабходна ведаць стереометрическое будова малекулы.

Што такое стэрэаметрыю

Стэрэаметрыю - гэта раздзел хіміі, які тлумачыць ўласцівасці малекул рэчывы зыходзячы з яго будынка. Прычым прасторавае ўяўленне малекул гуляе тут вялікую ролю, бо яно з'яўляецца ключом да разгадкі многіх біяарганічнай з'яў.

Стэрэаметрыю ўяўляе сабой комплекс асноўных правілаў, па якіх амаль любую малекулу можна прадставіць у аб'ёмнай форме. Недахопам брута-формулы, напісанай на звычайным лістку паперы, з'яўляецца няздольнасць яе раскрыць поўны пералік уласцівасцяў доследнага рэчывы.

Прыкладам можа здарыцца фумаровая кіслата, якая ставіцца да класа двухосновная. Яна дрэнна растваральная ў вадзе, не атрутная і можа сустракацца ў прыродзе. Аднак, калі змяніць прасторавае размяшчэнне СООН-груп, можна атрымаць зусім іншае рэчыва - малеиновую кіслату. Яна добра растваральная ў вадзе, можа быць атрымана толькі штучна, уяўляе сабой небяспеку для чалавека з-за таксічных уласцівасцяў.

Стереохимическая тэорыя ванты-Гоф

У 19 стагоддзі прадстаўлення М.Бутлерова аб плоскім будынку любы малекулы не маглі растлумачыць многіх уласцівасцяў рэчываў, асабліва арганікі. Гэта з'явілася штуршком да напісання ванты-Гоф працы «Хімія ў прасторы», у якой ён дапоўніў тэорыю М.Бутлерова сваімі даследаваннямі ў гэтай галіне. Ён увёў паняцце прасторавага будовы малекул, а таксама растлумачыў важнасць свайго адкрыцця для хімічнай навукі.

Так было даказана існаванне трох відаў малочнай кіслаты: мяса-малочнай, правовращающей і малочнай кіслаты закісання. На лісце паперы для кожнага з гэтых рэчываў структурная формула будзе адна і тая ж, аднак прасторавае будову малекул тлумачыць гэта з'ява.

Следствам стереохимической тэорыі ванты-Гоф стала доказ таго факту, што вугляродны атам не з'яўляецца плоскім, бо яго чатыры валентныя сувязі звернутыя да вяршыняў ўяўнага тэтраэдра.

Піраміда са прасторавае будынак арганічных малекул

Зыходзячы іх высноў ванты-Гоф і яго даследаванняў, кожны вуглярод у шкілеце арганічнага рэчыва можна прадставіць у выглядзе тэтраэдра. Так мы можам разгледзець 4 магчымых выпадкі адукацыі С-З сувязяў і растлумачыць будынак такіх малекул.

Першы выпадак - калі малекула ўяўляе сабой адзін атам вугляроду, які ўтварае 4 сувязі з пратонамі вадароду. Прасторавае будову малекул метану практычна цалкам паўтарае абрысы тэтраэдра, аднак валентны кут трохі зменены з прычыны ўзаемадзеяння атамаў вадароду.

Адукацыя адной хімічнай С-С сувязі можна прадставіць у выглядзе двух пірамід, якія злучаныя паміж сабой агульнай вяршыняй. З такой пабудовы малекулы відаць, што гэтыя Тэтраэдр могуць круціцца вакол сваёй восі і свабодна змяняць становішча. Калі разглядаць гэтую сістэму на прыкладзе малекулы этану, вугляроды ў шкілеце сапраўды здольныя круціцца. Аднак з двух характэрных палажэнняў перавага аддаецца энергетычна выгаднаму, калі вадароду ў праекцыі Ньюмана не перакрываюцца.

Прасторавае будова малекулы этылену служыць прыкладам трэцяга варыянту адукацыі С-З сувязяў, калі два тэтраэдра маюць адну агульную грань, г.зн. перасякаюцца па дзвюх сумежных вяршыняў. Становіцца зразумела, што з-за такога стереометрического становішча малекулы рух атамаў вугляроду адносна сваёй восі абцяжарана, бо патрабуе разрыву адной з сувязяў. Затое становіцца магчымым адукацыя цис- і трансізамераў рэчываў, бо два свабодных радыкала ад кожнага вугляроду могуць размяшчацца альбо люстрана, альбо крыж-накрыж.

Цис- і трансположение малекулы тлумачыць існаванне фумаровой і малеиновой кіслот. Паміж атамамі вугляроду ў гэтых малекулах ўтворана дзве сувязі, і на кожны з іх прыпадае па адным атаму вадароду і СООН-групе.

Апошні выпадак, які характарызуе прасторавае будову малекул, можа быць прадстаўлены двума пірамідамі, якія маюць адну агульную грань і злучаны паміж сабой трыма вяршынямі. Прыкладам з'яўляецца малекула ацэтылену.

Па-першае, такія малекулы не маюць цис- або транс-ізамерыя. Па-другое, атамы вугляроду не здольныя круціцца вакол сваёй восі. І па-трэцяе, усе атамы і іх радыкалы размяшчаюцца на адной восі, а валентны кут складае 180 градусаў.

Безумоўна, апісаныя выпадкі могуць прымяняцца да рэчываў, шкілет якіх утрымлівае больш за два атамаў вадароду. Прынцып стереометрического пабудовы такіх малекул захоўваецца.

Прасторавае будову малекул неарганічных рэчываў

Адукацыя кавалентных сувязяў у неарганічных злучэннях падобна па механізме з такім у арганічных рэчываў. Для адукацыі сувязі неабходна наяўнасць неподеленных электронных пар у двух атамаў, якія ўтвараюць агульнае электроннае воблака.

Перакрываць арбіталей пры адукацыі кавалентнай сувязі адбываецца па адной лініі ядраў атамаў. Калі атам ўтварае дзве і больш сувязі, то адлегласць паміж імі характарызуецца велічынёй валентнасці кута.

Калі разглядаць малекулу вады, якая ўтворана адным атамам кіслароду і двума атамамі вадароду, валентны кут у ідэале павінен быў бы скласці 90 градусаў. Аднак эксперыментальныя даследаванні даказалі, што гэтая велічыня складае 104,5 градусаў. Прасторавае будову малекул адрозніваецца ад тэарэтычна прадказанага з-за наяўнасці сіл ўзаемадзеяння паміж атамамі вадароду. Яны адштурхваюцца адзін ад аднаго, тым самым павялічваючы валентны кут паміж імі.

Sp-гібрыдызацыя

Гібрыдызацыя - гэта тэорыя адукацыі аднолькавых гібрыдных арбіталей малекулы. Адбываецца гэта з'ява з-за наяўнасці ў цэнтральнага атама неподеленных электронных пар на розных энергетычных узроўнях.

Для прыкладу разгледзім адукацыю кавалентных сувязяў малекулы BeCl2. У берылію неподеленные электронныя пары знаходзяцца на s і p узроўнях, што ў тэорыі павінна паслужыць прычынай адукацыі няроўнай кутні малекулы. Аднак на практыцы яны лінейныя, а валентны кут складае 180 градусаў.

Sp-гібрыдызацыя выкарыстоўваецца пры фарміраванні двух кавалентных сувязяў. Аднак існуюць і іншыя віды адукацыі гібрыдных арбіталей.

Sp2-гібрыдызацыя

Гэты тып гібрыдызацыі адказвае за прасторавае будову малекул з трыма кавалентная сувязь. Прыкладам з'яўляецца малекула BCl3. Цэнтральны атам барыю мае тры неподеленные электронныя пары: дзве на p-узроўні і адну на s-узроўні.

Тры кавалентным сувязі ўтвараюць малекулу, якая размяшчаецца ў адной плоскасці, а яе валентны кут складае 120 градусаў.

Sp3-гібрыдызацыя

Яшчэ адзін варыянт фарміравання гібрыдных арбіталей, калі цэнтральны атам мае 4 неподеленные электронныя пары: 3 на p-узроўні і 1 на s-узроўні. Прыклад такога рэчыва - метан. Прасторавае будову малекул метану ўяўляе сабой тетраэрд, валентны кут у якім складае 109,5 градусаў. Змена велічыні кута характарызуецца узаемадзеяннем атамаў вадароду паміж сабой.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.birmiss.com. Theme powered by WordPress.