АЛКАНЫ СТРОЕНИЕ МЕТАНА

Углеводороды – наиболее простые органические соединения, молекулы которых построены только из двух элементов – углерода и водорода. Алканы или парафины – предельные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой простой (одинарной) σ- связью.

СН 4 - метан Н Н С Н – электронная формула Н Н С Н – структурная формула Н

В 1871 г голландский ученый Вант-Гофф высказал гипотезу о пространственном строении молекул органических веществ. Согласно этой теории молекула метана в пространстве имеет форму тетраэдра. Причина в строении атома углерода.

СТРОЕНИЕ АТОМА УГЛЕРОДА Стационарное состояние атома углерода 2s 2 2p 2 С - На наружном энергетическом уровне 4 электрона: 2s-электрона спаренные и 2 р-электро- на неспаренные. Возбужденное состояние атома углерода 2s 1 2p 3 С - Так как есть свободная р-орбиталь, то на нее переходит один из s- электронов. И все 4 электрона становятся неспаренными.

Гибридизация – процесс выравнивания электронных облаков разной формы в электронные облака одинаковой формы. Для алканов характерна sp 3 - гибридизация + = s р 3 sр 3

Гибридные облака, стремясь оттолкнуться друг от друга как можно дальше, располагаются под углом Н С С Н Н Н Н С Н Н Н

ПЕРЕКРЫТИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ ОБЛАКОВ С Н С С В молекуле метана все 4 гибридных облака атома углерода перекрываются шарообразными s-облаками атомов водорода, образуя связь С-Н. перекрытие происходит в большей части гибридного облака. Наибольшая электронная плотность лежит на прямой, соединяющей ядра атомов. При перекрытии 2 гибридных облаков разных атомов углерода в их большей части, образуется связь С-С. Наибольшая электронная плотность лежит на прямой, соединяющей ядра атомов.

Химическая связь, наибольшая плотность которой лежит на прямой, соединяющей ядра атомов, называется сигма-связью ( σ- связь) Характеристика σ-связи Очень прочная Е разрыва =350 к Дж/моль Длина С-С-связи = 0,154 нм С-Н–связи = 0,109 нм Валентный угол – σ-связь слабо поляризуется Вокруг σ-связи возможно свободное вращение атомов. При разрыве σ-связи образуются свободные радикалы.