ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Характеристики ковалентных связей из "Органическая химия" Главное квантовое число п характеризует размеры орбитали и тем самым — Энергию электрона. Главное квантовое число в атомах определенного элемента может принимать значение от единицы до номера периода, в котором находится данный элемент. В обычных органических соединениях приходится иметь дело с элементами 1-го и 2-го периодов периодической системы элементов. Возможные для них главные квантовые числа 1 и 2 обозначаются обычно буквами К и Ь. [c.21] Побочное (азимутальное) квантовое число 1 характеризует форму орбитали. Для элементов 1-го и 2-го периодов оно может принимать значение О (сферическая орбиталь, обозначается буквой 5, рис. 2) и 1 (элипсоидная орбиталь, точнее —орбиталь из двух соприкасающихся шаров, обозначается буквой р, рис. 3). [c.21] Магнитное квантовое число т характеризует у элементов второго периода ориентировку элипсоидных орбиталей в пространстве магнитные квантовые числа в этом случае обозначают индексами при букве р (т. е. рх, ру, рх), связывая их с ориентировкой, элипсоидных уэ-орбиталей по трем координатным осям. [c.21] Спиновое квантовое число 8 (принимаемые значения + /2,-—1/2) характеризует вращение электрона вокруг собственной оси. Подобно волчку, электрон может вращаться по часовой стрелке или против нее. [c.21] Согласно принципа Паули в электронной оболочке атома не может быть двух электронов, у которых все четыре квантовые числа одинаковы. [c.21] В табл. 2 приводятся электронные состояния для элементов, первого и второго периодов периодической системы. В этой таблице каждый электрон обозначен стрелкой противоположные направления стрелок означают противоположные спины. [c.21] У атома водорода его единственный электрон находится на 15-орбитали. У атома гелия к нему присоединяется еще один такой же электрон с противоположным спином и /(-слой (главное квантовое число п = I) оказывается заполненным. Этот слой в заполненном двумя электронами виде имеется также у всех последующих элементов, и о нем мы далее упоминать не будем. [c.22] У лития появляется один электрон в -слое (главное квантовое число п = 2) на шаровой 25-орбитали. У бериллия имеются два 2 -электрона, у бора — те же два 25-электрона и один 2/7-электрон, у углерода два 25-электро-на и два 2р-электрона, и т. д. [c.22] Направление негибридизованной р-орбитали перпендикулярно к плоскости гибридизованных (рис. 6). [c.24] Здесь каждый из атомов хлора приобретает электронную оболочку инертного газа аргона. [c.24] Для наглядности собственные валентные электроны углерода обозначены крестиками электроны, ранее принадлежавшие атомам водорода — точками (это сделано только для иллюстрации способа образования связи, на са1Мом деле электроны, конечно, неотличимы). Благодаря обобщению электронов атом углерода имеет теперь на внешней орбитали восемь электронов, как у неона, а каждый из четырех атомов водорода — по два, как у гелия. Каждый из атомов достиг, следовательно, устойчивого, отвечающего инертному газу, электронного состояния. [c.25] Аналогичным образом возникают и другие простые (ррдинарные) связи. Они образуются за счет пары электронов, поступающих в совместное владение связываемых атомов. [c.25] Углерод способен образовывать двойные связи, в создании которых участвуют две пары электронов. [c.25] Примером соединения с тройной связью может служить ацетилен Н—С С—Н. Его тройная связь состоит из одной а-связи и двух взаимно перпендикулярных п-связей (рис. 11, а, б). Атомы углерода ацетилена находятся в состоянии -гибридизации. [c.26] В органических соединениях встречаются связи и иных типов с ними мы познакомимся позднее. [c.26] Длина связи — расстояние между центрами связанных атомов— зависит от природы атомов и характера связи между ними (одинарная, двойная или тройная). С повышением кратности связи становятся короче. Длины связей обычно лежат Ь пределах 1—2 А (А —ангстрем, равен 10 ел). [c.26] Валентным углом — называется угол между направлениями связей, образуемых многовалентным атомом. Так, в молекуле воды две связи О—Н расположены друг относительно друга под углом около 100° это и есть валентный угол атома кислорода. [c.27] Валентный угол атома углерода зависит от его валентного состояния, т. е. от типа гибридизации. При /з -гибридизации четыре-заместителя располагаются вокруг атома углерода в углах тетраэдра. Так, например, молекула четыреххлористого углерода ССЦ имеет форму правильного тетраэдра с валентными углйми 109° 28 и длинами связей С—С1, равными 1,76 А. Пространственное строение этой молекулы показано на рис. 13. Там же изображена и мо- лекула этана. [c.27] Три 0-связи атома углерода, находящегося в состоянии 8р -гибридизации, расположены в одной плоскости под углами 120 (рис. 14,а). Поэтому, например, в молекуле этилена все 6 атомов лежат в одрой плоскости. В молекуле ацетилена, где углеродные атомы находятся в состоянии 5р-гибридизации, валентный угол атома углерода равен 180° (рис. 14,6). [c.27] Конкретную идею о пространственном строении органических молекул выдвинул в 1874 г. молодой голландский ученый Вант-Грфф, сформулировав гипотезу тетраэдрического атома углерода. [c.28] Вернуться к основной статье