Etylén pre organickú chémiu možno nie je tehla, ale celý blok. Molekula etylénu pozostáva z dvoch atómov uhlíka a štyroch atómov vodíka Ako vzniká etylén? Vo všetkých organických zlúčeninách musí byť uhlík štvormocný a v molekule etylénu je každý atóm uhlíka spojený s iným uhlíkom a dvoma vodíkmi, t. j. je akoby trojmocný.

Nie, nedochádza k porušeniu princípu štvormocného uhlíka v molekule etylénu: dva atómy uhlíka nie sú navzájom spojené jednoduchým, ako v prípade etánu, ale dvojitá väzba. Každá valencia je označená pomlčkou, a ak spojíme dva atómy uhlíka dvoma pomlčkami, zachováme štvormocný uhlík:

Čo sa však skrýva za takýmito označeniami, ako sa líši spojenie reprezentované jednou čiarou od spojenia reprezentovaného dvoma čiarami?

Pripomeňme si, ako vzniká molekula etánu. Okolo každého atómu uhlíka v dôsledku hybridizácie, t.j. miešania, spriemerovania jedného s- a tri R-orbitály tvoria štyri absolútne identické hybridizované sp 3-orbitály.

V prípade etylénu sú väzby medzi atómami uhlíka postavené inak. Zmiešané sú tu len dve. R-orbitály s jedným orbitálom s. V dôsledku toho sa tri hybridizovali sp 2-orbitály, ktoré ležia v rovnakej rovine: dva z nich sa prekrývajú s-orbitály dvoch atómov vodíka a viažu tieto vodíky na uhlík, a tretí orbitál sp 2 sa prekrýva s presne rovnakým orbitálom druhého atómu uhlíka. Táto väzba predstavuje jednu z pomlčiek medzi dvoma atómami uhlíka. Čo symbolizuje druhý riadok?

Pripomeňme, že nám zostal ešte jeden p-elektrón. Tvorí oblak vo forme objemu osem, ktorý je nasmerovaný kolmo na rovinu tri sp 2-orbitály. Tieto elektrónové oblaky (jedna osmička z každého uhlíka) sa môžu tiež navzájom prekrývať, ale nie čelne, ako dva sp 2-orbitály, ale "nabok". Toto prekrytie je označené druhou pomlčkou. Spojenie prvého typu („čelá“) sa označuje gréckym písmenom o (sigma) a spojenie, v ktorom sú oblaky elektrónov

prekrývajúce sa „strany“ sa nazývajú π-väzba (a samotné takéto elektróny sa nazývajú π-elektróny). Spolu ide o dvojitú väzbu. Dvojitá väzba je kratšia ako jednoduchá, jej dĺžka je 0,133 nm.

Takže sme demontovali zariadenie ďalšej časti, z ktorej môžete stavať "budovy" z organických zlúčenín. Aké sú tieto budovy?

Zoberme si najprv také kombinácie: jednu molekulu etylénu a niekoľko molekúl metánu. Ak je jeden atóm vodíka v molekule etylénu nahradený metylovou skupinou (t. j. metánovým zvyškom), získame propylén (inak nazývaný propén) CH2 \u003d CH-CH3.

Teraz zostrojme ďalší člen homologického radu (t.j. člen, ktorý má o jednu CH2 skupinu viac). Aby sme to dosiahli, nahradíme jeden z atómov vodíka v propyléne metylovou skupinou. Existuje niekoľko možností takejto substitúcie, výsledkom čoho sú tri rôzne butylény (butén).

Nahradením vodíka metylovej skupiny sa dostaneme k normálnemu buténu-1: CH2 = CH-CH2-CH3. Substitúcia vodíka na druhom konci poskytne butén-2: CH3-CH=CH-CH3. Nakoniec nahradením jednoduchého vodíka v dvojitej väzbe dostaneme iso-butylén: CH2 \u003d C (CH3) 2. Ide o tri rôzne látky s rôznymi bodmi varu a topenia. Zloženie všetkých týchto uhľovodíkov vyjadruje všeobecný vzorec C n H 2n. Podobne možno odvodiť vzorce pre všetky možné pentény, hexény atď.

Takže sme sa naučili, ako dostať nenasýtené uhľovodíky na papier. Ako sa vlastne získavajú?

Hlavný zdroj prvokov alkény(t.j. nenasýtené uhľovodíky) - produkty, z ktorých sa po zahriatí a destilácii izoluje etylén, propylén, butylény... Ak sa alkán (nasýtený uhľovodík) zahreje na 500-600 °C pod vysokým tlakom v prítomnosti katalyzátora, potom sa odštiepia dva atómy vodíka za vzniku alkénu. Od n-bután, napríklad sa získa zmes buténu-1 a buténu-2.

V laboratóriu sa nenasýtené uhľovodíky (napríklad etylén) získavajú odstránením vody z alkoholov; na tento účel sa zahrievajú s katalytickým množstvom kyseliny:

Molekula halogenovodíka môžete odštiepiť aj zásadou z halogénových derivátov nasýtených uhľovodíkov:

Spektrum reakcií, do ktorých vstupujú zlúčeniny s dvojitou väzbou, je oveľa rozmanitejšie, širšie ako súbor premien alkánov. Zvážte jednu z týchto reakcií nenasýtených zlúčenín.

Nenasýtené látky pridávajú na dvojitú väzbu halogenovodíky a vznikajú halogénom substituované nasýtené uhľovodíky (t.j. reakcia je opačná ako práve napísaná). Ale ak pridáte halogenovodík k asymetrickému alkénu (k takému, ktorý má rôzne skupiny na oboch stranách dvojitej väzby), potom možno získať dva rôzne deriváty, napríklad v prípade propénu, buď CH 3 CH 2 CH 2Cl alebo CH3CHC1CH3.

Túto reakciu skúmal v minulom storočí ruský chemik V. V. Markovnikov. Zaviedol pravidlo, ktoré teraz nesie jeho meno: halogén sa pridáva k najmenej hydrogenovanému atómu uhlíka (to je ten, ktorý je spojený s najmenším počtom atómov vodíka). To znamená, že väčšina chloridu vzniká z propylénu. iso-propyl CH3CHCICH3. Prečo však reakcia prebieha tak, ako prebieha? Moderná teória poskytuje vysvetlenie Markovnikovovho pravidla. Túto teóriu uvádzame v trochu zjednodušenej forme.

Faktom je, že mechanizmy aj zdanlivo jednoduchých chemických reakcií sú pomerne zložité a zahŕňajú niekoľko stupňov. Tak je to aj s reakciou pridania halogenovodíka. Molekula chlorovodíka nie je pripojená k molekule alkénu okamžite, ale po častiach. Vodík sa pridáva ako prvý vo forme protónu H+. Kladne nabitý protón sa približuje k molekule propylénu. Na ktorý z uhlíkov s dvojitou väzbou zaútočí? Ukázalo sa to - extrémne, pretože má malý záporný náboj, označovaný ako δ- (delta mínus). Ako však tento náboj, malý prebytok elektrónovej hustoty, vznikol?

Je to chyba metalovej kapely. Zdá sa, že od seba odpudzuje elektróny, ktoré sa preto hromadia na opačnom atóme uhlíka, preč od metylovej skupiny. Ešte raz zdôrazňujeme, že tento posun elektrónovej hustoty je veľmi malý. Je to oveľa menej, ako keby sa celý elektrón presunul zo stredného atómu uhlíka na vonkajší. Potom by sme museli dať plus nad stredný atóm a mínus nad extrém (dáme znamienko δ-, čo znamená malú časť celkového záporného náboja elektrónu).

Takže teraz je jasné, že kladne nabitý protón sa oveľa pravdepodobnejšie priblíži k najvzdialenejšiemu atómu uhlíka, ktorý nesie určitú nadmernú hustotu elektrónov.

Kladne nabitý protón sa spojí s nenabitou molekulou a odovzdá jej svoj náboj. Kde sa nachádza tento poplatok? Ak by sa k strednému atómu uhlíka pripojil protón, náboj by vznikol na najvzdialenejšom uhlíku. V skutočnosti sa protón blíži ku krajnému atómu uhlíka a náboj vzniká na strednom uhlíku. Je nejaký rozdiel, kde je náboj koncentrovaný? Áno, a je v tom veľký rozdiel. Oba karbokationy (t.j. organické častice, ktoré nesú kladný náboj na atóme uhlíka) sú nestabilné a nežijú veľmi dlho. Ale stále je druhý katión stabilnejší: faktom je, že je na oboch stranách obklopený metylovými skupinami; a už vieme, že metylové skupiny sú schopné dodávať elektróny a odpudzovať ich od seba. Ukazuje sa, že metylové skupiny čiastočne kompenzujú vznikajúci kladný náboj a čím je tento náboj menší, tým je karbokation stabilnejší. V prvom prípade kladný náboj. uhasený iba jednou etylovou skupinou, bude tento karbokation menej stabilný ako druhý.

Spravidla platí, že čím je častica stabilnejšia, tým ľahšie sa tvorí. A to znamená, že druhý karbokation bude získaný oveľa častejšie ako prvý. Druhým stupňom reakcie je pridanie záporne nabitého iónu chlóru k karbokationu. Keďže v produktoch prvého stupňa prevláda karbokation druhého typu, v dôsledku celej reakcie na jednu molekulu 1-chlórpropánu pripadajú tisíce molekúl izoméru, v ktorom je chlór naviazaný na priemerný uhlík. Preto hovoríme, že sčítanie prebieha hlavne podľa Markovnikovovho pravidla. O splnení tohto pravidla rozhodujú dva faktory - miesto napadnutia protónu v prvom štádiu a stabilita karbokationtu vytvoreného po tomto.

Nenasýtené zlúčeniny ľahko viažu nielen chlorovodík, ale aj mnohé ďalšie molekuly. Typické príklady chemických premien etylénu sú znázornené v diagrame.

Čitateľ môže mať otázku: existujú organické molekuly postavené iba z etylénových blokov? Áno tam sú. A najjednoduchším zástupcom je butadién CH 2 \u003d CH-CH \u003d CH 2. Táto zlúčenina je široko používaná pri výrobe syntetického kaučuku. V paradajkách, ovocie nájdené uhľovodík lykopén - červené kryštály. V uhlíkovom reťazci tejto látky je 13 dvojitých väzieb.

dvojitá väzba,štvorelektrónová kovalentná väzba medzi dvoma susednými atómami v molekule. D. s. zvyčajne označované dvoma valentnými ťahmi: > C \u003d C<, >C=N -, >C=O, >C=S, - N=N -, - H=O atď. To znamená, že jeden pár elektrónov s sp 2 alebo sp- tvorí s-väzbu s hybridizovanými orbitálmi (viď. ryža. jeden ), ktorého elektrónová hustota je sústredená pozdĺž medziatómovej osi; S-link je podobný jednoduchému odkazu. Ďalší pár elektrónov R-orbitály tvoria p-väzbu, ktorej elektrónová hustota je sústredená mimo medziatómovej osi. Ak vo výchove D. s. ak sa zúčastňujú atómy IV. alebo V. skupiny periodického systému, potom tieto atómy a s nimi priamo spojené atómy ležia v rovnakej rovine; uhly spoja sú 120°. V prípade asymetrických systémov sú možné deformácie molekulárnej štruktúry. D. s. kratšia ako jednoduchá väzba a vyznačuje sa vysokou energetickou bariérou vnútornej rotácie; preto polohy substituentov na atómoch spojených s D.s. nie sú ekvivalentné, čo spôsobuje fenomén geometrického izoméria. Zlúčeniny obsahujúce D.s. sú schopné adičných reakcií. Ak D. s. je elektronicky symetrická, potom sa reakcie uskutočňujú ako radikálovými (homolýzou p-väzby), tak aj iónovými mechanizmami (v dôsledku polarizačného účinku prostredia). Ak sú elektronegativity atómov viazaných D. s. rozdielne, alebo ak sú na ne viazané rôzne substituenty, potom je p-väzba vysoko polarizovaná. Zlúčeniny obsahujúce polárne D. s. sú náchylné na adíciu iónovým mechanizmom: na odoberanie elektrónov D. s. nukleofilné činidlá sa ľahko pripájajú a s. - elektrofilný. Smer posunu elektrónov pri polarizácii D. s. je zvyčajné označovať šípkami vo vzorcoch a výsledné nadmerné poplatky - symbolmi d- a d+ . To uľahčuje pochopenie radikálových a iónových mechanizmov adičných reakcií:

V zlúčeninách s dvomi D. s., oddelenými jednou jednoduchou väzbou, dochádza ku konjugácii p-väzieb a vzniku jediného p-elektrónového oblaku, ktorého labilita sa prejavuje pozdĺž celého reťazca ( ryža. 2 , vľavo). Dôsledkom tejto konjugácie je schopnosť 1,4-adičných reakcií:

Ak tri D. s. sú konjugované v šesťčlennom cykle, potom sa sextet p-elektrónov stane spoločným pre celý cyklus a vytvorí sa relatívne stabilný aromatický systém (pozri obr. ryža. 2, napravo). Pridanie elektrofilných aj nukleofilných činidiel k takýmto zlúčeninám je energeticky náročné. (Pozri tiež chemická väzba. )

chemická väzba

Všetky interakcie vedúce k zjednoteniu chemických častíc (atómov, molekúl, iónov atď.) na látky sa delia na chemické väzby a medzimolekulové väzby (medzimolekulové interakcie).

chemické väzby- väzby priamo medzi atómami. Existujú iónové, kovalentné a kovové väzby.

Medzimolekulové väzby- väzby medzi molekulami. Ide o vodíkovú väzbu, ión-dipólovú väzbu (vzhľadom na vznik tejto väzby dochádza napr. k vytvoreniu hydratačného obalu iónov), dipólovo-dipólovú väzbu (vzhľadom na vznik tejto väzby molekuly tzv. polárne látky sa spájajú napríklad v tekutom acetóne) atď.

Iónová väzba- chemická väzba vznikajúca v dôsledku elektrostatickej príťažlivosti opačne nabitých iónov. V binárnych zlúčeninách (zlúčeniny dvoch prvkov) sa vytvára, keď sa veľkosti viazaných atómov navzájom výrazne líšia: niektoré atómy sú veľké, iné malé - to znamená, že niektoré atómy ľahko odovzdávajú elektróny, zatiaľ čo iné majú tendenciu akceptovať ich (spravidla ide o atómy prvkov, ktoré tvoria typické kovy a atómy prvkov tvoriace typické nekovy); elektronegativita takýchto atómov je tiež veľmi odlišná.
Iónová väzba je nesmerová a nenasýtená.

kovalentná väzba- chemická väzba, ktorá vzniká v dôsledku vytvorenia spoločného páru elektrónov. Medzi malými atómami s rovnakým alebo blízkym polomerom vzniká kovalentná väzba. Nevyhnutnou podmienkou je prítomnosť nepárových elektrónov v oboch viazaných atómoch (mechanizmus výmeny) alebo nezdieľaného páru v jednom atóme a voľného orbitálu v druhom (mechanizmus donor-akceptor):

a)	H + H H:H	H-H	H2	(jeden zdieľaný pár elektrónov; H je univalentný);
b)		NN	N 2	(tri spoločné páry elektrónov; N je trojmocný);
v)		H-F	HF	(jeden spoločný pár elektrónov; H a F sú univalentné);
G)			NH4+	(štyri zdieľané páry elektrónov; N je štvormocný)

Podľa počtu spoločných elektrónových párov sa kovalentné väzby delia na
• jednoduchý (jednoduchý)- jeden pár elektrónov
• dvojitý- dva páry elektrónov
• trojitý- tri páry elektrónov.

Dvojité a trojité väzby sa nazývajú viacnásobné väzby.

Podľa rozloženia hustoty elektrónov medzi viazanými atómami sa kovalentná väzba delí na nepolárne a polárny. Nepolárna väzba vzniká medzi rovnakými atómami, polárna väzba vzniká medzi rôznymi.

Elektronegativita- miera schopnosti atómu v látke priťahovať spoločné elektrónové páry.
Elektrónové páry polárnych väzieb sú zaujaté smerom k viac elektronegatívnym prvkom. Samotný posun elektrónových párov sa nazýva polarizácia väzby. Čiastočné (nadbytočné) náboje vznikajúce pri polarizácii sú označené + a -, napríklad: .

Podľa charakteru prekrývania elektrónových oblakov ("orbitálov") sa kovalentná väzba delí na -väzbu a -väzbu.
- Väzba vzniká v dôsledku priameho prekrývania elektrónových oblakov (pozdĺž priamky spájajúcej jadrá atómov), - väzba - v dôsledku bočného prekrytia (na oboch stranách roviny, v ktorej ležia jadrá atómov).

Kovalentná väzba je smerová a saturovateľná, ako aj polarizovateľná.
Na vysvetlenie a predikciu vzájomného smeru kovalentných väzieb sa používa hybridizačný model.

Hybridizácia atómových orbitálov a elektrónových oblakov- predpokladané usporiadanie atómových orbitálov v energii a elektrónových oblakov v tvare pri vytváraní kovalentných väzieb atómom.
Tri najbežnejšie typy hybridizácie sú: sp-, sp 2 a sp 3 - hybridizácia. Napríklad:
sp-hybridizácia - v molekulách C 2 H 2, BeH 2, CO 2 (lineárna štruktúra);
sp 2-hybridizácia - v molekulách C 2 H 4, C 6 H 6, BF 3 (plochý trojuholníkový tvar);
sp 3-hybridizácia - v molekulách CCl 4, SiH 4, CH 4 (tetraedrická forma); NH3 (pyramídový tvar); H 2 O (rohový tvar).

kovové spojenie- chemická väzba vytvorená v dôsledku socializácie valenčných elektrónov všetkých viazaných atómov kryštálu kovu. V dôsledku toho sa vytvorí jediný elektrónový oblak kryštálu, ktorý sa pôsobením elektrického napätia ľahko premiestni - preto vysoká elektrická vodivosť kovov.
Kovová väzba sa vytvorí, keď sú viazané atómy veľké, a preto majú tendenciu darovať elektróny. Jednoduché látky s kovovou väzbou - kovy (Na, Ba, Al, Cu, Au a pod.), zložité látky - intermetalické zlúčeniny (AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8 a pod.).
Kovová väzba nemá smerovosť nasýtenia. Konzervuje sa aj v taveninách kovov.

vodíková väzba- medzimolekulová väzba vytvorená čiastočným prijatím páru elektrónov vysoko elektronegatívneho atómu atómom vodíka s veľkým kladným čiastkovým nábojom. Vzniká, keď je v jednej molekule atóm s osamelým elektrónovým párom a vysokou elektronegativitou (F, O, N) a v druhej je atóm vodíka viazaný silne polárnou väzbou s jedným z týchto atómov. Príklady medzimolekulových vodíkových väzieb:

H-O-H ··· OH2, H-O-H ··· NH3, H-O-H ··· F-H, H-F ··· H-F.

Intramolekulárne vodíkové väzby existujú v molekulách polypeptidov, nukleových kyselín, proteínov atď.

Meradlom sily akejkoľvek väzby je energia väzby.
Energia väzby je energia potrebná na prerušenie danej chemickej väzby v 1 móle látky. Jednotkou merania je 1 kJ/mol.

Energie iónovej a kovalentnej väzby sú rovnakého rádu, energia vodíkovej väzby je rádovo menšia.

Energia kovalentnej väzby závisí od veľkosti viazaných atómov (dĺžky väzby) a od násobnosti väzby. Čím menšie sú atómy a čím väčšia je násobnosť väzby, tým väčšia je jej energia.

Energia iónovej väzby závisí od veľkosti iónov a od ich náboja. Čím menšie sú ióny a čím väčší je ich náboj, tým väčšia je väzbová energia.

Štruktúra hmoty

Podľa typu štruktúry sú všetky látky rozdelené na molekulárne a nemolekulárne. Medzi organickými látkami prevládajú molekulárne látky, medzi anorganickými látkami nemolekulárne.

Podľa druhu chemickej väzby sa látky delia na látky s kovalentnými väzbami, látky s iónovými väzbami (iónové látky) a látky s kovovými väzbami (kovy).

Látky s kovalentnými väzbami môžu byť molekulárne alebo nemolekulárne. To výrazne ovplyvňuje ich fyzikálne vlastnosti.

Molekulové látky pozostávajú z molekúl navzájom prepojených slabými medzimolekulovými väzbami, patria sem: H 2, O 2, N 2, Cl 2, Br 2, S 8, P 4 a iné jednoduché látky; CO 2, SO 2, N 2 O 5, H 2 O, HCl, HF, NH 3, CH 4, C 2 H 5 OH, organické polyméry a mnohé ďalšie látky. Tieto látky nemajú vysokú pevnosť, majú nízke teploty topenia a varu, nevedú elektrický prúd, niektoré z nich sú rozpustné vo vode alebo iných rozpúšťadlách.

Nemolekulárne látky s kovalentnými väzbami alebo atómové látky (diamant, grafit, Si, SiO 2, SiC a iné) tvoria veľmi pevné kryštály (výnimkou je vrstvený grafit), sú nerozpustné vo vode a iných rozpúšťadlách, majú vysokú teplotu topenia a varu body, väčšina z nich nevedie elektrický prúd (okrem grafitu, ktorý má elektrickú vodivosť a polovodičov - kremík, germánium atď.)

Všetky iónové látky sú prirodzene nemolekulárne. Sú to pevné žiaruvzdorné látky, ktorých roztoky a taveniny vedú elektrický prúd. Mnohé z nich sú rozpustné vo vode. Treba poznamenať, že v iónových látkach, ktorých kryštály pozostávajú z komplexných iónov, existujú aj kovalentné väzby, napríklad: (Na +) 2 (SO 4 2-), (K +) 3 (PO 4 3-) , (NH 4 + ) (NO 3-) atď. Atómy, ktoré tvoria komplexné ióny, sú viazané kovalentnými väzbami.

Kovy (látky s kovovou väzbou) veľmi rôznorodé vo svojich fyzikálnych vlastnostiach. Medzi nimi sú tekuté (Hg), veľmi mäkké (Na, K) a veľmi tvrdé kovy (W, Nb).

Charakteristickými fyzikálnymi vlastnosťami kovov sú ich vysoká elektrická vodivosť (na rozdiel od polovodičov sa s rastúcou teplotou znižuje), vysoká tepelná kapacita a ťažnosť (u čistých kovov).

V pevnom stave sú takmer všetky látky zložené z kryštálov. Podľa typu štruktúry a typu chemickej väzby sa kryštály ("kryštálové mriežky") delia na atómový(kryštály nemolekulárnych látok s kovalentnou väzbou), iónový(kryštály iónových látok), molekulárne(kryštály molekulových látok s kovalentnou väzbou) a kov(kryštály látok s kovovou väzbou).

Úlohy a testy na tému "Téma 10. "Chemická väzba. Štruktúra hmoty."

• Typy chemickej väzby - Štruktúra hmoty 8.–9. triedy

  Lekcie: 2 Zadania: 9 Testy: 1

• Úlohy: 9 testov: 1

Po preštudovaní tejto témy by ste sa mali naučiť nasledujúce pojmy: chemická väzba, medzimolekulová väzba, iónová väzba, kovalentná väzba, kovová väzba, vodíková väzba, jednoduchá väzba, dvojitá väzba, trojitá väzba, viacnásobné väzby, nepolárna väzba, polárna väzba , elektronegativita, polarizácia väzby , - a - väzba, hybridizácia atómových orbitálov, energia väzby.

Musíte poznať klasifikáciu látok podľa typu štruktúry, podľa typu chemickej väzby, závislosť vlastností jednoduchých a zložitých látok od typu chemickej väzby a typu „kryštálovej mriežky“.

Mali by ste byť schopní: určiť typ chemickej väzby v látke, typ hybridizácie, zostaviť vzorce tvorby väzby, použiť pojem elektronegativita, množstvo elektronegativity; vedieť, ako sa mení elektronegativita v chemických prvkoch jednej periódy, a v jednej skupine určiť polaritu kovalentnej väzby.

Keď sa ubezpečíte, že ste sa naučili všetko, čo potrebujete, pokračujte k úlohám. Prajeme vám úspech.

Odporúčaná literatúra:

• O. S. Gabrielyan, G. G. Lysová. Chémia 11 buniek. M., Drop, 2002.
• G. E. Rudzitis, F. G. Feldman. Chémia 11 buniek. M., Vzdelávanie, 2001.

dvojitá väzba

štvorelektrónová kovalentná väzba medzi dvoma susednými atómami v molekule. D. s. zvyčajne označujeme dvoma valenčnými ťahmi: >C=CC=N -, >C=O, >C=S, - N=N -, - H=O atď. To znamená, že jeden pár elektrónov s sp 2 alebo sp- hybridizované orbitály tvoria σ-väzbu (viď. ryža. jeden ), ktorého elektrónová hustota je sústredená pozdĺž medziatómovej osi; Väzba σ je podobná jednoduchej väzbe. Ďalší pár elektrónov R-orbitály tvoria π-väzbu, ktorej elektrónová hustota je sústredená mimo medziatómovej osi. Ak vo výchove D. s. ak sa zúčastňujú atómy IV. alebo V. skupiny periodického systému, potom tieto atómy a s nimi priamo spojené atómy ležia v rovnakej rovine; uhly spoja sú 120°. V prípade asymetrických systémov sú možné deformácie molekulárnej štruktúry. D. s. kratšia ako jednoduchá väzba a vyznačuje sa vysokou energetickou bariérou vnútornej rotácie; preto polohy substituentov na atómoch viazaných D. s. nie sú ekvivalentné a to spôsobuje jav geometrickej izomérie. Zlúčeniny obsahujúce D.s. sú schopné adičných reakcií. Ak D. s. je elektronicky symetrická, potom sa reakcie uskutočňujú ako radikálovými (homolýzou π-väzby), tak iónovými mechanizmami (v dôsledku polarizačného účinku prostredia). Ak sú elektronegativity atómov viazaných D. s. rozdielne, alebo ak sú s nimi spojené rôzne substituenty, potom je väzba π silne polarizovaná. Zlúčeniny obsahujúce polárne D. s. sú náchylné na adíciu iónovým mechanizmom: na odoberanie elektrónov D. s. nukleofilné činidlá sa ľahko pripájajú a s. - elektrofilný. Smer posunu elektrónov pri polarizácii D. s. je zvyčajné označovať šípkami vo vzorcoch a výsledné nadmerné poplatky - symbolmi δ - a δ + . To uľahčuje pochopenie radikálových a iónových mechanizmov adičných reakcií:

V zlúčeninách s dvomi D. s., oddelenými jednou jednoduchou väzbou, dochádza ku konjugácii π-väzieb a vzniku jediného π-elektrónového oblaku, ktorého labilita sa prejavuje pozdĺž celého reťazca ( ryža. 2 , vľavo). Dôsledkom tejto konjugácie je schopnosť 1,4-adičných reakcií:

G. A. Sokolský.

Ryža. 1. Schéma dvojitej väzby >C = C

Veľká sovietska encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia. 1969-1978 .

Pozrite sa, čo je „Dvojitá väzba“ v iných slovníkoch:

Dvojitá väzba: Dvojitá väzba je chemická väzba medzi dvoma atómami tvorená dvoma pármi elektrónov; špeciálny prípad násobnej väzby. Dvojitá väzba (alebo dvojitá väzba) psychologický koncept v teórii schizofrénie Gregoryho Batesona ... Wikipedia

DVOJNÁSOBNÝ DLHOPIS- En.: Double bind Podľa Ericksona a Rossiho je dvojitá väzba dosť zjednodušujúca a iluzórna voľba (Erickson & Rossi, 1976, s. 62.): "Chceli by ste zažiť hlboký alebo stredný tranz?" Navrhuje sa alternatíva, ale výsledok ... ... Nová hypnóza: Slovník, princípy a metóda. Úvod do Ericksonovej hypnoterapie

dvojitá väzba- dvigubasis ryšys statusas T sritis chemija apibrėžtis Du kovalentiniai ryšiai tarp dviejų atomų. atitikmenys: angl. dvojitá väzba; etylénová väzba. dvojitá väzba; etylénová väzba ryšiai: sinonimas - dvilypis ryšys sinonimas - etileninis ryšys ... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas

dvojitá väzba- dvilypis ryšys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. dvojitá väzba vok. Doppelbindung, f rus. dvojitá väzba, f pranc. styčný dvojitý, f … Fizikos terminų žodynas

Chem. väzba medzi susednými atómami v molekule uskutočňovaná dvoma pármi elektrónov. Charakteristická ch. arr. pre organické spojenia. Graficky znázornené dvoma valenčnými ťahmi, napríklad Spojenia s D. s. (pozri napr. etylén, butény,… … Veľký encyklopedický polytechnický slovník

Pozrite si viacnásobné väzby... Chemická encyklopédia

Pozrite si viacnásobné väzby... Prírodná veda. encyklopedický slovník

dvojitá väzba- Poruchy komunikácie pozorované v rodinách pacientov so schizofréniou. Komunikácia pacientov s rodičmi nadobúda akoby rôznorodý charakter, prebieha v dvoch rovinách, ktoré sú v afekte nezlučiteľné. Napríklad schizofrenický pacient, radujúci sa ... ... Vysvetľujúci slovník psychiatrických pojmov

dvojitá väzba- priestupok v oblasti komunikácie medzi dieťaťom a rodičom, keď dieťa od neho dostáva protichodné správy. Napríklad matka, ktorá neakceptuje svoje nežné city k dieťaťu, odstrčí dieťa svojím chladom a potom prejaví okázalú lásku ... Encyklopedický slovník psychológie a pedagogiky

Tento výraz má iné významy, pozri Dvojitá väzba. Obr. 1. Sigma väzba ... Wikipedia

knihy

• Pekelné záležitosti, Noah Charney. Tri senzačné zločiny vo svete umenia, ktoré šokovali Európu, sa odohrali súčasne... Caravaggiovo majstrovské dielo zmizlo z rímskeho kostola. V Paríži ukradli legendárny obraz Malevicha. AT…

Etylén pre organickú chémiu možno nie je tehla, ale celý blok. Molekula etylénu pozostáva z dvoch atómov uhlíka a štyroch atómov vodíka.
Ako sa vyrába etylén? Vo všetkých organických zlúčeninách musí byť uhlík štvormocný a v molekule etylénu je každý atóm uhlíka spojený s iným uhlíkom a dvoma vodíkmi, t. j. je akoby trojmocný.
Nie, nedochádza k porušeniu princípu tetravalencie uhlíka v molekule etylénu: dva atómy uhlíka nie sú navzájom spojené jednoduchým, ako v prípade etánu, ale dvojitou väzbou. Každá valencia je označená pomlčkou, a ak spojíme dva atómy uhlíka dvoma pomlčkami, zachováme štvormocný uhlík:
Čo sa však skrýva za takýmito označeniami, ako sa líši spojenie reprezentované jednou čiarou od spojenia reprezentovaného dvoma čiarami?
Pripomeňme si, ako vzniká molekula etánu. Okolo každého atómu uhlíka sa v dôsledku hybridizácie, t.j. zmiešania, v priemere jedného 5- a troch p-orbitálov, vytvoria štyri úplne identické hybridizované 5p3-orbitály nasmerované rôznymi smermi.

V prípade etylénu sú väzby medzi atómami uhlíka postavené inak. Tu sa zmiešajú iba dva orbitály s jedným orbitálom 5. Výsledkom je, že sa vytvoria tri hybridizované orbitály 5p2, ktoré ležia v rovnakej rovine: dva z nich sa prekrývajú s 5-orbitálmi dvoch atómov vodíka a viažu tieto vodíky na uhlík. tretí orbitál $p2 sa prekrýva s presne rovnakým orbitálom druhého atómu uhlíka. Táto väzba predstavuje jednu z pomlčiek medzi dvoma atómami uhlíka. Čo symbolizuje druhý riadok?
Pripomeňme, že nám zostal ešte jeden p-elektrón. Tvorí oblak v tvare objemovej osmičky, ktorý smeruje kolmo na rovinu troch orbitálov.Tieto elektrónové oblaky (jedna osmička z každého uhlíka) sa môžu aj navzájom prekrývať, nie však čelne, ako dva $ p2-orbitály sa prekrývajú a „do strany“. Toto prekrytie je označené druhou pomlčkou. Spojenie prvého typu („čelá“) sa označuje gréckym písmenom a (sigma) a spojenie, v ktorom sa elektrónové oblaky prekrývajú „do strán“, sa nazýva n-väzba (a také elektróny samotné sa nazývajú n-elektróny). Spolu ide o dvojitú väzbu. Dvojitá väzba je kratšia ako jednoduchá, jej dĺžka je 0,133 mm.
Takže sme demontovali zariadenie ďalšej časti, z ktorej môžete stavať "budovy" z organických zlúčenín. Aké sú tieto budovy?
Zoberme si najprv také kombinácie: jednu molekulu etylénu a niekoľko molekúl metánu. Ak je jeden atóm vodíka v molekule etylénu nahradený metylovou skupinou (t.j. metánovým zvyškom), dostaneme propylén (inak nazývaný propén) CH2=CH-CH3.
Teraz zostrojme ďalší člen homologického radu (t. j. člen s jednou skupinou CH2 viac). Aby sme to dosiahli, nahradíme jeden z atómov vodíka v propyléne metylovou skupinou. Existuje niekoľko možností takejto substitúcie, výsledkom čoho sú tri rôzne butylény (butén).
Nahradením vodíka metylovej skupiny sa dostaneme k normálnemu buténu-1: CH2=CH-CH2-CH3. Výmena vodíka na druhom konci poskytne butén-2: CH3-€H=CH-CH3. Nakoniec nahradením jediného vodíka v dvojitej väzbe dostaneme mso-butylén: CH2=C(CH3)2. Ide o tri rôzne látky s rôznymi bodmi varu a topenia. Zloženie všetkých týchto uhľovodíkov vyjadruje všeobecný vzorec CnH2n. Podobne je možné odvodiť vzorce pre všetky možné pentény, hexény atď.
Takže sme sa naučili, ako dostať nenasýtené uhľovodíky na papier. Ako sa vlastne získavajú?
Hlavným zdrojom najjednoduchších alkénov (t.j. nenasýtených uhľovodíkov) sú ropné produkty, z ktorých sa po zahriatí a destilácii izoluje etylén.
propylén, butylény... Ak sa alkán (nasýtený uhľovodík) zahreje na 500-600°C pod vysokým tlakom v prítomnosti katalyzátora, odštiepia sa dva atómy vodíka a vznikne alkén. Z n-butánu sa napríklad získa zmes 1-buténu a 2-buténu.
V laboratóriu sa nenasýtené uhľovodíky (napríklad etylén) získavajú odstránením vody z alkoholov; na tento účel sa zahrievajú s katalytickým množstvom kyseliny:
IDO 200 °С CH3—CH2—OH ----- CH2=CH2
Je tiež možné odštiepiť molekulu halogenovodíka zásadou z halogénderivátov nasýtených uhľovodíkov:
NaOH
CH3-CH3-CH2C1 SH CH3-CH=CH2-HC!
Spektrum reakcií, do ktorých vstupujú zlúčeniny s dvojitou väzbou, je oveľa rozmanitejšie, širšie ako súbor premien alkánov. Zvážte jednu z týchto reakcií nenasýtených zlúčenín.
Nenasýtené látky pridávajú na dvojitú väzbu halogén-vodíky a vznikajú halogénom substituované nasýtené uhľovodíky (t.j. reakcia je opačná ako práve napísaná). Ale ak pridáte halogenovodík k nesymetrickému alkénu. (na ten, v ktorom sú, ale na oboch stranách dvojitej väzby rôzne skupiny), možno získať dva rôzne deriváty, napríklad v prípade propénu, buď CH3CH2CH2C1 alebo CH3CHSNCHUN3.
Túto reakciu skúmal v minulom storočí ruský chemik V. V. Markovnikov. Zaviedol pravidlo, ktoré teraz nesie jeho meno: halogén je pripojený k najmenej hydrogenovanému atómu uhlíka (t. j. tomu, ktorý je spojený s najmenším počtom atómov vodíka). To znamená, že z propylénu vzniká hlavne izopropylchlorid CH3CH1CH3. Prečo však reakcia prebieha tak, ako prebieha? Moderná teória poskytuje vysvetlenie Markovikovho pravidla. Túto teóriu uvádzame v trochu zjednodušenej forme.
Faktom je, že mechanizmy aj zdanlivo jednoduchých chemických reakcií sú pomerne zložité a zahŕňajú niekoľko stupňov. Tak je to aj s reakciou pridania halogenovodíka. Molekula chlorovodíka nie je pripojená k molekule alkénu okamžite, ale po častiach. Vodík sa pridáva ako prvý vo forme protónu P1+. Kladne nabitý protón sa približuje k molekule propylénu. Na ktorý z uhlíkov s dvojitou väzbou zaútočí? Ukázalo sa to - extrémne, pretože má malý záporný náboj, označovaný ako b- (delta mínus). Ako však tento náboj, malý prebytok elektrónovej hustoty, vznikol?
"Na vine" je metylová skupina. Zdá sa, že od seba odpudzuje elektróny, ktoré sa preto hromadia na opačnom atóme uhlíka, preč od metylovej skupiny. Ešte raz zdôrazňujeme, že tento posun elektrónovej hustoty je veľmi malý. Je to oveľa menej, ako keby sa celý elektrón presunul zo stredného atómu uhlíka na vonkajší. Potom by sme museli dať plus nad stredný atóm a mínus nad extrém (dáme znamienko q-, čo znamená malú časť celkového záporného náboja elektrónu).
Takže teraz je jasné, že kladne nabitý protón sa oveľa pravdepodobnejšie priblíži k najvzdialenejšiemu atómu uhlíka, ktorý nesie určitú nadmernú hustotu elektrónov.
Kladne nabitý protón sa spojí s nenabitou molekulou a odovzdá jej svoj náboj. Kde sa nachádza tento poplatok? Ak by sa k strednému atómu uhlíka pripojil protón, náboj by vznikol na najvzdialenejšom uhlíku. V skutočnosti sa protón približuje k najvzdialenejšiemu atómu uhlíka a náboj vzniká na strednom uhlíku. Záleží na tom, kde sa náboj koncentruje? Áno, a je v tom veľký rozdiel. Oba karbokationy (t.j. organické častice, ktoré nesú kladný náboj na atóme uhlíka) sú nestabilné a nežijú veľmi dlho. Ale napriek tomu je druhý katión stabilnejší: faktom je, že je na oboch stranách obklopený metylovými skupinami; a už vieme, že metylové skupiny sú schopné darovať elektróny, odpudzovať ich od seba. Ukazuje sa, že metylové skupiny čiastočne kompenzujú výsledný kladný náboj. A čím je tento náboj menší, tým je karbokation stabilnejší. V prvom prípade je kladný náboj zhasnutý iba jednou etylovou skupinou, tento karbokation bude menej stabilný ako druhý.
Spravidla platí, že čím je častica stabilnejšia, tým ľahšie sa tvorí. A to znamená, že druhý karbokation bude získaný oveľa častejšie ako prvý. Druhým stupňom reakcie je pridanie záporne nabitého iónu chlóru k karbokationu. Keďže v produktoch prvého stupňa prevláda karbokation druhého typu, v dôsledku celej reakcie na jednu molekulu 1-chlórpropánu pripadajú tisíce molekúl izoméru, v ktorom je chlór naviazaný na priemerný uhlík. Preto hovoríme, že sčítanie prebieha hlavne podľa Markovnikovovho pravidla. O splnení tohto pravidla rozhodujú dva faktory - miesto napadnutia protónu v prvom štádiu a stabilita karbokationtu vytvoreného po tomto.
Nenasýtené zlúčeniny ľahko pripájajú nielen chlorovodík, ale aj. mnoho ďalších molekúl. Typické príklady chemických premien etylénu sú znázornené v diagrame.
Čitateľ môže mať otázku: existujú organické molekuly postavené iba z etylénových blokov? Áno tam sú. A najjednoduchším zástupcom je butadién CH2=CH-CH=CH2. Táto zlúčenina je široko používaná pri výrobe syntetického kaučuku. Uhľovodíkový lykopén, červené kryštály, sa našiel v paradajkách a ovocí. V uhlíkovom reťazci tejto látky je 13 dvojitých väzieb.