ជំពូកទី 2. ចំណងគីមី និងឥទ្ធិពលទៅវិញទៅមកនៃអាតូមនៅក្នុងសមាសធាតុសរីរាង្គ
លក្ខណៈគីមីនៃសមាសធាតុសរីរាង្គត្រូវបានកំណត់ដោយប្រភេទនៃចំណងគីមី ធម្មជាតិនៃអាតូមដែលជាប់ចំណង និងឥទ្ធិពលទៅវិញទៅមកនៅក្នុងម៉ូលេគុល។ កត្តាទាំងនេះ ត្រូវបានកំណត់ដោយរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូម និងអន្តរកម្មនៃគន្លងអាតូមិករបស់វា។
២.១. រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមកាបូន
ផ្នែកនៃលំហអាតូមដែលប្រូបាប៊ីលីតេនៃការស្វែងរកអេឡិចត្រុងគឺអតិបរមាត្រូវបានគេហៅថាគន្លងអាតូមិក (AO) ។
នៅក្នុងគីមីវិទ្យា គោលគំនិតនៃគន្លងកូនកាត់នៃអាតូមកាបូន និងធាតុផ្សេងទៀតត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយ។ គោលគំនិតនៃការបង្កាត់ជាវិធីនៃការពិពណ៌នាអំពីការរៀបចំឡើងវិញនៃគន្លងគឺចាំបាច់នៅពេលដែលចំនួនអេឡិចត្រុងដែលមិនបានផ្គូផ្គងនៅក្នុងស្ថានភាពដីនៃអាតូមគឺតិចជាងចំនួនចំណងដែលបានបង្កើតឡើង។ ឧទាហរណ៍មួយគឺអាតូមកាបូន ដែលនៅក្នុងសមាសធាតុទាំងអស់បង្ហាញដោយខ្លួនវាថាជាធាតុ tetravalent ប៉ុន្តែយោងទៅតាមច្បាប់សម្រាប់ការបំពេញគន្លងនៅលើកម្រិតអេឡិចត្រូនិចខាងក្រៅរបស់វា មានតែអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងពីរប៉ុណ្ណោះនៅក្នុងស្ថានភាពដី 1s 2 2s 2 2p 2 (រូបភព។ ២.១, កនិងឧបសម្ព័ន្ធ ២-១)។ នៅក្នុងករណីទាំងនេះ វាត្រូវបានគេសន្មត់ថាគន្លងអាតូមិកផ្សេងៗគ្នា ដែលនៅជិតថាមពល អាចលាយបញ្ចូលគ្នា បង្កើតបានជាគន្លងកូនកាត់ដែលមានរូបរាង និងថាមពលដូចគ្នា។
គន្លងកូនកាត់ ដោយសារតែការត្រួតស៊ីគ្នាកាន់តែច្រើន បង្កើតបានជាចំណងរឹងមាំជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងគន្លងដែលមិនបង្កាត់។
អាស្រ័យលើចំនួននៃគន្លងបង្កាត់ អាតូមកាបូនអាចស្ថិតនៅក្នុងរដ្ឋមួយក្នុងចំណោមរដ្ឋទាំងបី
អង្ករ។ ២.១.ការចែកចាយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងនៅអាតូមកាបូននៅក្នុងដី (ក) រំភើប (ខ) និងរដ្ឋបង្កាត់ (គ - sp 3, g-sp2, ឃ- sp)
ការបង្កាត់ (សូមមើលរូប 2.1, c-e)។ ប្រភេទនៃការបង្កាត់កំណត់ការតំរង់ទិសនៃ AOs កូនកាត់នៅក្នុងលំហ ហើយជាលទ្ធផល ធរណីមាត្រនៃម៉ូលេគុល ពោលគឺ រចនាសម្ព័ន្ធលំហរបស់វា។
រចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃម៉ូលេគុល គឺជាការរៀបចំគ្នាទៅវិញទៅមកនៃអាតូម និងក្រុមអាតូមក្នុងលំហ។
sp ៣- បង្កាត់។នៅពេលលាយ AO ខាងក្រៅចំនួនបួននៃអាតូមកាបូនដែលរំភើប (សូមមើលរូប 2.1, ខ) - មួយ 2s- និង 3 2p-orbitals - បួនសមមូល sp 3 -hybrid orbitals កើតឡើង។ ពួកវាមានរាងបីវិមាត្រ "ប្រាំបី" មួយនៃ blades ដែលមានទំហំធំជាងផ្សេងទៀត។
គន្លងកូនកាត់នីមួយៗត្រូវបានបំពេញដោយអេឡិចត្រុងមួយ។ អាតូមកាបូននៅក្នុងស្ថានភាពនៃ sp 3 hybridization មានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិក 1s 2 2(sp 3) 4 (សូមមើលរូប 2.1, គ)។ ស្ថានភាពនៃការបង្កាត់បែបនេះគឺជាលក្ខណៈនៃអាតូមកាបូននៅក្នុងអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត (អាល់កាន) ហើយតាមនោះនៅក្នុងរ៉ាឌីកាល់អាល់គីល។
ដោយសារតែការច្រានចោលទៅវិញទៅមក sp 3 -hybrid AOs ត្រូវបានដឹកនាំក្នុងលំហទៅកំពូល tetrahedron,ហើយមុំរវាងពួកវាគឺ 109.5? (ទីតាំងដែលមានអត្ថប្រយោជន៍បំផុត; រូបភាព 2.2, ក) ។
រចនាសម្ព័ន្ធលំហត្រូវបានបង្ហាញដោយប្រើរូបមន្តស្តេរ៉េអូគីមី។ នៅក្នុងរូបមន្តទាំងនេះ អាតូមកាបូនបង្កាត់ sp 3 និងចំណងពីររបស់វាត្រូវបានដាក់ក្នុងប្លង់នៃគំនូរ ហើយត្រូវបានតំណាងក្រាហ្វិកដោយបន្ទាត់ធម្មតា។ បន្ទាត់ដិតឬក្រូចឆ្មារដិតតំណាងឱ្យការតភ្ជាប់ដែលលាតសន្ធឹងទៅមុខពីយន្តហោះនៃគំនូរហើយត្រូវបានតម្រង់ឆ្ពោះទៅរកអ្នកសង្កេតការណ៍; បន្ទាត់ចំនុចឬក្រូចឆ្មារញាស់ (..........) - ការតភ្ជាប់ដែលចេញពីអ្នកសង្កេតលើសពីយន្តហោះនៃគំនូរ
អង្ករ។ ២.២.ប្រភេទនៃការបង្កាត់នៃអាតូមកាបូន។ ចំនុចនៅចំកណ្តាលគឺជាស្នូលនៃអាតូម (ប្រភាគតូចនៃគន្លងកូនកាត់ត្រូវបានលុបចោលដើម្បីធ្វើឱ្យរូបភាពសាមញ្ញ; p-AOs ដែលមិនបង្កាត់ត្រូវបានបង្ហាញជាពណ៌)
zha (រូបភាព 2.3, ក) ។ អាតូមកាបូនស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព sp ៣-hybridization មានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធ tetrahedral ។
sp ២- បង្កាត់។នៅពេលលាយមួយ។ 2s-និង 2p-AO ពីរនៃអាតូមកាបូនរំភើប ដែលស្មើនឹងបី sp 2-hybrid orbitals ហើយនៅតែមិនទាន់បង្កាត់ 2p-AO។ អាតូមកាបូនស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព sp 2-hybridization មានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិច 1s 2 2(sp 2) 3 2p 1 (សូមមើលរូប 2.1, ឃ)។ ស្ថានភាពនៃការបង្កាត់នៃអាតូមកាបូននេះ គឺជាតួយ៉ាងសម្រាប់អ៊ីដ្រូកាបូនដែលមិនឆ្អែត (អាល់ខេន) ក៏ដូចជាសម្រាប់ក្រុមមុខងារមួយចំនួនដូចជា កាបូននិល និងកាបូស៊ីល។
sp 2 - គន្លងកូនកាត់មានទីតាំងនៅក្នុងប្លង់តែមួយនៅមុំ 120? ហើយ AO ដែលមិនមែនជាកូនកាត់គឺស្ថិតនៅក្នុងប្លង់កាត់កែង (សូមមើលរូប 2.2, ខ)។ អាតូមកាបូនស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព sp 2- កូនកាត់មាន ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធត្រីកោណ។អាតូមកាបូនដែលចងដោយចំណងទ្វេគឺស្ថិតនៅក្នុងប្លង់នៃគំនូរ ហើយចំណងតែមួយរបស់ពួកគេដែលតម្រង់ឆ្ពោះទៅរក និងឆ្ងាយពីអ្នកសង្កេតត្រូវបានកំណត់ដូចដែលបានពិពណ៌នាខាងលើ (សូមមើលរូបភាព 2.3, ខ)
sp កូនកាត់។នៅពេលដែលគន្លងមួយ 2s និង 2p មួយនៃអាតូមកាបូនរំភើបត្រូវបានលាយបញ្ចូលគ្នា AOs កូនកាត់ sp ពីរដែលសមមូលត្រូវបានបង្កើតឡើង ខណៈដែល p AOs ពីរនៅតែមិនបង្កាត់។ អាតូមកាបូននៅក្នុងស្ថានភាព sp hybridization មានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិក
អង្ករ។ ២.៣.រូបមន្តស្តេរ៉េអូគីមីនៃមេតាន (ក) អេតាន (ខ) និងអាសេទីលីន (គ)
1s 2 2(sp 2) 2 2p 2 (សូមមើលរូប 2.1e)។ ស្ថានភាពនៃការបង្កាត់នៃអាតូមកាបូននេះកើតឡើងនៅក្នុងសមាសធាតុដែលមានចំណងបីដង ឧទាហរណ៍នៅក្នុង alkynes, nitriles ។
sp-hybrid orbitals មានទីតាំងនៅមុំ ១៨០? អាតូមកាបូននៅក្នុងស្ថានភាពកូនកាត់ sp មាន ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធបន្ទាត់,ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងម៉ូលេគុលអាសេទីឡែន អាតូមទាំងបួនស្ថិតនៅលើបន្ទាត់ត្រង់ដូចគ្នា (សូមមើលរូប 2.3, ក្នុង)
អាតូមនៃធាតុសរីរាង្គផ្សេងទៀតក៏អាចស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពបង្កាត់ផងដែរ។
២.២. ចំណងគីមីនៃអាតូមកាបូន
ចំណងគីមីនៅក្នុងសមាសធាតុសរីរាង្គត្រូវបានតំណាងជាចម្បងដោយចំណង covalent ។
ចំណង covalent គឺជាចំណងគីមីដែលបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃសង្គមនៃអេឡិចត្រុងនៃអាតូមដែលជាប់ចំណង។
អេឡិចត្រុងរួមគ្នាទាំងនេះកាន់កាប់គន្លងម៉ូលេគុល (MOs) ។ តាមក្បួនមួយ MO គឺជាគន្លងពហុកណ្តាល ហើយអេឡិចត្រុងដែលបំពេញវាត្រូវបាន delocalized (បំបែក)។ ដូច្នេះ MO ដូចជា AO អាចជាកន្លែងទំនេរ ដែលពោរពេញទៅដោយអេឡិចត្រុងមួយ ឬអេឡិចត្រុងពីរដែលមានបង្វិលផ្ទុយ*។
2.2.1. σ- និងπ - ទំនាក់ទំនង
ចំណង covalent មានពីរប្រភេទ៖ σ (sigma)- និង π (pi)-bonds ។
σ-bond គឺជាចំណង covalent ដែលបង្កើតឡើងនៅពេលដែល AO ត្រួតលើគ្នាតាមបណ្តោយបន្ទាត់ត្រង់មួយ (អ័ក្ស) ភ្ជាប់ស្នូលនៃអាតូមដែលជាប់ចំណងពីរជាមួយនឹងអតិបរមាត្រួតលើគ្នានៅលើបន្ទាត់ត្រង់នេះ។
σ-bond កើតឡើងនៅពេលដែល AO ណាមួយត្រួតលើគ្នា រួមទាំងកូនកាត់ផងដែរ។ រូបភាព 2.4 បង្ហាញពីការបង្កើតចំណង σ-bond រវាងអាតូមកាបូនដែលជាលទ្ធផលនៃការត្រួតលើអ័ក្សនៃចំណងកូនកាត់ sp 3 -AO និង C-H σ-bonds ដោយការត្រួតលើគ្នានៃកូនកាត់ sp 3 -AO នៃកាបូន និង s-AO នៃអ៊ីដ្រូសែន។
*សម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិតសូមមើល៖ Popkov V.A., Puzakov S.A.គីមីវិទ្យាទូទៅ។ - M. : GEOTAR-Media, 2007. - ជំពូកទី 1 ។
អង្ករ។ ២.៤.ការបង្កើត σ-bonds នៅក្នុង ethane ដោយការត្រួតលើអ័ក្សនៃ AO (ប្រភាគតូចនៃ orbitals កូនកាត់ត្រូវបានលុបចោល ការបង្ហាញពណ៌ sp 3 -AOកាបូន, ខ្មៅ - អ៊ីដ្រូសែន s-AO)
បន្ថែមពីលើការត្រួតស៊ីគ្នាតាមអ័ក្សការត្រួតស៊ីគ្នាមួយទៀតគឺអាចធ្វើទៅបាន - ការត្រួតលើគ្នានៅពេលក្រោយនៃ p-AO ដែលនាំឱ្យមានការបង្កើតចំណងπ (រូបភាព 2.5) ។
ទំ - គន្លងអាតូមិច
អង្ករ។ ២.៥.π - ការបង្កើតចំណងនៅក្នុងអេទីឡែនដោយការត្រួតលើគ្នានៅពេលក្រោយ r-AO
π-bond គឺជាចំណងដែលបង្កើតឡើងដោយការត្រួតគ្នានៅពេលក្រោយនៃ p-AOs ដែលមិនបង្កាត់ជាមួយនឹងការត្រួតស៊ីគ្នាអតិបរមានៅលើផ្នែកទាំងពីរនៃបន្ទាត់ត្រង់ដែលតភ្ជាប់ស្នូលនៃអាតូម។
ចំណងជាច្រើនដែលមាននៅក្នុងសមាសធាតុសរីរាង្គគឺជាការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ σ- និង π-bonds: ទ្វេ - មួយ σ- និង π-, បីដង - មួយ σ- និង π- ចំណងពីរ។
លក្ខណៈសម្បត្តិនៃចំណង covalent ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃលក្ខណៈដូចជាថាមពល ប្រវែង បន្ទាត់រាងប៉ូល និង polarizability ។
ថាមពលចំណងគឺជាថាមពលដែលបញ្ចេញកំឡុងពេលបង្កើតចំណង ឬតម្រូវឱ្យបំបែកអាតូមដែលជាប់ចំណងពីរ។ វាបម្រើជារង្វាស់នៃភាពរឹងមាំនៃចំណង៖ ថាមពលកាន់តែច្រើន ចំណងកាន់តែរឹងមាំ (តារាង 2.1)។
ប្រវែងភ្ជាប់គឺជាចំងាយរវាងចំណុចកណ្តាលនៃអាតូមដែលជាប់។ ចំណងទ្វេរដងខ្លីជាងមូលបត្របំណុលតែមួយ ហើយចំណងបីដងខ្លីជាងចំណងទ្វេ (សូមមើលតារាង 2.1)។ ចំណងរវាងអាតូមកាបូននៅក្នុងស្ថានភាពផ្សេងគ្នានៃការបង្កាត់មានលំនាំទូទៅ -
តារាង 2.1 ។លក្ខណៈសំខាន់នៃចំណង covalent
ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃប្រភាគនៃ s-orbital នៅក្នុងគន្លងកូនកាត់ ប្រវែងចំណងមានការថយចុះ។ ឧទាហរណ៍នៅក្នុងស៊េរីនៃសមាសធាតុ propane CH 3 CH 2 CH 3, propene CH 3 CH = CH 2, propene CH 3 C = CH CH 3 ប្រវែងចំណង -C រៀងគ្នាគឺស្មើនឹង 0.154; 0.150 និង 0.146 nm ។
ប៉ូលទំនាក់ទំនង ដោយសារតែការចែកចាយមិនស្មើគ្នា (ប៉ូល) នៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុង។ ប៉ូលនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានគណនាដោយតម្លៃនៃម៉ូលេគុលឌីប៉ូល។ ចាប់ពីពេល dipole នៃម៉ូលេគុលមួយ គ្រា dipole នៃចំណងបុគ្គលអាចត្រូវបានគណនា (សូមមើលតារាង 2.1) ។ ពេលឌីប៉ូលកាន់តែធំ ប៉ូលកាន់តែមានចំណង។ ហេតុផលសម្រាប់ភាពរាងប៉ូលនៃចំណងគឺភាពខុសគ្នានៅក្នុង electronegativity នៃអាតូមដែលបានផ្សារភ្ជាប់។
ភាពអវិជ្ជមានអេឡិចត្រូ កំណត់លក្ខណៈសមត្ថភាពរបស់អាតូមនៅក្នុងម៉ូលេគុលដើម្បីរក្សា valence អេឡិចត្រុង។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃ electronegativity នៃអាតូមមួយ កម្រិតនៃការផ្លាស់ទីលំនៅនៃចំណងអេឡិចត្រុងក្នុងទិសដៅរបស់វាកើនឡើង។
ដោយផ្អែកលើថាមពលនៃចំណង អ្នកគីមីវិទ្យាជនជាតិអាមេរិកឈ្មោះ L. Pauling (1901-1994) បានស្នើរអំពីលក្ខណៈបរិមាណនៃអេឡិចត្រុងនិរតីដែលទាក់ទងនៃអាតូម (មាត្រដ្ឋាន Pauling) ។ នៅក្នុងមាត្រដ្ឋាននេះ (ជួរ) ធាតុសរីរាង្គធម្មតាត្រូវបានរៀបចំដោយយោងទៅតាម electronegativity ដែលទាក់ទង (លោហៈពីរត្រូវបានផ្តល់ឱ្យសម្រាប់ការប្រៀបធៀប) ដូចខាងក្រោម:
Electronegativity មិនមែនជាថេរដាច់ខាតនៃធាតុមួយ។ វាអាស្រ័យលើបន្ទុកដ៏មានប្រសិទ្ធភាពនៃស្នូល ប្រភេទនៃការធ្វើកូនកាត់ AO និងឥទ្ធិពលនៃសារធាតុជំនួស។ ឧទាហរណ៍ អេឡិចត្រូនិនៃអាតូមកាបូននៅក្នុងស្ថានភាព sp 2 - ឬ sp-hybridization គឺខ្ពស់ជាងនៅក្នុងស្ថានភាពនៃ sp 3 -hybridization ដែលត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃសមាមាត្រនៃ s-orbital នៅក្នុងគន្លងកូនកាត់ . ក្នុងអំឡុងពេលនៃការផ្លាស់ប្តូរអាតូមពី sp 3 - ទៅ sp 2 - និងបន្តទៅ sp-hybridized state ប្រវែងនៃគន្លងកូនកាត់ថយចុះជាលំដាប់ (ជាពិសេសក្នុងទិសដៅដែលផ្តល់នូវការត្រួតស៊ីគ្នាដ៏អស្ចារ្យបំផុតកំឡុងពេលបង្កើត σ-bond) ដែលមានន័យថាក្នុងលំដាប់ដូចគ្នា ដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងអតិបរិមាគឺស្ថិតនៅជិតស្នូល។ នៃអាតូមដែលត្រូវគ្នា។
នៅក្នុងករណីនៃចំណងដែលមិនមែនជាប៉ូល ឬអនុវត្តជាក់ស្តែងដែលមិនមែនជាប៉ូល ភាពខុសគ្នានៃអេឡិចត្រុងនៃអាតូមដែលជាប់ចំណងគឺសូន្យ ឬជិតសូន្យ។ នៅពេលដែលភាពខុសគ្នានៃ electronegativity កើនឡើង ប៉ូលនៃចំណងកើនឡើង។ ជាមួយនឹងភាពខុសគ្នារហូតដល់ 0.4 ពួកគេនិយាយអំពីប៉ូលខ្សោយ ច្រើនជាង 0.5 - នៃចំណងប៉ូលកូវ៉ាឡង់ខ្លាំង និងច្រើនជាង 2.0 - នៃចំណងអ៊ីយ៉ុង។ មូលបត្របំណុលកូវ៉ាលេនប៉ូឡា ងាយនឹងមានការបែកខ្ញែក heterolytic
(សូមមើល 3.1.1) ។
លទ្ធភាពនៃការទំនាក់ទំនង ត្រូវបានបង្ហាញនៅក្នុងការផ្លាស់ទីលំនៅនៃចំណងអេឡិចត្រុងនៅក្រោមឥទ្ធិពលនៃវាលអគ្គិសនីខាងក្រៅ រួមទាំងភាគល្អិតប្រតិកម្មផ្សេងទៀត។ Polarizability ត្រូវបានកំណត់ដោយការចល័តអេឡិចត្រុង។ អេឡិចត្រុងមានលក្ខណៈចល័តកាន់តែឆ្ងាយពីស្នូលអាតូម។ នៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃភាពអាចបត់បែនបាន π-bond មានលើសពី σ-bond ចាប់តាំងពីដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងអតិបរមានៃ π-bond ស្ថិតនៅឆ្ងាយពីស្នូលដែលជាប់។ Polarizability កំណត់យ៉ាងទូលំទូលាយនូវប្រតិកម្មនៃម៉ូលេគុលទាក់ទងនឹងសារធាតុប៉ូឡា។
២.២.២. មូលបត្របំណុលអ្នកទទួលជំនួយ
ការត្រួតស៊ីគ្នានៃអេឡិចត្រុងតែមួយ AO មិនមែនជាវិធីតែមួយគត់ដើម្បីបង្កើតចំណងកូវ៉ាលេននោះទេ។ ចំណងកូវ៉ាលេនអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអន្តរកម្មនៃគន្លងអេឡិចត្រុងពីរនៃអាតូមមួយ (ម្ចាស់ជំនួយ) ជាមួយនឹងគន្លងទំនេរនៃអាតូមមួយទៀត (អ្នកទទួល)។ ម្ចាស់ជំនួយគឺជាសមាសធាតុដែលមានគន្លងគោចរដែលមានអេឡិចត្រុងពីរគូ ឬ π-MO ។ អ្នកដឹកជញ្ជូនអេឡិចត្រុងគូឯក (n-អេឡិចត្រុង មកពីភាសាអង់គ្លេស។ មិនជាប់ចំណង)អាសូត អុកស៊ីហ្សែន អាតូម halogen ។
គូអេឡិចត្រុងឯកោដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការបង្ហាញលក្ខណៈគីមីនៃសមាសធាតុ។ ជាពិសេសពួកគេទទួលខុសត្រូវចំពោះសមត្ថភាពនៃសមាសធាតុដើម្បីចូលទៅក្នុងអន្តរកម្មអ្នកផ្តល់ជំនួយ។
ចំណង covalent ដែលបង្កើតឡើងដោយគូអេឡិចត្រុងពីដៃគូចំណងមួយត្រូវបានគេហៅថា ចំណងអ្នកទទួលអំណោយ។
មូលបត្របំណុលអ្នកទទួលអំណោយដែលបានបង្កើតឡើងមានភាពខុសគ្នាតែនៅក្នុងវិធីនៃការបង្កើត។ លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាគឺដូចគ្នានឹងចំណង covalent ផ្សេងទៀត។ អាតូមអ្នកបរិច្ចាគទទួលបានបន្ទុកវិជ្ជមាន។
ចំណងម្ចាស់ជំនួយ គឺជាលក្ខណៈនៃសមាសធាតុស្មុគស្មាញ។
២.២.៣. ចំណងអ៊ីដ្រូសែន
អាតូមអ៊ីដ្រូសែនដែលចងភ្ជាប់ទៅនឹងធាតុអេឡិចត្រុងដ៏ខ្លាំង (អាសូត អុកស៊ីហ្សែន ហ្វ្លុយអូរីន។ ជាលទ្ធផល ចំណងអ៊ីដ្រូសែនកើតឡើង ដែលជាប្រភេទនៃម្ចាស់ជំនួយ-
ចំណងអ្នកទទួល។ តាមក្រាហ្វិក ចំណងអ៊ីដ្រូសែនជាធម្មតាត្រូវបានតំណាងដោយចំណុចបី។
ថាមពលនៃចំណងអ៊ីដ្រូសែនមានកម្រិតទាប (10-40 kJ/mol) ហើយត្រូវបានកំណត់ជាចម្បងដោយអន្តរកម្មអេឡិចត្រូស្តាត។
ចំណងអ៊ីដ្រូសែនអន្តរម៉ូលេគុលបណ្តាលឱ្យមានការផ្សារភ្ជាប់នៃសមាសធាតុសរីរាង្គដូចជាអាល់កុលជាដើម។
ចំណងអ៊ីដ្រូសែនប៉ះពាល់ដល់រាងកាយ (ចំណុចរំពុះនិងរលាយ viscosity លក្ខណៈវិសាលគម) និងលក្ខណៈសម្បត្តិគីមី (អាស៊ីត - មូលដ្ឋាន) នៃសមាសធាតុ។ ឧទាហរណ៍ចំណុចរំពុះនៃអេតាណុល C 2H5 OH (78.3 ? C) គឺខ្ពស់ជាង dimethyl ether CH 3 OCH 3 (-24 ? C) នៃទម្ងន់ម៉ូលេគុលដូចគ្នា ដែលមិនទាក់ទងគ្នាដោយសារចំណងអ៊ីដ្រូសែន។
ចំណងអ៊ីដ្រូសែនក៏អាចជាអាំងតេក្រាលផងដែរ។ ចំណងបែបនេះនៅក្នុង anion នៃអាស៊ីត salicylic នាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃអាស៊ីតរបស់វា។
ចំណងអ៊ីដ្រូសែនដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធលំហនៃសមាសធាតុម៉ាក្រូម៉ូលេគុល - ប្រូតេអ៊ីន ប៉ូលីស្យូស អាស៊ីតនុយក្លេអ៊ីក។
២.៣. ប្រព័ន្ធពាក់ព័ន្ធ
ចំណង covalent អាចត្រូវបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម ឬ delocalized ។ ចំណងត្រូវបានគេហៅថាធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្ម ដែលអេឡិចត្រុងត្រូវបានបែងចែកយ៉ាងពិតប្រាកដរវាងស្នូលទាំងពីរនៃអាតូមដែលជាប់ចំណង។ ប្រសិនបើចំណងអេឡិចត្រុងត្រូវបានចែករំលែកដោយនុយក្លេអ៊ែច្រើនជាងពីរ នោះមួយនិយាយអំពីចំណង delocalized ។
ចំណង delocalized គឺជាចំណង covalent ដែលគន្លងម៉ូលេគុលលាតសន្ធឹងលើសពីអាតូមពីរ។
មូលបត្របំណុលដែលបានបែងចែកនៅក្នុងករណីភាគច្រើនគឺ π-bonds ។ ពួកវាជាលក្ខណៈនៃប្រព័ន្ធផ្គូផ្គង។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធទាំងនេះ ប្រភេទពិសេសនៃឥទ្ធិពលទៅវិញទៅមកនៃអាតូមកើតឡើង - ការភ្ជាប់គ្នា។
ការផ្សំគ្នា (mesomeria មកពីភាសាក្រិក។ មេសូស- មធ្យម) គឺជាការតម្រឹមនៃចំណង និងបន្ទុកនៅក្នុងម៉ូលេគុលពិត (ភាគល្អិត) ក្នុងការប្រៀបធៀបជាមួយនឹងរចនាសម្ព័ន្ធដ៏ល្អ ប៉ុន្តែមិនមាន។
p-orbitals delocalized ដែលចូលរួមក្នុងការភ្ជាប់គ្នាអាចជារបស់ π-bonds ពីរ ឬច្រើន ឬជា π-bond និងអាតូមមួយដែលមាន p-orbital ។ យោងទៅតាមនេះ ភាពខុសគ្នាមួយត្រូវបានធ្វើឡើងរវាង π,π-conjugation និង ρ,π-conjugation ។ ប្រព័ន្ធ conjugation អាចបើក ឬបិទ ហើយមិនត្រឹមតែមានអាតូមកាបូនប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មាន heteroatoms ផងដែរ។
២.៣.១. ប្រព័ន្ធសៀគ្វីបើកចំហ
π,π - ការផ្គូផ្គង។អ្នកតំណាងសាមញ្ញបំផុតនៃប្រព័ន្ធ π, π-conjugated ជាមួយនឹងខ្សែសង្វាក់កាបូនគឺ butadiene-1,3 (រូបភាព 2.6, ក) ។ អាតូមកាបូន និងអ៊ីដ្រូសែន ហើយជាលទ្ធផល σ-bonds ទាំងអស់នៅក្នុងម៉ូលេគុលរបស់វាស្ថិតនៅក្នុងយន្តហោះតែមួយ បង្កើតបានជា σ-skeleton រាបស្មើ។ អាតូមកាបូនស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនៃការបង្កាត់ sp 2 ។ p-AOs ដែលមិនបង្កាត់នៃអាតូមកាបូននីមួយៗមានទីតាំងនៅកាត់កែងទៅនឹងប្លង់នៃ σ-skeleton និងស្របគ្នាទៅវិញទៅមក ដែលជាលក្ខខណ្ឌចាំបាច់សម្រាប់ការត្រួតស៊ីគ្នារបស់វា។ ការត្រួតស៊ីគ្នាកើតឡើងមិនត្រឹមតែរវាង p-AO នៃអាតូម C-1 និង C-2, C-3 និង C-4 ប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងរវាង p-AO នៃអាតូម C-2 និង C-3 ដែលបណ្តាលឱ្យមានការបង្កើត នៃ π តែមួយដែលលាតសន្ធឹងលើអាតូមកាបូនចំនួន 4 -system ពោលគឺ ចំណងកូវ៉ាឡេនដែលត្រូវបានរំលាយចោលកើតឡើង (សូមមើលរូប 2.6, ខ)។
អង្ករ។ ២.៦.គំរូគន្លងអាតូមនៃម៉ូលេគុល 1,3-butadiene
នេះត្រូវបានឆ្លុះបញ្ចាំងនៅក្នុងការផ្លាស់ប្តូរប្រវែងចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុល។ ប្រវែងចំណង C-1-C-2 ក៏ដូចជា C-3-C-4 នៅក្នុង butadiene-1,3 ត្រូវបានកើនឡើងបន្តិច ហើយចម្ងាយរវាង C-2 និង C-3 ត្រូវបានខ្លីបើប្រៀបធៀបទៅនឹងទ្វេធម្មតា និងទោល មូលបត្របំណុល។ នៅក្នុងពាក្យផ្សេងទៀតដំណើរការនៃការ delocalization អេឡិចត្រុងនាំឱ្យមានការតម្រឹមនៃប្រវែងចំណង។
អ៊ីដ្រូកាបូនដែលមានចំនួនច្រើននៃចំណងទ្វេរដងគឺជារឿងធម្មតានៅក្នុងព្រះរាជាណាចក្ររុក្ខជាតិ។ ទាំងនេះរួមបញ្ចូលឧទាហរណ៍ carotene ដែលកំណត់ពណ៌នៃការ៉ុតប៉េងប៉ោះជាដើម។
ប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នាបើកចំហក៏អាចរួមបញ្ចូល heteroatoms ផងដែរ។ ឧទាហរណ៍នៃការបើកចំហ ប្រព័ន្ធ π,π-conjugated ជាមួយ heteroatom នៅក្នុងខ្សែសង្វាក់α,β-unsaturated carbonyl សមាសធាតុអាចបម្រើ។ ឧទាហរណ៍ក្រុម aldehyde នៅក្នុង acrolein CH 2 =CH-CH=O គឺជាសមាជិកនៃខ្សែសង្វាក់នៃការរួមបញ្ចូលនៃអាតូមកាបូនចំនួនបី sp 2 -hybridized carbon និងអាតូមអុកស៊ីហ្សែន។ អាតូមទាំងនេះនីមួយៗរួមចំណែក p-electron ដល់ប្រព័ន្ធπតែមួយ។
pn-pairing ។ប្រភេទនៃការផ្សំនេះត្រូវបានបង្ហាញជាញឹកញាប់បំផុតនៅក្នុងសមាសធាតុដែលមានបំណែករចនាសម្ព័ន្ធ -CH=CH-X ដែល X គឺជា heteroatom ដែលមានគូអេឡិចត្រុងដែលមិនចែករំលែក (ជាចម្បង O ឬ N) ។ ទាំងនេះរួមបញ្ចូលឧទាហរណ៍ vinyl ethers នៅក្នុងម៉ូលេគុលដែលចំណងទ្វេត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយ រគន្លងនៃអាតូមអុកស៊ីសែន។ មូលបត្របំណុលកណ្តាលបីដែលត្រូវបានបំប្លែងចេញត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការត្រួតលើគ្នាពីរ p-AO sp 2 -hybridized carbon អាតូម និងមួយ រ-AO នៃ heteroatom ដែលមានគូ n-អេឡិចត្រុង។
ការបង្កើតមូលបត្របំណុលកណ្តាល 3 ដែលត្រូវបានគេបែងចែកស្រដៀងគ្នាមាននៅក្នុងក្រុម carboxyl ។ នៅទីនេះ π-អេឡិចត្រុងនៃចំណង C=O និង n-អេឡិចត្រុងនៃអាតូមអុកស៊ីសែននៃក្រុម OH ចូលរួមក្នុងការភ្ជាប់គ្នា។ ប្រព័ន្ធភ្ជាប់ជាមួយនឹងចំណង និងបន្ទុកដែលបានតម្រឹមយ៉ាងពេញលេញ រួមមានភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន ដូចជាអ៊ីយ៉ុងអាសេតាត។
ទិសដៅនៃការផ្លាស់ប្តូរដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយព្រួញកោង។
មានវិធីក្រាហ្វិកផ្សេងទៀតដើម្បីបង្ហាញលទ្ធផលផ្គូផ្គង។ ដូច្នេះរចនាសម្ព័ន្ធនៃអ៊ីយ៉ុងអាសេតាត (I) ណែនាំថាបន្ទុកត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នាលើអាតូមអុកស៊ីសែនទាំងពីរ (ដូចបង្ហាញក្នុងរូប 2.7 ដែលជាការពិត)។
រចនាសម្ព័ន្ធ (II) និង (III) ត្រូវបានប្រើនៅក្នុង ទ្រឹស្ដី resonance ។យោងតាមទ្រឹស្ដីនេះ ម៉ូលេគុល ឬភាគល្អិតពិតប្រាកដមួយត្រូវបានពិពណ៌នាដោយសំណុំនៃអ្វីដែលគេហៅថារចនាសម្ព័ន្ធ resonant ដែលខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកតែក្នុងការបែងចែកអេឡិចត្រុងប៉ុណ្ណោះ។ នៅក្នុងប្រព័ន្ធ conjugated ការរួមចំណែកសំខាន់ចំពោះកូនកាត់ resonant ត្រូវបានធ្វើឡើងដោយរចនាសម្ព័ន្ធជាមួយនឹងការចែកចាយដង់ស៊ីតេ π-electron ផ្សេងគ្នា (ព្រួញពីរចំហៀងដែលភ្ជាប់រចនាសម្ព័ន្ធទាំងនេះគឺជានិមិត្តសញ្ញាពិសេសនៃទ្រឹស្តី resonance) ។
រចនាសម្ព័ន្ធដែនកំណត់ (ព្រំដែន) ពិតជាមិនមានទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយពួកគេ "រួមចំណែក" ក្នុងវិសាលភាពមួយចំនួនដល់ការចែកចាយពិតប្រាកដនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយ (ភាគល្អិត) ដែលត្រូវបានតំណាងថាជាកូនកាត់ដែលមានភាពអនុលោមភាពដែលទទួលបានដោយការត្រួតលើគ្នា (superposition) នៃរចនាសម្ព័ន្ធកំណត់។
នៅក្នុងប្រព័ន្ធ ρ,π-conjugated ជាមួយនឹងសង្វាក់កាបូន ការភ្ជាប់អាចកើតឡើងប្រសិនបើមានអាតូមកាបូនដែលមាន p-orbital ដែលមិនបង្កាត់នៅជាប់នឹងπ-bond។ ប្រព័ន្ធបែបនេះអាចជាភាគល្អិតកម្រិតមធ្យម - carbanions, carbocations, រ៉ាឌីកាល់សេរី ឧទាហរណ៍រចនាសម្ព័ន្ធ allyl ។ បំណែក allyl រ៉ាឌីកាល់សេរីដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងដំណើរការនៃ lipid peroxidation ។
នៅក្នុងអាល់លីល anion CH 2 \u003d CH-CH 2 sp 2 -hybridized carbon atom C-3 បញ្ជូនទៅកាន់ conjugated ទូទៅ
អង្ករ។ ២.៧.ផែនទីដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៃក្រុម COONa នៅក្នុងប៉នីសុីលីន
ប្រព័ន្ធអេឡិចត្រុងពីរនៅក្នុងអាលីលរ៉ាឌីកាល់ CH 2=CH-CH 2+ - មួយ និងនៅក្នុង allyl carbocation CH 2=CH-CH 2+ មិនផ្គត់ផ្គង់ណាមួយឡើយ។ ជាលទ្ធផលនៅពេលដែល p-AO ត្រួតលើអាតូមកាបូន 3 sp 2 -hybridized ចំណង 3 កណ្តាល delocalized ត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលមានបួន (នៅក្នុង carbanion) បី (នៅក្នុងរ៉ាឌីកាល់សេរី) និងពីរ (នៅក្នុង carbocation) ។ អេឡិចត្រុងរៀងៗខ្លួន។
ជាផ្លូវការ អាតូម C-3 នៅក្នុង allyl cation ផ្ទុកបន្ទុកវិជ្ជមាន នៅក្នុង allyl radical វាមានអេឡិចត្រុង unpaired ហើយនៅក្នុង allyl anion វាមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន។ ជាការពិតនៅក្នុងប្រព័ន្ធ conjugated បែបនេះមានការ delocalization (ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយ) នៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុង ដែលនាំទៅដល់ការតម្រឹមនៃចំណង និងបន្ទុក។ អាតូម C-1 និង C-3 គឺសមមូលនៅក្នុងប្រព័ន្ធទាំងនេះ។ ឧទាហរណ៍ ក្នុង cation allyl ពួកវានីមួយៗផ្ទុកបន្ទុកវិជ្ជមាន+1/2 ហើយត្រូវបានភ្ជាប់ដោយចំណង "មួយកន្លះ" ជាមួយអាតូម C-2 ។
ដូច្នេះការភ្ជាប់គ្នានាំទៅរកភាពខុសគ្នាយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការបែងចែកដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធពិត បើប្រៀបធៀបទៅនឹងរចនាសម្ព័ន្ធដែលតំណាងដោយរូបមន្តរចនាសម្ព័ន្ធធម្មតា។
២.៣.២. ប្រព័ន្ធបិទជិត
ប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នាជារង្វង់មានការចាប់អារម្មណ៍ជាក្រុមនៃសមាសធាតុដែលមានស្ថេរភាពកម្ដៅដែលប្រសើរឡើងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រព័ន្ធបើកចំហដែលរួមបញ្ចូលគ្នា។ សមាសធាតុទាំងនេះក៏មានលក្ខណៈសម្បត្តិពិសេសផ្សេងទៀតដែលចំនួនសរុបត្រូវបានបង្រួបបង្រួមដោយគំនិតទូទៅ ក្លិនក្រអូប។ទាំងនេះរួមបញ្ចូលសមត្ថភាពនៃសមាសធាតុ unsaturated ផ្លូវការបែបនេះ
ចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មជំនួស មិនមែនបន្ថែម ភាពធន់នឹងភ្នាក់ងារអុកស៊ីតកម្ម និងសីតុណ្ហភាព។
អ្នកតំណាងធម្មតានៃប្រព័ន្ធក្លិនក្រអូបគឺ Arenes និងនិស្សន្ទវត្ថុរបស់វា។ លក្ខណៈពិសេសនៃរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអ៊ីដ្រូកាបូនក្រអូបត្រូវបានបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់នៅក្នុងគំរូគន្លងអាតូមិកនៃម៉ូលេគុល benzene ។ ក្របខ័ណ្ឌ benzene ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយអាតូមកាបូន hybridized ប្រាំមួយ sp 2 ។ ចំណង σ ទាំងអស់ (C-C និង C-H) ស្ថិតនៅក្នុងយន្តហោះតែមួយ។ p-AOs ដែលមិនបង្កាត់ចំនួនប្រាំមួយមានទីតាំងនៅកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះនៃម៉ូលេគុល ហើយស្របទៅគ្នាទៅវិញទៅមក (រូបភាព 2.8, ក)។ គ្នា។ រ-AO អាចត្រួតលើគ្នាជាមួយប្រទេសជិតខាងពីរ រ- អូ។ ជាលទ្ធផលនៃការត្រួតស៊ីគ្នានេះ ប្រព័ន្ធ π-delocalized តែមួយកើតឡើងដែលដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងខ្ពស់បំផុតមានទីតាំងនៅខាងលើនិងខាងក្រោមយន្តហោះ σ-skeleton និងគ្របដណ្តប់អាតូមកាបូនទាំងអស់នៃវដ្ត (សូមមើលរូបភាព 2.8, ខ) ។ ដង់ស៊ីតេπ-អេឡិចត្រុងត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នានៅទូទាំងប្រព័ន្ធរង្វិល ដែលត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយរង្វង់ ឬបន្ទាត់ចំនុចនៅខាងក្នុងវដ្ត (សូមមើលរូប 2.8, គ)។ ចំណងទាំងអស់រវាងអាតូមកាបូននៅក្នុងរង្វង់ benzene មានប្រវែងដូចគ្នា (0.139 nm) កម្រិតមធ្យមរវាងប្រវែងនៃចំណងតែមួយ និងទ្វេ។
ដោយផ្អែកលើការគណនាមេកានិចកង់ទិច វាត្រូវបានបង្កើតឡើងថាសម្រាប់ការបង្កើតម៉ូលេគុលស្ថិរភាពបែបនេះ ប្រព័ន្ធរង្វិល Planar ត្រូវតែមាន (4n + 2) π-អេឡិចត្រុង ដែលជាកន្លែងដែល ន= 1, 2, 3 ។ល។ (ច្បាប់របស់ Hückel ឆ្នាំ 1931)។ ដោយគិតពីទិន្នន័យទាំងនេះ គេអាចបង្កើតគំនិតនៃ "ក្លិនក្រអូប" បាន។
សមាសធាតុមួយមានក្លិនក្រអូប ប្រសិនបើវាមានរង្វង់រាងក្រឡា និងមានរាងជាគូπ - ប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចគ្របដណ្តប់អាតូមទាំងអស់នៃវដ្ត និងផ្ទុក(៤ ន+ 2) π-អេឡិចត្រុង។
ច្បាប់របស់ Hückel អនុវត្តចំពោះប្រព័ន្ធ condensed planar ដែលមិនមានអាតូមធម្មតាជាង
អង្ករ។ ២.៨.គំរូគន្លងអាតូមិកនៃម៉ូលេគុល benzene (អាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានលុបចោល សូមមើលអត្ថបទសម្រាប់ការពន្យល់)
ពីរវដ្ត។ សមាសធាតុដែលមានចិញ្ចៀន benzene condensed ដូចជា naphthalene និងផ្សេងទៀត បំពេញតាមលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសម្រាប់ក្លិនក្រអូប។
ស្ថេរភាពនៃប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នា។ ការបង្កើតប្រព័ន្ធប្រសព្វ និងជាពិសេសក្លិនក្រអូប គឺជាដំណើរការអំណោយផលដ៏ស្វាហាប់ ចាប់តាំងពីកម្រិតនៃការត្រួតស៊ីគ្នានៃគន្លងកើនឡើង និងការបំប្លែងសារជាតិ (ការបែកខ្ញែក) កើតឡើង។ រ- អេឡិចត្រុង។ ក្នុងន័យនេះ ប្រព័ន្ធ conjugated និង aromatic បានបង្កើនស្ថេរភាព thermodynamic ។ ពួកវាផ្ទុកបរិមាណថាមពលខាងក្នុងតិចជាង ហើយនៅក្នុងស្ថានភាពដីកាន់កាប់កម្រិតថាមពលទាបជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រព័ន្ធដែលមិនភ្ជាប់គ្នា។ ភាពខុសគ្នារវាងកម្រិតទាំងនេះអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីកំណត់បរិមាណស្ថេរភាពនៃទែរម៉ូឌីណាមិកនៃសមាសធាតុផ្សំ ពោលគឺវា ថាមពលផ្សំ(ថាមពល delocalization) ។ ចំពោះ butadiene-1,3 វាតូច ហើយបរិមាណប្រហែល 15 kJ/mol ។ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃប្រវែងនៃខ្សែសង្វាក់បញ្ចូលគ្នា ថាមពលនៃការភ្ជាប់ និង អាស្រ័យហេតុនេះ ស្ថេរភាពកម្ដៅនៃសមាសធាតុកើនឡើង។ ថាមពលផ្សំសម្រាប់ benzene គឺខ្ពស់ជាង និងមានបរិមាណដល់ 150 kJ/mol ។
២.៤. ឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូនិចនៃសារធាតុជំនួស 2.4.1 ។ ឥទ្ធិពលអាំងឌុចស្យុង
ប៉ូល σ-bond នៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយបណ្តាលឱ្យប៉ូលនៃ σ-bonds ដែលនៅជិតបំផុត ហើយនាំឱ្យមានការលេចចេញនូវបន្ទុកផ្នែកលើអាតូមជិតខាង*។
សារធាតុជំនួសបណ្តាលឱ្យមានបន្ទាត់រាងប៉ូលមិនត្រឹមតែរបស់ពួកគេប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មានចំណង σ-bonds ជិតខាងផងដែរ។ ប្រភេទនៃការបញ្ជូនឥទ្ធិពលនៃអាតូមនេះត្រូវបានគេហៅថាឥទ្ធិពល inductive (/-effect) ។
ឥទ្ធិពលអាំងឌុចស្យុង - ការផ្ទេរឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូនិចនៃសារធាតុជំនួសដែលជាលទ្ធផលនៃការផ្លាស់ទីលំនៅអេឡិចត្រុងនៃ σ-bonds ។
ដោយសារតែប៉ូលប៉ូលខ្សោយនៃ σ-bond ឥទ្ធិពលអាំងឌុចទ័រត្រូវបានកាត់បន្ថយបន្ទាប់ពីចំណងបីឬបួននៅក្នុងសៀគ្វី។ សកម្មភាពរបស់វាត្រូវបានប្រកាសច្បាស់បំផុតទាក់ទងនឹងអាតូមកាបូនដែលនៅជាប់នឹងធាតុដែលមានសារធាតុជំនួស។ ទិសដៅនៃឥទ្ធិពល inductive នៃសារធាតុជំនួសត្រូវបានប៉ាន់ប្រមាណជាលក្ខណៈគុណភាពដោយការប្រៀបធៀបវាជាមួយនឹងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន ឥទ្ធិពល inductive ដែលត្រូវបានយកជាសូន្យ។ តាមក្រាហ្វិក លទ្ធផលនៃ/-effect ត្រូវបានបង្ហាញដោយព្រួញដែលស្របគ្នានឹងទីតាំងនៃបន្ទាត់ valence ហើយចង្អុលទៅអាតូម electronegative ច្រើន។
/ ក្នុង\ខ្លាំងជាងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន បង្ហាញអវិជ្ជមានឥទ្ធិពលប្រឌិត (-/- ឥទ្ធិពល) ។
សារធាតុជំនួសបែបនេះជាទូទៅបន្ថយដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៃប្រព័ន្ធពួកគេត្រូវបានគេហៅថា ការដកអេឡិចត្រុង។ទាំងនេះរួមបញ្ចូលទាំងក្រុមមុខងារភាគច្រើន៖ OH, NH 2, COOH, NO2 និងក្រុម cationic ដូចជា -NH 3+.
សារធាតុជំនួសដែលផ្លាស់ប្តូរដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងធៀបនឹងអាតូមអ៊ីដ្រូសែនσ - ចំណងឆ្ពោះទៅរកអាតូមកាបូននៃខ្សែសង្វាក់បង្ហាញវិជ្ជមានឥទ្ធិពលប្រឌិត (+/- ឥទ្ធិពល) ។
សារធាតុជំនួសបែបនេះបង្កើនដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ (ឬចិញ្ចៀន) ហើយត្រូវបានគេហៅថា អ្នកបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង។ទាំងនេះរាប់បញ្ចូលទាំងក្រុមអាល់គីលដែលមានទីតាំងនៅអាតូមកាបូនកូនកាត់ sp 2 និងមជ្ឈមណ្ឌល anionic នៅក្នុងភាគល្អិតដែលមានបន្ទុក ឧទាហរណ៍ -O - .
២.៤.២. ឥទ្ធិពល mesomeric
នៅក្នុងប្រព័ន្ធ conjugated តួនាទីសំខាន់ក្នុងការផ្ទេរឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូនិចត្រូវបានលេងដោយπ-អេឡិចត្រុងនៃចំណង covalent delocalized ។ ឥទ្ធិពលដែលបង្ហាញខ្លួនឯងថាជាការផ្លាស់ប្តូរដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៃប្រព័ន្ធ π-delocalized (conjugated) ត្រូវបានគេហៅថា mesomeric (M-effect) ឬឥទ្ធិពល conjugation ។
ឥទ្ធិពល mesomeric គឺជាការផ្ទេរឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូនិចនៃសារធាតុជំនួសតាមប្រព័ន្ធ conjugated ។
ក្នុងករណីនេះ អ្នកជំនួសគឺខ្លួនវាជាសមាជិកនៃប្រព័ន្ធផ្សំ។ វាអាចបញ្ចូលទៅក្នុងប្រព័ន្ធភ្ជាប់ទាំង π-bond (carbonyl ក្រុម carboxyl ។ .
សារធាតុជំនួសដែលបង្កើនដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នាបង្ហាញវិជ្ជមានឥទ្ធិពល mesomeric (+ M- effect) ។
M-effect ត្រូវបានបង្ហាញដោយសារធាតុជំនួសដែលរួមបញ្ចូលអាតូមដែលមានអេឡិចត្រុងមួយគូ (ឧទាហរណ៍ ក្រុមអាមីណូនៅក្នុងម៉ូលេគុល aniline) ឬបន្ទុកអវិជ្ជមានចំនួនគត់។ អ្នកជំនួសទាំងនេះមានសមត្ថភាព
ទៅនឹងការផ្ទេរអេឡិចត្រុងមួយគូទៅប្រព័ន្ធរួម ពោលគឺពួកវា អ្នកបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង។
សារធាតុជំនួសដែលបន្ថយដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នាបង្ហាញអវិជ្ជមានឥទ្ធិពល mesomeric (-M- effect) ។
M-effect នៅក្នុងប្រព័ន្ធ conjugated ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយអាតូមអុកស៊ីហ្សែន ឬអាសូតដែលចងដោយចំណងទ្វេទៅនឹងអាតូមកាបូន ដូចដែលបានបង្ហាញក្នុងឧទាហរណ៍នៃអាស៊ីតអាគ្រីលីក និង benzaldehyde ។ ក្រុមបែបនេះគឺ ការដកអេឡិចត្រុង។
ការផ្លាស់ទីលំនៅនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញដោយព្រួញកោង ដែលការចាប់ផ្តើមបង្ហាញថា អេឡិចត្រុង p- ឬ π-អេឡិចត្រុងមួយណាត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅ ហើយចុងបញ្ចប់គឺជាចំណង ឬអាតូមដែលពួកគេត្រូវបានផ្លាស់ទីលំនៅ។ ឥទ្ធិពល mesomeric ផ្ទុយទៅនឹង inductive មួយត្រូវបានបញ្ជូនតាមរយៈប្រព័ន្ធនៃចំណងភ្ជាប់គ្នានៅចម្ងាយឆ្ងាយជាង។
នៅពេលវាយតម្លៃឥទ្ធិពលនៃសារធាតុជំនួសលើការចែកចាយដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងក្នុងម៉ូលេគុលមួយ ចាំបាច់ត្រូវគិតគូរពីសកម្មភាពលទ្ធផលនៃឥទ្ធិពល inductive និង mesomeric (តារាង 2.2)។
តារាង 2.2 ។ឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូនិចនៃសារធាតុជំនួសមួយចំនួន
ឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូនិចនៃសារធាតុជំនួសធ្វើឱ្យវាអាចផ្តល់ការប៉ាន់ស្មានគុណភាពនៃការចែកចាយដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលដែលមិនប្រតិកម្ម និងដើម្បីទស្សន៍ទាយលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វា។
ការបន្ត។ សម្រាប់ការចាប់ផ្តើមសូមមើល № 15, 16/2004
មេរៀនទី៥
គន្លងអាតូមនៃកាបូន
ចំណងគីមី covalent ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រើគូអេឡិចត្រុងភ្ជាប់ទូទៅនៃប្រភេទ៖
បង្កើតចំណងគីមី i.e. មានតែអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងអាចបង្កើតគូអេឡិចត្រុងធម្មតាជាមួយអេឡិចត្រុង "បរទេស" ពីអាតូមមួយទៀត។ នៅពេលសរសេររូបមន្តអេឡិចត្រូនិច អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងមានទីតាំងនៅមួយៗក្នុងក្រឡាគន្លង។
គន្លងអាតូមិចគឺជាមុខងារដែលពិពណ៌នាអំពីដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុងនៅចំណុចនីមួយៗក្នុងលំហជុំវិញស្នូលនៃអាតូមមួយ។ ពពកអេឡិចត្រុងគឺជាតំបន់នៃលំហដែលអេឡិចត្រុងអាចត្រូវបានរកឃើញជាមួយនឹងប្រូបាបខ្ពស់។
ដើម្បីចុះសម្រុងគ្នានូវរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមកាបូន និង valent នៃធាតុនេះ គំនិតនៃការរំភើបនៃអាតូមកាបូនត្រូវបានប្រើប្រាស់។ នៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតា (មិនរំភើប) អាតូមកាបូនមានពីរដែលមិនផ្គូផ្គង 2 រ 2 អេឡិចត្រុង។ នៅក្នុងស្ថានភាពរំភើប (នៅពេលដែលថាមពលត្រូវបានស្រូបយក) មួយក្នុងចំណោម 2 ស 2- អេឡិចត្រុងអាចឆ្លងកាត់ដោយឥតគិតថ្លៃ រ- គន្លង។ បន្ទាប់មក អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គងចំនួនបួនលេចឡើងក្នុងអាតូមកាបូន៖
សូមចាំថានៅក្នុងរូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូមមួយ (ឧទាហរណ៍សម្រាប់កាបូន 6 C - 1 ស 2 2ស 2 2ទំ 2) លេខធំនៅពីមុខអក្សរ - 1, 2 - បង្ហាញពីចំនួននៃកម្រិតថាមពល។ អក្សរ សនិង រចង្អុលបង្ហាញរូបរាងនៃពពកអេឡិចត្រុង (គន្លង) ហើយលេខនៅខាងស្តាំខាងលើអក្សរបង្ហាញពីចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងគន្លងដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ ទាំងអស់។ ស- គន្លងរាងស្វ៊ែរ៖
នៅកម្រិតថាមពលទីពីរលើកលែងតែ 2 ស- មានគន្លងបី ២ រ- គន្លង។ ទាំងនេះ ២ រ-orbitals មានរាងពងក្រពើ ស្រដៀងទៅនឹង dumbbells ហើយត្រូវបានតម្រង់ទិសក្នុងលំហនៅមុំ 90 °ទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។ ២ រ- គន្លងតំណាង ២ ទំ x, 2r yនិង ២ ទំយោងទៅតាមអ័ក្សដែលគន្លងទាំងនេះស្ថិតនៅ។
នៅពេលដែលចំណងគីមីត្រូវបានបង្កើតឡើង គន្លងអេឡិចត្រុងទទួលបានរូបរាងដូចគ្នា។ ដូច្នេះនៅក្នុងអ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែតមានមួយ។ ស- គន្លង និង ៣ រ-គន្លងនៃអាតូមកាបូនដើម្បីបង្កើតជាបួនដូចគ្នាបេះបិទ (កូនកាត់) sp៣-គន្លងៈ
នេះគឺជា - sp 3 - បង្កាត់។
ការបង្កាត់- ការតម្រឹម (ការលាយ) នៃគន្លងអាតូមិក ( សនិង រ) ជាមួយនឹងការបង្កើតគន្លងអាតូមិកថ្មី ហៅថា គន្លងកូនកាត់.
គន្លងកូនកាត់មានរាងមិនស៊ីមេទ្រី ពន្លូតឆ្ពោះទៅអាតូមដែលភ្ជាប់។ ពពកអេឡិចត្រុងដេញគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយមានទីតាំងនៅក្នុងលំហ តាមដែលអាចធ្វើទៅបានពីគ្នាទៅវិញទៅមក។ ក្នុងពេលជាមួយគ្នានោះអ័ក្សនៃបួន sp 3-គន្លងកូនកាត់វាត្រូវបានតម្រង់ទៅកំពូលនៃ tetrahedron (ពីរ៉ាមីតរាងត្រីកោណធម្មតា) ។
ដូច្នោះហើយ មុំរវាងគន្លងទាំងនេះគឺ tetrahedral ស្មើនឹង 109°28"។
កំពូលនៃគន្លងអេឡិចត្រុងអាចត្រួតលើគ្នាជាមួយនឹងគន្លងនៃអាតូមផ្សេងទៀត។ ប្រសិនបើពពកអេឡិចត្រុងត្រួតលើគ្នាតាមខ្សែបន្ទាត់ដែលតភ្ជាប់ចំណុចកណ្តាលនៃអាតូម នោះចំណង covalent បែបនេះត្រូវបានគេហៅថា sigma()-ចំណង. ជាឧទាហរណ៍ នៅក្នុងម៉ូលេគុលអេតាន C 2 H 6 ចំណងគីមីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងរវាងអាតូមកាបូនពីរ ដោយត្រួតលើគ្នានូវគន្លងកូនកាត់ពីរ។ នេះគឺជាការតភ្ជាប់។ លើសពីនេះទៀតអាតូមកាបូននីមួយៗដែលមានបីរបស់វា។ sp៣-គន្លងត្រួតលើគ្នា។ ស-គន្លងនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនបី បង្កើតជាចំណងបី។
សរុបមក រដ្ឋ valence បីដែលមានប្រភេទផ្សេងគ្នានៃការបង្កាត់គឺអាចធ្វើទៅបានសម្រាប់អាតូមកាបូនមួយ។ លើកលែងតែ sp 3- ការបង្កាត់មាន sp 2 - និង sp- បង្កាត់។
sp 2 -ការបង្កាត់- លាយមួយ។ ស- និងពីរ រ- គន្លង។ ជាលទ្ធផលកូនកាត់បី sp 2 - គន្លង។ ទាំងនេះ sp 2-orbitals មានទីតាំងនៅក្នុងយន្តហោះដូចគ្នា (ជាមួយអ័ក្ស X, នៅ) និងត្រូវបានតម្រង់ទៅចំណុចកំពូលនៃត្រីកោណដែលមានមុំរវាងគន្លងនៃ 120° ។ មិនបង្កាត់
រ-orbital គឺកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះនៃកូនកាត់ទាំងបី sp 2 គន្លង (តម្រង់តាមអ័ក្ស z) ពាក់កណ្តាលខាងលើ រ-គន្លងគឺនៅពីលើយន្តហោះ ពាក់កណ្តាលខាងក្រោមគឺនៅខាងក្រោមយន្តហោះ។
ប្រភេទ sp 2- ការបង្កាត់កាបូនកើតឡើងនៅក្នុងសមាសធាតុដែលមានចំណងទ្វេ៖ C=C, C=O, C=N ។ លើសពីនេះទៅទៀត មានតែចំណងមួយរវាងអាតូមពីរ (ឧទាហរណ៍ C=C) អាចជាចំណង។ (គន្លងនៃចំណងផ្សេងទៀតនៃអាតូមត្រូវបានដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយ។) ចំណងទីពីរត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលនៃការត្រួតស៊ីគ្នានៃមិនមែនកូនកាត់ រ-គន្លងទាំងសងខាងនៃបន្ទាត់តភ្ជាប់ស្នូលនៃអាតូម។
ចំណង covalent បង្កើតឡើងដោយការត្រួតគ្នានៅពេលក្រោយ រ-គន្លងនៃអាតូមកាបូនជិតខាងត្រូវបានគេហៅថា pi()-ចំណង.
ការអប់រំ
|
ដោយសារការត្រួតស៊ីគ្នាតិចនៃគន្លង -bond គឺតិចជាង -bond ។
sp-ការបង្កាត់គឺជាការលាយបញ្ចូលគ្នា (ការតម្រឹមក្នុងទម្រង់ និងថាមពល) នៃមួយ។ ស-និងមួយ។
រ- orbitals ជាមួយនឹងការបង្កើតកូនកាត់ពីរ sp- គន្លង។ sp- គន្លងមានទីតាំងនៅលើបន្ទាត់ដូចគ្នា (នៅមុំ 180 °) និងដឹកនាំក្នុងទិសដៅផ្ទុយពីស្នូលនៃអាតូមកាបូន។ ពីរ
រ- គន្លងនៅតែមិនបង្កាត់។ ពួកគេត្រូវបានដាក់កាត់កែងទៅគ្នាទៅវិញទៅមក។
ទិសដៅ - ការតភ្ជាប់។ នៅលើរូបភាព sp-orbitals ត្រូវបានបង្ហាញតាមអ័ក្ស yនិង ពីរ ដែលមិនបង្កាត់
រ-orbitals - តាមអ័ក្ស Xនិង z.
ចំណងកាបូន-កាបូនបីដង CC មាន -bond ដែលកើតឡើងនៅពេលត្រួតគ្នា។
sp-អ័រប៊ីតកូនកាត់ និងចំណងពីរ។
ទំនាក់ទំនងរវាងប៉ារ៉ាម៉ែត្របែបនេះនៃអាតូមកាបូនដែលជាចំនួននៃក្រុមភ្ជាប់ ប្រភេទនៃការធ្វើកូនកាត់ និងប្រភេទនៃចំណងគីមីដែលបង្កើតឡើងត្រូវបានបង្ហាញក្នុងតារាងទី 4 ។
តារាងទី 4
ចំណង covalent នៃកាបូន
| ចំនួនក្រុម ពាក់ព័ន្ធ ជាមួយកាបូន |
ប្រភេទ ការបង្កាត់ |
ប្រភេទ ការចូលរួម ចំណងគីមី |
ឧទាហរណ៍នៃរូបមន្តផ្សំ |
|---|---|---|---|
| 4 | sp 3 | ការតភ្ជាប់បួន | |
| 3 | sp 2 | បី - ការតភ្ជាប់និង មួយគឺការតភ្ជាប់ |
|
| 2 | sp | ទំនាក់ទំនងពីរ និងការតភ្ជាប់ពីរ |
H-CC-H |
លំហាត់.
1. តើអេឡិចត្រុងនៃអាតូម (ឧទាហរណ៍ កាបូន ឬអាសូត) ត្រូវបានគេហៅថា unpaired?
2. តើគំនិតនៃ "គូអេឡិចត្រុងដែលបានចែករំលែក" មានន័យយ៉ាងណានៅក្នុងសមាសធាតុដែលមានចំណង covalent (ឧទាហរណ៍ CH 4 ឬហ 2 ស )?
3. តើអ្វីទៅជាស្ថានភាពអេឡិចត្រូនិកនៃអាតូម (ឧទាហរណ៍ គ ឬន ) គេហៅថា មូលដ្ឋាន ហើយមួយណារំភើប?
4. តើលេខ និងអក្សរមានន័យយ៉ាងណាក្នុងរូបមន្តអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូម (ឧទាហរណ៍ C ឬន )?
5. តើអ្វីជាគន្លងអាតូមិក? តើមានគន្លងប៉ុន្មាននៅក្នុងកម្រិតថាមពលទីពីរនៃអាតូម C ហើយតើពួកគេខុសគ្នាយ៉ាងណា?
6. តើអ្វីជាភាពខុសគ្នារវាងគន្លងកូនកាត់ និងគន្លងដើមដែលពួកវាត្រូវបានបង្កើតឡើង?
7. តើការបង្កាត់ប្រភេទអ្វីខ្លះដែលត្រូវបានគេស្គាល់សម្រាប់អាតូមកាបូន ហើយតើវាជាអ្វី?
8. គូររូបភាពនៃការរៀបចំលំហនៃគន្លងសម្រាប់រដ្ឋអេឡិចត្រូនិចមួយនៃអាតូមកាបូន។
9. អ្វីទៅដែលហៅថាចំណងគីមី និងអ្វី? បញ្ជាក់-និង-ការតភ្ជាប់នៅក្នុងការតភ្ជាប់:
10. ចំពោះអាតូមកាបូននៃសមាសធាតុខាងក្រោម បង្ហាញ៖ ក) ប្រភេទនៃការបង្កាត់; ខ) ប្រភេទនៃចំណងគីមីរបស់វា; គ) មុំភ្ជាប់។
ចម្លើយចំពោះលំហាត់សម្រាប់ប្រធានបទ ១
មេរៀនទី៥
1. អេឡិចត្រុងដែលមានមួយក្នុងមួយគន្លងត្រូវបានគេហៅថា អេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង. ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងរូបមន្តបង្វែរអេឡិចត្រុងនៃអាតូមកាបូនដែលរំភើប មានអេឡិចត្រុងមិនផ្គូផ្គងចំនួនបួន ហើយអាតូមអាសូតមានបី៖
2. អេឡិចត្រុងពីរដែលចូលរួមក្នុងការបង្កើតចំណងគីមីមួយត្រូវបានគេហៅថា គូអេឡិចត្រុងធម្មតា។. ជាធម្មតា មុនពេលបង្កើតចំណងគីមី អេឡិចត្រុងមួយនៃគូនេះជារបស់អាតូមមួយ ហើយអេឡិចត្រុងមួយទៀតជារបស់អាតូមមួយទៀត៖
3. ស្ថានភាពអេឡិចត្រូនិចនៃអាតូម ដែលតាមលំដាប់នៃការបំពេញគន្លងអេឡិចត្រូនិចត្រូវបានគេសង្កេតឃើញ៖ ១ ស 2 , 2ស 2 , 2ទំ 2 , 3ស 2 , 3ទំ 2 , 4ស 2 , 3ឃ 2 , 4ទំ 2 ជាដើមត្រូវបានគេហៅថា រដ្ឋសំខាន់. អេ រដ្ឋរំភើបមួយនៃ valence អេឡិចត្រុងនៃអាតូមកាន់កាប់គន្លងដោយឥតគិតថ្លៃជាមួយនឹងថាមពលខ្ពស់ការផ្លាស់ប្តូរបែបនេះត្រូវបានអមដោយការបំបែកនៃអេឡិចត្រុងគូ។ តាមគ្រោងការណ៍វាត្រូវបានសរសេរដូចនេះ៖
ខណៈពេលដែលនៅក្នុងស្ថានភាពដីមានអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង valence ពីរប៉ុណ្ណោះ នៅក្នុងស្ថានភាពរំភើបមានអេឡិចត្រុងបួនប្រភេទ។
5.
គន្លងអាតូមិក គឺជាមុខងារដែលពិពណ៌នាអំពីដង់ស៊ីតេនៃពពកអេឡិចត្រុង នៅចំណុចនីមួយៗក្នុងលំហជុំវិញស្នូលនៃអាតូមដែលបានផ្តល់ឱ្យ។ មានគន្លងចំនួនបួននៅលើកម្រិតថាមពលទីពីរនៃអាតូមកាបូន - 2 ស, 2ទំ x, 2r y,
2ទំ. គន្លងទាំងនេះគឺ៖
ក) រូបរាងនៃពពកអេឡិចត្រុង ( ស- បាល់, រ- dumbbell);
ខ) រ-orbitals មានទិសដៅផ្សេងគ្នានៅក្នុងលំហ - តាមបណ្តោយអ័ក្សកាត់កែងគ្នាទៅវិញទៅមក x, yនិង zពួកគេត្រូវបានតំណាង ទំ x, r y,
ទំ.
6.
គន្លងកូនកាត់ខុសពីគន្លងដើម (មិនមែនកូនកាត់) ក្នុងរូបរាង និងថាមពល។ ឧទាហរណ៍, ស-orbital - រាងស្វ៊ែរ រ- តួលេខស៊ីមេទ្រីប្រាំបី sp-hybrid orbital - រូបទីប្រាំបី។
ភាពខុសគ្នានៃថាមពល៖ អ៊ី(ស) < អ៊ី(sp) < អ៊ី(រ) ដូច្នេះ sp-orbital - គន្លងជាមធ្យមមានរាង និងថាមពល ដែលទទួលបានដោយការលាយបឋម ស-
និង ទំ- គន្លង។
7. ការបង្កាត់បីប្រភេទត្រូវបានគេស្គាល់ចំពោះអាតូមកាបូន៖ sp 3 , sp 2 និង sp (សូមមើលអត្ថបទនៃមេរៀនទី 5).
9.
-bond - ចំណង covalent ដែលបង្កើតឡើងដោយការត្រួតលើគ្នាផ្នែកខាងមុខនៃគន្លងតាមបណ្តោយបន្ទាត់តភ្ជាប់កណ្តាលនៃអាតូម។
-bond - ចំណង covalent ដែលបង្កើតឡើងដោយការត្រួតគ្នានៅពេលក្រោយ រ-orbitals នៅផ្នែកម្ខាងនៃបន្ទាត់តភ្ជាប់ចំណុចកណ្តាលនៃអាតូម។
- សញ្ញាប័ណ្ណត្រូវបានបង្ហាញដោយខ្សែទីពីរនិងទីបីរវាងអាតូមដែលបានតភ្ជាប់។
នៅក្នុងស្ថានភាពដី អាតូមកាបូន C (1s 2 2s 2 2p 2) មានអេឡិចត្រុងពីរដែលមិនបានផ្គូផ្គង ដោយសារតែការដែលគូអេឡិចត្រុងធម្មតាពីរអាចបង្កើតបាន។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅក្នុងសមាសធាតុភាគច្រើនរបស់វា កាបូនគឺ tetravalent ។ នេះគឺដោយសារតែការពិតដែលថាអាតូមកាបូនដែលស្រូបយកថាមពលតិចតួចចូលទៅក្នុងស្ថានភាពរំភើបដែលវាមានអេឡិចត្រុង 4 ដែលមិនផ្គូផ្គងពោលគឺឧ។ អាចបង្កើតបាន។ បួនចំណង covalent និងចូលរួមក្នុងការបង្កើតគូអេឡិចត្រុងធម្មតាចំនួនបួន៖
6 C 1 s 2 2s 2 2 ទំ 2 6 C * 1 s 2 2s 1 2 ទំ 3
| ↓ | |||||||||||||
| 1 | ↓ | ទំ | ↓ | ទំ | |||||||||
| ស | ស | ||||||||||||
ថាមពលរំភើបត្រូវបានទូទាត់ដោយការបង្កើតចំណងគីមី ដែលកើតឡើងជាមួយនឹងការបញ្ចេញថាមពល។
អាតូមកាបូនមានសមត្ថភាពបង្កើតជាបីប្រភេទនៃការបង្កាត់នៃគន្លងអេឡិចត្រុង ( sp ៣, sp ២, sp) និងការបង្កើតចំណងច្រើន (ទ្វេ និងបី) រវាងពួកវា (តារាងទី 7) ។
តារាង 7
ប្រភេទនៃការបង្កាត់និងធរណីមាត្រនៃម៉ូលេគុល
សាមញ្ញ (តែមួយ) s - ការទំនាក់ទំនងត្រូវបានអនុវត្តនៅពេលដែល sp ៣-hybridization ដែលគន្លងកូនកាត់ទាំងបួនគឺសមមូលហើយមានទិសដៅក្នុងលំហនៅមុំ១០៩ប្រហែល២៩' ទៅគ្នាហើយតម្រង់ទៅខាងកំពូលនៃតេត្រេដ្រូនធម្មតា។
អង្ករ។ 19. ការបង្កើតម៉ូលេគុលមេតាន CH 4
ប្រសិនបើគន្លងកូនកាត់នៃកាបូនត្រួតលើគ្នាជាមួយស្វ៊ែរ ស-គន្លងនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែន បន្ទាប់មកសមាសធាតុសរីរាង្គសាមញ្ញបំផុត មេតាន CH 4 ត្រូវបានបង្កើតឡើង - អ៊ីដ្រូកាបូនឆ្អែត (រូបភាព 19) ។
អង្ករ។ 20. ការរៀបចំ Tetrahedral នៃចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុលមេតាន
ការចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងគឺការសិក្សាអំពីចំណងនៃអាតូមកាបូនជាមួយគ្នាទៅវិញទៅមក និងជាមួយអាតូមនៃធាតុផ្សេងទៀត។ ពិចារណាលើរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលនៃអេតានអេទីឡែននិងអាសេទីលីន។
មុំរវាងចំណងទាំងអស់នៅក្នុងម៉ូលេគុលអេតានគឺស្ទើរតែស្មើគ្នាទៅវិញទៅមក (រូបភាពទី 21) ហើយមិនខុសគ្នាពីមុំ C-H នៅក្នុងម៉ូលេគុលមេតាននោះទេ។
អង្ករ។ 21. ម៉ូលេគុល Ethane C 2 H ៦
ដូច្នេះអាតូមកាបូនស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាព sp ៣- បង្កាត់។
ការបង្កាត់នៃគន្លងអេឡិចត្រុងនៃអាតូមកាបូនអាចមិនពេញលេញ ពោលគឺឧ។ វាអាចរួមបញ្ចូលពីរ sp ២ hybridization) ឬមួយ ( sp-hybridization) ចំនួនបី រ- គន្លង។ ក្នុងករណីនេះរវាងអាតូមកាបូនត្រូវបានបង្កើតឡើង ពហុគុណ(ទ្វេ ឬបីដង) ការតភ្ជាប់. អ៊ីដ្រូកាបូនដែលមានចំណងច្រើនត្រូវបានគេហៅថា unsaturated ឬ unsaturated ។ ចំណងទ្វេ (C = C) ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេល sp ២- បង្កាត់។ ក្នុងករណីនេះ អាតូមកាបូននីមួយៗមានមួយក្នុងចំនោមបី រ- គន្លងមិនជាប់ពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កាត់ដែលនាំឱ្យកើតមានបី sp ២– គន្លងកូនកាត់ដែលមានទីតាំងក្នុងប្លង់តែមួយនៅមុំ ១២០ ជិតគ្នា និងមិនជាកូនកាត់ ២ រ-orbital គឺកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះនេះ។ អាតូមកាបូនពីរត្រូវបានតភ្ជាប់ទៅគ្នាទៅវិញទៅមកបង្កើតជាចំណង s មួយដោយសារតែការត្រួតស៊ីគ្នានៃគន្លងកូនកាត់ និងមួយ p-bond ដោយសារតែការត្រួតស៊ីគ្នា។ រ- គន្លង។ អន្តរកម្មនៃគន្លងកូនកាត់ដោយឥតគិតថ្លៃនៃកាបូនជាមួយ 1s-គន្លងនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែននាំទៅរកការបង្កើតម៉ូលេគុលអេទីឡែន C 2 H 4 (រូបភាព 22) ដែលជាតំណាងសាមញ្ញបំផុតនៃអ៊ីដ្រូកាបូនមិនឆ្អែត។
អង្ករ។ 22. ការបង្កើតម៉ូលេគុលអេទីឡែន C 2 H 4
ការត្រួតស៊ីគ្នានៃគន្លងអេឡិចត្រូនិចនៅក្នុងករណីនៃ p-bonds គឺតិចជាង ហើយតំបន់ដែលមានការកើនឡើងនៃដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងស្ថិតនៅឆ្ងាយពីស្នូលនៃអាតូម ដូច្នេះចំណងនេះគឺមិនសូវរឹងមាំជាង s-bond ។
ចំណងបីដងត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយ s-bond និង p-bonds ពីរ។ ក្នុងករណីនេះគន្លងអេឡិចត្រុងស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពនៃ sp-hybridization ការបង្កើតដែលកើតឡើងដោយសារតែមួយ។ ស- និងមួយ។ រ- គន្លង (រូបទី ២៣) ។
អង្ករ។ 23. ការបង្កើតម៉ូលេគុលអាសេទីលែន C 2 H 2
គន្លងកូនកាត់ពីរស្ថិតនៅមុំ 180 ដឺក្រេទាក់ទងគ្នា ហើយពីរទៀតដែលមិនជាកូនកាត់ រ– គន្លងមានទីតាំងស្ថិតក្នុងយន្តហោះកាត់គ្នាពីរ។ ការបង្កើតចំណងបីដងកើតឡើងនៅក្នុងម៉ូលេគុល acetylene C 2 H 2 ។
ប្រភេទពិសេសនៃចំណងកើតឡើងកំឡុងពេលបង្កើតម៉ូលេគុល benzene (C 6 H 6) - តំណាងសាមញ្ញបំផុតនៃអ៊ីដ្រូកាបូនក្រអូប។
Benzene មានអាតូមកាបូនចំនួនប្រាំមួយភ្ជាប់គ្នាក្នុងវដ្តមួយ (ចិញ្ចៀន benzene) ខណៈដែលអាតូមកាបូននីមួយៗស្ថិតក្នុងស្ថានភាពនៃការបង្កាត់ sp 2 (រូបភាព 24)។
អាតូមកាបូនទាំងអស់ដែលរួមបញ្ចូលនៅក្នុងម៉ូលេគុល benzene មានទីតាំងនៅក្នុងយន្តហោះតែមួយ។ អាតូមកាបូននីមួយៗនៅក្នុងស្ថានភាពនៃការបង្កាត់ sp 2 មាន p-orbital ដែលមិនមែនជាកូនកាត់មួយទៀតជាមួយអេឡិចត្រុងដែលមិនផ្គូផ្គង ដែលបង្កើតជា p-bond (រូបភាព 25) ។
អ័ក្សនៃ p-orbital បែបនេះគឺកាត់កែងទៅនឹងយន្តហោះនៃម៉ូលេគុល benzene ។
អង្ករ។ 24. sp 2 - គន្លងនៃម៉ូលេគុល benzene C 6 H 6
អង្ករ។ 25. - ចំណងនៅក្នុងម៉ូលេគុល benzene C 6 H 6
ទាំងប្រាំមួយ p-orbitals ដែលមិនមែនជាកូនកាត់បង្កើតបានជាម៉ូលេគុល p-orbital រួម ហើយអេឡិចត្រុងទាំងប្រាំមួយត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាទៅជា p-electron sextet ។
ផ្ទៃព្រំដែននៃគន្លងបែបនេះ មានទីតាំងនៅខាងលើ និងខាងក្រោមយន្តហោះនៃគ្រោងឆ្អឹងកាបូន។ ជាលទ្ធផលនៃការត្រួតគ្នាជារង្វង់ ប្រព័ន្ធ p-delocalized តែមួយកើតឡើងដែលគ្របដណ្តប់អាតូមកាបូនទាំងអស់នៃវដ្ត។ Benzene ត្រូវបានគេបង្ហាញតាមគ្រោងការណ៍ថាជារាងប្រាំមួយដែលមានចិញ្ចៀនមួយនៅខាងក្នុងដែលបង្ហាញថាមានការបំភាន់នៃអេឡិចត្រុងនិងចំណងដែលត្រូវគ្នា។
169375 0
អាតូមនីមួយៗមានចំនួនអេឡិចត្រុងជាក់លាក់។
ការចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មគីមី អាតូមបរិច្ចាគ ទទួល ឬធ្វើសង្គមអេឡិចត្រុង ឈានដល់ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដែលមានស្ថេរភាពបំផុត។ ការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធជាមួយនឹងថាមពលទាបបំផុតគឺមានស្ថេរភាពបំផុត (ដូចនៅក្នុងអាតូមឧស្ម័នដ៏ថ្លៃថ្នូ)។ លំនាំនេះត្រូវបានគេហៅថា "ច្បាប់ octet" (រូបភាពទី 1) ។
អង្ករ។ មួយ។
ច្បាប់នេះអនុវត្តចំពោះទាំងអស់គ្នា ប្រភេទនៃការតភ្ជាប់. ចំណងអេឡិចត្រូនិចរវាងអាតូមអនុញ្ញាតឱ្យពួកវាបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធស្ថេរភាពចាប់ពីគ្រីស្តាល់សាមញ្ញបំផុតរហូតដល់ជីវម៉ូលេគុលស្មុគស្មាញដែលបង្កើតបានជាប្រព័ន្ធរស់នៅ។ ពួកវាខុសគ្នាពីគ្រីស្តាល់នៅក្នុងការរំលាយអាហារជាបន្តបន្ទាប់របស់ពួកគេ។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ប្រតិកម្មគីមីជាច្រើនដំណើរការទៅតាមយន្តការ ការផ្ទេរអេឡិចត្រូនិចដែលដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងដំណើរការថាមពលក្នុងរាងកាយ។
ចំណងគីមីគឺជាកម្លាំងដែលប្រមូលផ្តុំអាតូម អ៊ីយ៉ុង ម៉ូលេគុល ឬការរួមផ្សំគ្នានៃអាតូមពីរ ឬច្រើននោះ។.
ធម្មជាតិនៃចំណងគីមីគឺមានលក្ខណៈជាសកល៖ វាគឺជាកម្លាំងអេឡិចត្រុងនៃការទាក់ទាញរវាងអេឡិចត្រុងអវិជ្ជមាន និងស្នូលដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន ដែលកំណត់ដោយការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រុងនៅក្នុងសំបកខាងក្រៅនៃអាតូម។ សមត្ថភាពនៃអាតូមដើម្បីបង្កើតចំណងគីមីត្រូវបានគេហៅថា valence, ឬ ស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្ម. គំនិតនៃ វ៉ាឡង់អេឡិចត្រុង- អេឡិចត្រុងដែលបង្កើតជាចំណងគីមី ពោលគឺវាស្ថិតនៅក្នុងគន្លងដែលមានថាមពលខ្លាំងបំផុត។ ដូច្នោះហើយសំបកខាងក្រៅនៃអាតូមដែលមានគន្លងទាំងនេះត្រូវបានគេហៅថា សែលវ៉ាឡង់. នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះវាមិនគ្រប់គ្រាន់ដើម្បីបង្ហាញពីវត្តមាននៃចំណងគីមីនោះទេប៉ុន្តែវាចាំបាច់ដើម្បីបញ្ជាក់ប្រភេទរបស់វា: អ៊ីយ៉ុង, covalent, dipole-dipole, លោហធាតុ។
ប្រភេទនៃការតភ្ជាប់ដំបូងគឺអ៊ីយ៉ុង ការតភ្ជាប់
យោងតាមទ្រឹស្តីអេឡិចត្រូនិចរបស់ Lewis និង Kossel អាតូមអាចសម្រេចបាននូវការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដែលមានស្ថេរភាពតាមពីរវិធី៖ ទីមួយដោយការបាត់បង់អេឡិចត្រុង ក្លាយជា cationsទីពីរ ទទួលបានពួកគេ ប្រែទៅជា អ៊ីយ៉ុង. ជាលទ្ធផលនៃការផ្ទេរអេឡិចត្រុង ដោយសារតែកម្លាំងអេឡិចត្រូស្ទិចនៃការទាក់ទាញរវាងអ៊ីយ៉ុងជាមួយនឹងការចោទប្រកាន់នៃសញ្ញាផ្ទុយ ចំណងគីមីមួយត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលហៅថា Kossel " អេឡិចត្រូលីត្រ(ឥឡូវហៅថា អ៊ីយ៉ុង).
ក្នុងករណីនេះ anions និង cations បង្កើតជាការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដែលមានស្ថេរភាពជាមួយនឹងសំបកអេឡិចត្រុងខាងក្រៅដែលបំពេញ។ ចំណងអ៊ីយ៉ុងធម្មតាត្រូវបានបង្កើតឡើងពី cations នៃក្រុម T និង II នៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់ និង anions នៃធាតុមិនមែនលោហធាតុនៃក្រុម VI និង VII (ក្រុមរង 16 និង 17 - រៀងគ្នា។ សារធាតុ Chalcogenនិង ហាឡូហ្សែន) ចំណងនៅក្នុងសមាសធាតុអ៊ីយ៉ុងគឺមិនឆ្អែត និងមិនមានទិសដៅ ដូច្នេះពួកវារក្សានូវលទ្ធភាពនៃអន្តរកម្មអេឡិចត្រូស្ទិចជាមួយអ៊ីយ៉ុងផ្សេងទៀត។ នៅលើរូបភព។ 2 និង 3 បង្ហាញឧទាហរណ៍នៃចំណងអ៊ីយ៉ុងដែលត្រូវគ្នានឹងគំរូផ្ទេរអេឡិចត្រុង Kossel ។
អង្ករ។ ២.
អង្ករ។ ៣.ចំណងអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុងម៉ូលេគុលសូដ្យូមក្លរួ (NaCl)
នៅទីនេះវាជាការសមរម្យក្នុងការរំលឹកឡើងវិញនូវលក្ខណៈសម្បត្តិមួយចំនួនដែលពន្យល់ពីឥរិយាបទនៃសារធាតុនៅក្នុងធម្មជាតិ ជាពិសេសដើម្បីពិចារណាអំពីគោលគំនិតនៃ អាស៊ីតនិង ដី.
ដំណោះស្រាយ aqueous នៃសារធាតុទាំងអស់នេះគឺជាអេឡិចត្រូលីត។ ពួកវាផ្លាស់ប្តូរពណ៌តាមរបៀបផ្សេងៗ។ សូចនាករ. យន្តការនៃសកម្មភាពនៃសូចនាករត្រូវបានរកឃើញដោយ F.V. Ostwald ។ គាត់បានបង្ហាញថាសូចនាករគឺជាអាស៊ីតខ្សោយឬមូលដ្ឋានពណ៌ដែលនៅក្នុងរដ្ឋ undissociated និង dissociated គឺខុសគ្នា។
មូលដ្ឋានអាចបន្សាបអាស៊ីត។ មិនមែនមូលដ្ឋានទាំងអស់សុទ្ធតែរលាយក្នុងទឹកទេ (ឧទាហរណ៍ សមាសធាតុសរីរាង្គមួយចំនួនដែលមិនមានក្រុម -OH គឺមិនរលាយ ជាពិសេស។ triethylamine N (C 2 H 5) 3); មូលដ្ឋានរលាយត្រូវបានគេហៅថា អាល់កាឡាំង.
ដំណោះស្រាយ aqueous នៃអាស៊ីតចូលទៅក្នុងប្រតិកម្មលក្ខណៈ:
ក) ជាមួយអុកស៊ីដលោហៈ - ជាមួយនឹងការបង្កើតអំបិលនិងទឹក;
ខ) ជាមួយលោហធាតុ - ជាមួយនឹងការបង្កើតអំបិលនិងអ៊ីដ្រូសែន;
គ) ជាមួយកាបូន - ជាមួយនឹងការបង្កើតអំបិល។ សហ 2 និង ហ 2 អូ.
លក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាស៊ីត និងមូលដ្ឋានត្រូវបានពិពណ៌នាដោយទ្រឹស្តីជាច្រើន។ ស្របតាមទ្រឹស្តីរបស់ S.A. Arrhenius អាស៊ីតគឺជាសារធាតុដែលបំបែកដើម្បីបង្កើតអ៊ីយ៉ុង ហ+ ខណៈពេលដែលមូលដ្ឋានបង្កើតអ៊ីយ៉ុង គឺគាត់- . ទ្រឹស្ដីនេះមិនគិតពីអត្ថិភាពនៃមូលដ្ឋានសរីរាង្គដែលមិនមានក្រុម hydroxyl ទេ។
ស្ថិតក្នុងជួរជាមួយ ប្រូតុងទ្រឹស្តីរបស់ Bronsted និង Lowry អាស៊ីតគឺជាសារធាតុដែលមានម៉ូលេគុល ឬអ៊ីយ៉ុងដែលបរិច្ចាគប្រូតុង ( ម្ចាស់ជំនួយប្រូតុង) ហើយមូលដ្ឋានគឺជាសារធាតុដែលមានម៉ូលេគុល ឬអ៊ីយ៉ុងដែលទទួលយកប្រូតុង ( អ្នកទទួលប្រូតុង) ។ ចំណាំថានៅក្នុងដំណោះស្រាយ aqueous អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែនមាននៅក្នុងទម្រង់ hydrated នោះគឺជាទម្រង់នៃអ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន H3O+. ទ្រឹស្ដីនេះពិពណ៌នាអំពីប្រតិកម្មមិនត្រឹមតែជាមួយនឹងអ៊ីយ៉ុងទឹក និងអ៊ីដ្រូអុកស៊ីតប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែថែមទាំងអនុវត្តក្នុងករណីដែលគ្មានសារធាតុរំលាយ ឬជាមួយសារធាតុរំលាយដែលមិនមានជាតិទឹក។
ឧទាហរណ៍នៅក្នុងប្រតិកម្មរវាងអាម៉ូញាក់ NH 3 (មូលដ្ឋានខ្សោយ) និងអ៊ីដ្រូសែនក្លរួក្នុងដំណាក់កាលឧស្ម័ន ក្លរួអាម៉ូញ៉ូមរឹងត្រូវបានបង្កើតឡើង ហើយនៅក្នុងល្បាយលំនឹងនៃសារធាតុពីរ តែងតែមានភាគល្អិតចំនួន 4 ដែលពីរជាអាស៊ីត ហើយពីរផ្សេងទៀតគឺជាមូលដ្ឋាន៖
ល្បាយលំនឹងនេះមានពីរគូនៃអាស៊ីត និងមូលដ្ឋាន៖
1)NH 4+ និង NH 3
2) HClនិង ក្ល ‑
នៅទីនេះ ក្នុងគូនីមួយៗ អាស៊ីត និងមូលដ្ឋានខុសគ្នាដោយប្រូតុងមួយ។ អាស៊ីតនីមួយៗមានមូលដ្ឋានផ្សំ។ អាស៊ីតខ្លាំងមានមូលដ្ឋានផ្សំខ្សោយ ហើយអាស៊ីតខ្សោយមានមូលដ្ឋានផ្សំខ្លាំង។
ទ្រឹស្តី Bronsted-Lowry ធ្វើឱ្យវាអាចពន្យល់ពីតួនាទីតែមួយគត់នៃទឹកសម្រាប់ជីវិតនៃជីវមណ្ឌល។ ទឹក អាស្រ័យលើសារធាតុដែលធ្វើអន្តរកម្មជាមួយវា អាចបង្ហាញពីលក្ខណៈនៃអាស៊ីត ឬមូលដ្ឋាន។ ឧទាហរណ៍ នៅក្នុងប្រតិកម្មជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ aqueous នៃអាស៊ីតអាសេទិក ទឹកគឺជាមូលដ្ឋានមួយ ហើយជាមួយនឹងដំណោះស្រាយ aqueous នៃអាម៉ូញាក់ វាគឺជាអាស៊ីតមួយ។
1) CH 3 COOH + ហ ២ ឱ ↔ ហ ៣ ឱ + + CH 3 SOO- . នៅទីនេះ ម៉ូលេគុលអាស៊ីតអាសេទិក បរិច្ចាគប្រូតុងទៅម៉ូលេគុលទឹក;
2) NH3 + ហ ២ ឱ ↔ NH4 + + គឺគាត់- . នៅទីនេះម៉ូលេគុលអាម៉ូញាក់ទទួលយកប្រូតុងពីម៉ូលេគុលទឹក។
ដូច្នេះ ទឹកអាចបង្កើតបានពីរគូរួមគ្នា៖
1) ហ ២ ឱ(អាស៊ីត) និង គឺគាត់- (មូលដ្ឋានផ្សំ)
2) ហ ៣ ឱ+ (អាស៊ីត) និង ហ ២ ឱ(មូលដ្ឋានផ្សំ) ។
ក្នុងករណីទី 1 ទឹកបរិច្ចាគប្រូតុងហើយក្នុងករណីទី 2 វាទទួលយកវា។
ទ្រព្យសម្បត្តិបែបនេះត្រូវបានគេហៅថា amphiprotonity. សារធាតុដែលអាចមានប្រតិកម្មដូចជាអាស៊ីដ និងបាសត្រូវបានគេហៅ amphoteric. សារធាតុបែបនេះត្រូវបានរកឃើញជាញឹកញាប់នៅក្នុងធម្មជាតិ។ ឧទាហរណ៍ អាស៊ីតអាមីណូអាចបង្កើតជាអំបិលដែលមានទាំងអាស៊ីត និងមូលដ្ឋាន។ ដូច្នេះ peptides ងាយស្រួលបង្កើតសមាសធាតុសម្របសម្រួលជាមួយអ៊ីយ៉ុងដែកដែលមានវត្តមាន។
ដូច្នេះ លក្ខណៈលក្ខណៈនៃចំណងអ៊ីយ៉ុង គឺការផ្លាស់ទីលំនៅពេញលេញនៃបណ្តុំនៃអេឡិចត្រុងដែលភ្ជាប់ទៅស្នូលមួយនៃស្នូល។ នេះមានន័យថាមានតំបន់មួយរវាងអ៊ីយ៉ុងដែលដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រុងគឺស្ទើរតែសូន្យ។
ប្រភេទទីពីរនៃការតភ្ជាប់គឺកូវ៉ាឡេន ការតភ្ជាប់
អាតូមអាចបង្កើតការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចដែលមានស្ថេរភាពដោយការចែករំលែកអេឡិចត្រុង។
ចំណងបែបនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលដែលអេឡិចត្រុងមួយគូត្រូវបានចែករំលែកក្នុងពេលតែមួយ។ ពីគ្នា។អាតូម។ ក្នុងករណីនេះ អេឡិចត្រុងនៃចំណងសង្គមត្រូវបានចែកចាយស្មើៗគ្នាក្នុងចំណោមអាតូម។ ឧទាហរណ៍នៃចំណង covalent គឺ homonuclearឌីអាតូមិច ម៉ូលេគុល H 2 , ន 2 , ច២. Allotropes មានប្រភេទដូចគ្នានៃចំណង។ អូ 2 និងអូហ្សូន អូ 3 និងសម្រាប់ម៉ូលេគុល polyatomic ស 8 និងផងដែរ។ ម៉ូលេគុល heteronuclearអ៊ីដ្រូសែនក្លរួ HCl, កាបូនឌីអុកស៊ីត សហ 2, មេតាន ឈ 4, អេតាណុល ជាមួយ 2 ហ 5 គឺគាត់, ស្ពាន់ធ័រ hexafluoride អេសអេហ្វ 6, អាសេទីលីន ជាមួយ 2 ហ២. ម៉ូលេគុលទាំងអស់នេះមានអេឡិចត្រុងធម្មតាដូចគ្នា ហើយចំណងរបស់វាត្រូវបានឆ្អែត និងដឹកនាំតាមរបៀបដូចគ្នា (រូបភាពទី 4)។
សម្រាប់ជីវវិទូ វាមានសារៈសំខាន់ណាស់ដែលកាំនៃអាតូមក្នុងចំណងទ្វេ និងបីត្រូវបានកាត់បន្ថយបើប្រៀបធៀបទៅនឹងចំណងតែមួយ។
អង្ករ។ ៤.ចំណង covalent នៅក្នុងម៉ូលេគុល Cl 2 ។
ប្រភេទចំណងអ៊ីយ៉ុង និងកូវ៉ាលេន គឺជាករណីកំណត់ចំនួនពីរនៃចំណងគីមីដែលមានស្រាប់ជាច្រើន ហើយនៅក្នុងការអនុវត្តភាគច្រើននៃចំណងគឺកម្រិតមធ្យម។
សមាសធាតុនៃធាតុពីរដែលមានទីតាំងនៅចុងម្ខាងនៃរយៈពេលដូចគ្នាឬខុសគ្នានៃប្រព័ន្ធ Mendeleev ភាគច្រើនបង្កើតជាចំណងអ៊ីយ៉ុង។ នៅពេលដែលធាតុចូលទៅជិតគ្នាក្នុងរយៈពេលមួយ ធម្មជាតិអ៊ីយ៉ុងនៃសមាសធាតុរបស់វាថយចុះ ខណៈពេលដែលតួអក្សរ covalent កើនឡើង។ ឧទាហរណ៍ ហាលីដ និងអុកស៊ីដនៃធាតុនៅផ្នែកខាងឆ្វេងនៃតារាងតាមកាលកំណត់បង្កើតជាចំណងអ៊ីយ៉ុងលើសលុប ( NaCl, AgBr, BaSO 4, CaCO 3, KNO 3, CaO, NaOH) ហើយសមាសធាតុដូចគ្នានៃធាតុនៅជ្រុងខាងស្តាំនៃតារាងគឺ covalent ( H 2 O, CO 2, NH 3, NO 2, CH 4, phenol C6H5OH, គ្លុយកូស C 6 H 12 O ៦, អេតាណុល C 2 H 5 OH).
ចំណង covalent មានការកែប្រែមួយផ្សេងទៀត។
នៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងប៉ូលីអាតូមិក និងនៅក្នុងម៉ូលេគុលជីវសាស្រ្តស្មុគស្មាញ អេឡិចត្រុងទាំងពីរអាចមកពី មួយ។អាតូម។ វាហៅថា ម្ចាស់ជំនួយគូអេឡិចត្រុង។ អាតូមដែលធ្វើសង្គមអេឡិចត្រុងគូនេះជាមួយអ្នកផ្តល់ជំនួយត្រូវបានគេហៅថា អ្នកទទួលគូអេឡិចត្រុង។ ប្រភេទនៃចំណង covalent នេះត្រូវបានគេហៅថា ការសម្របសម្រួល (ម្ចាស់ជំនួយ - អ្នកទទួល, ឬថ្នាំពន្យារកំណើត) ការទំនាក់ទំនង(រូបទី 5) ។ ចំណងប្រភេទនេះមានសារៈសំខាន់បំផុតសម្រាប់ជីវវិទ្យា និងវេជ្ជសាស្ត្រ ដោយសារគីមីសាស្ត្រនៃធាតុ d ដ៏សំខាន់បំផុតសម្រាប់ការរំលាយអាហារត្រូវបានពិពណ៌នាយ៉ាងទូលំទូលាយដោយចំណងសម្របសម្រួល។
រូប។ ៥.
តាមក្បួនក្នុងបរិវេណស្មុគស្មាញ អាតូមដែកដើរតួជាអ្នកទទួលគូអេឡិចត្រុង។ ផ្ទុយទៅវិញ នៅក្នុងចំណងអ៊ីយ៉ុង និងកូវ៉ាលេន អាតូមដែកគឺជាអ្នកបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង។
ខ្លឹមសារនៃចំណង covalent និងប្រភេទរបស់វា - ចំណងសំរបសំរួល - អាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយជំនួយពីទ្រឹស្តីមួយផ្សេងទៀតនៃអាស៊ីត និងមូលដ្ឋាន ដែលស្នើឡើងដោយ GN ។ លូវីស។ គាត់បានពង្រីកគំនិត semantic នៃពាក្យ "អាស៊ីត" និង "មូលដ្ឋាន" យោងទៅតាមទ្រឹស្តី Bronsted-Lowry ។ ទ្រឹស្ដី Lewis ពន្យល់ពីធម្មជាតិនៃការបង្កើតអ៊ីយ៉ុងស្មុគ្រស្មាញ និងការចូលរួមនៃសារធាតុនៅក្នុងប្រតិកម្មជំនួស nucleophilic ពោលគឺនៅក្នុងការបង្កើត CS ។
យោងតាមលោក Lewis អាស៊ីតគឺជាសារធាតុដែលមានសមត្ថភាពបង្កើតចំណង covalent ដោយទទួលយកគូអេឡិចត្រុងពីមូលដ្ឋានមួយ។ មូលដ្ឋាន Lewis គឺជាសារធាតុដែលមានអេឡិចត្រុងមួយគូ ដែលតាមរយៈការបរិច្ចាគអេឡិចត្រុង បង្កើតជាចំណង covalent ជាមួយអាស៊ីត Lewis ។
នោះគឺជាទ្រឹស្ដី Lewis ពង្រីកជួរនៃប្រតិកម្មអាស៊ីតមូលដ្ឋានផងដែរចំពោះប្រតិកម្មដែលប្រូតុងមិនចូលរួមទាល់តែសោះ។ ជាងនេះទៅទៀត ប្រូតុងខ្លួនឯង យោងតាមទ្រឹស្ដីនេះ ក៏ជាអាស៊ីតមួយដែរ ព្រោះវាអាចទទួលយកគូអេឡិចត្រុងបាន។
ដូច្នេះយោងទៅតាមទ្រឹស្ដីនេះ cations គឺជាអាស៊ីត Lewis ហើយ anions គឺជាមូលដ្ឋាន Lewis ។ ប្រតិកម្មខាងក្រោមគឺជាឧទាហរណ៍៖
វាត្រូវបានកត់សម្គាល់ខាងលើថាផ្នែករងនៃសារធាតុទៅជាអ៊ីយ៉ុង និងកូវ៉ាលេនគឺទាក់ទងគ្នា ចាប់តាំងពីមិនមានការផ្លាស់ប្តូរពេញលេញនៃអេឡិចត្រុងពីអាតូមដែកទៅជាអាតូមទទួលនៅក្នុងម៉ូលេគុល covalent នោះទេ។ នៅក្នុងសមាសធាតុដែលមានចំណងអ៊ីយ៉ុង អ៊ីយ៉ុងនីមួយៗស្ថិតនៅក្នុងវាលអគ្គិសនីនៃអ៊ីយ៉ុងនៃសញ្ញាផ្ទុយ ដូច្នេះពួកវាត្រូវបានប៉ូលទៅគ្នាទៅវិញទៅមក ហើយសំបករបស់វាត្រូវបានខូចទ្រង់ទ្រាយ។
ភាពអាចបត់បែនបានកំណត់ដោយរចនាសម្ព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចបន្ទុកនិងទំហំនៃអ៊ីយ៉ុង; វាខ្ពស់ជាងសម្រាប់ anions ជាង cations ។ ភាពអាចបត់បែនបានខ្ពស់បំផុតក្នុងចំណោម cations គឺសម្រាប់ cations នៃបន្ទុកធំ និងទំហំតូចជាង ឧទាហរណ៍សម្រាប់ Hg 2+ , Cd 2+ , Pb 2+ , Al 3+ , Tl 3+. មានប្រសិទ្ធិភាពប៉ូឡូញខ្លាំង ហ+. ដោយសារឥទ្ធិពលនៃប៉ូលអ៊ីយ៉ុងមានពីរផ្លូវ វាផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងសំខាន់នូវលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសមាសធាតុដែលពួកគេបង្កើត។
ប្រភេទទីបីនៃការតភ្ជាប់ -ឌីប៉ូល-ឌីប៉ូល។ ការតភ្ជាប់
បន្ថែមពីលើប្រភេទនៃទំនាក់ទំនងដែលបានរាយបញ្ជីក៏មាន dipole-dipole ផងដែរ។ អន្តរម៉ូលេគុលអន្តរកម្ម ត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា van der Waals .
ភាពខ្លាំងនៃអន្តរកម្មទាំងនេះអាស្រ័យលើធម្មជាតិនៃម៉ូលេគុល។
មានអន្តរកម្មបីប្រភេទ៖ ឌីប៉ូលអចិន្ត្រៃយ៍ - អចិន្ត្រៃយ៍ dipole ( ឌីប៉ូល-ឌីប៉ូល។ការទាក់ទាញ); ឌីប៉ូលអចិន្រ្តៃយ៍ - ឌីប៉ូលដែលជំរុញ ( ការបញ្ចូលការទាក់ទាញ); ឌីប៉ូលភ្លាមៗ - ឌីប៉ូលដែលជំរុញ ( ការបែកខ្ញែកការទាក់ទាញ, ឬកងកម្លាំងទីក្រុងឡុងដ៍; អង្ករ។ ៦).
អង្ករ។ ៦.
មានតែម៉ូលេគុលដែលមានចំណង covalent ប៉ូល មានពេល dipole-dipole ( HCl, NH 3, SO 2, H 2 O, C 6 H 5 Cl) ហើយកម្លាំងចំណងគឺ 1-2 ជំរាបសួរ(1D \u003d 3.338 × 10 -30 coulomb ម៉ែត្រ - C × m) ។
នៅក្នុងជីវគីមី ចំណងមួយប្រភេទផ្សេងទៀតត្រូវបានសម្គាល់ - អ៊ីដ្រូសែន ការតភ្ជាប់ ដែលជាករណីកំណត់ ឌីប៉ូល-ឌីប៉ូល។ការទាក់ទាញ។ ចំណងនេះត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការទាក់ទាញរវាងអាតូមអ៊ីដ្រូសែន និងអាតូមអេឡិចត្រូនិចតូចមួយ ដែលភាគច្រើនជាញឹកញាប់អុកស៊ីហ្សែន ហ្វ្លុយអូរីន និងអាសូត។ ជាមួយនឹងអាតូមធំដែលមាន electronegativity ស្រដៀងគ្នា (ឧទាហរណ៍ជាមួយក្លរីន និងស្ពាន់ធ័រ) ចំណងអ៊ីដ្រូសែនកាន់តែខ្សោយ។ អាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានសម្គាល់ដោយលក្ខណៈសំខាន់មួយ៖ នៅពេលដែលអេឡិចត្រុងចងត្រូវបានទាញចេញ ស្នូលរបស់វា - ប្រូតុង - ត្រូវបានលាតត្រដាង ហើយឈប់ពិនិត្យដោយអេឡិចត្រុង។
ដូច្នេះអាតូមប្រែទៅជាឌីប៉ូលធំ។
ចំណងអ៊ីដ្រូសែន មិនដូចមូលបត្របំណុល Van der Waals ត្រូវបានបង្កើតឡើងមិនត្រឹមតែក្នុងអំឡុងពេលអន្តរកម្មអន្តរម៉ូលេគុលប៉ុណ្ណោះទេ ប៉ុន្តែក៏មាននៅក្នុងម៉ូលេគុលមួយផងដែរ - intramolecularចំណងអ៊ីដ្រូសែន។ ចំណងអ៊ីដ្រូសែនដើរតួយ៉ាងសំខាន់ក្នុងជីវគីមី ឧទាហរណ៍សម្រាប់ស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធនៃប្រូតេអ៊ីនក្នុងទម្រង់ជា a-helix ឬសម្រាប់ការបង្កើត DNA helix ទ្វេ (រូបភាព 7) ។
រូប ៧.
ចំណងអ៊ីដ្រូសែន និង van der Waals គឺខ្សោយជាងចំណងអ៊ីយ៉ុង កូវ៉ាលេន និងសំរបសំរួល។ ថាមពលនៃចំណងអន្តរម៉ូលេគុលត្រូវបានចង្អុលបង្ហាញនៅក្នុងតារាង។ មួយ។
តារាងទី 1 ។ថាមពលនៃកម្លាំងអន្តរម៉ូលេគុល
ចំណាំ៖ កម្រិតនៃអន្តរកម្មអន្តរម៉ូលេគុលឆ្លុះបញ្ចាំងពី enthalpy នៃការរលាយ និងហួត (ការពុះ)។ សមាសធាតុអ៊ីយ៉ុងត្រូវការថាមពលច្រើនដើម្បីបំបែកអ៊ីយ៉ុងជាជាងការបំបែកម៉ូលេគុល។ អង់ទីកររលាយនៃសមាសធាតុអ៊ីយ៉ុងគឺខ្ពស់ជាងសមាសធាតុម៉ូលេគុល។
ប្រភេទទីបួននៃការតភ្ជាប់ -ចំណងលោហធាតុ
ទីបំផុតមានប្រភេទមួយទៀតនៃចំណងអន្តរម៉ូលេគុល - លោហៈ: ការភ្ជាប់អ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាននៃបន្ទះដែកជាមួយអេឡិចត្រុងសេរី។ ប្រភេទនៃការតភ្ជាប់នេះមិនកើតឡើងនៅក្នុងវត្ថុជីវសាស្រ្តទេ។
ពីការពិនិត្យឡើងវិញសង្ខេបនៃប្រភេទនៃចំណង ព័ត៌មានលម្អិតមួយបានលេចចេញឡើង៖ ប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់នៃអាតូម ឬអ៊ីយ៉ុងនៃលោហៈ - អ្នកផ្តល់អេឡិចត្រុង ក៏ដូចជាអាតូម - អ្នកទទួលអេឡិចត្រុងគឺជារបស់វា។ ទំហំ.
ដោយមិនបានចូលទៅក្នុងព័ត៌មានលម្អិត យើងកត់សំគាល់ថា កាំនៃអាតូមកូវ៉ាលេន កាំអ៊ីយ៉ុងនៃលោហធាតុ និងរ៉ាឌីវ៉ាន ឌឺវ៉ាល់ នៃម៉ូលេគុលអន្តរកម្មកើនឡើង នៅពេលដែលចំនួនអាតូមនៅក្នុងក្រុមនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់កើនឡើង។ ក្នុងករណីនេះតម្លៃនៃអ៊ីយ៉ុងរ៉ាឌីគឺតូចបំផុតហើយរ៉ាឌីវ៉ានដឺវ៉ាលស៍គឺធំបំផុត។ តាមក្បួនមួយ នៅពេលផ្លាស់ទីចុះក្រោមក្រុម កាំនៃធាតុទាំងអស់កើនឡើង ទាំង covalent និង van der Waals ។
សំខាន់បំផុតសម្រាប់អ្នកជីវវិទូនិងគ្រូពេទ្យគឺ ការសម្របសម្រួល(អ្នកទទួលអំណោយ) ចំណងដែលត្រូវបានពិចារណាដោយគីមីសាស្ត្រសម្របសម្រួល។
ជីវសរីរាង្គវេជ្ជសាស្ត្រ។ G.K. Barashkov
