Двойная связь

редактировать
Химическая связь с участием четырех связывающих электронов; имеет одну сигму плюс одну пи-связь

A двойная связь в химии представляет собой ковалентную связь между двумя атомами с участием четырех связывающих электронов в отличие от двух в одинарной связи. Двойные связи чаще всего возникают между двумя атомами углерода, например в алкенах. Между двумя разными элементами существует много двойных связей: например, в карбонильной группе между атомом углерода и атомом кислорода. Другие общие двойные связи обнаружены в азосоединениях (N = N), иминах (C = N) и сульфоксидах (S = O). В скелетной формуле двойная связь изображена как две параллельные линии (=) между двумя соединенными атомами; как правило, для этого используется знак равно. Впервые двойные связи были введены в химическое обозначение русским химиком Александром Бутлеровым.

Двойные связи с участием углерода прочнее одинарных связей, а также короче. Порядок облигаций равен двум. Двойные связи также богаты электронами, что делает их потенциально более активными в присутствии сильного акцептора электронов (например, в реакциях присоединения галогенов).

Химические соединения с двойными связями
Ethene structure.svg
Leuckart-Wallach-Reaktion Aceton.svg
Dimethylsulfoxid.svg
Trans-diazene-2D.png
Этилен
Углерод-углерод
двойная связь
Ацетон
Углерод-кислород
двойная связь
Диметилсульфоксид
Сера-кислород
двойная связь
Диазен
Азот-азот
двойная связь

Содержание

  • 1 Двойные связи в алкенах
  • 2 Варианты
  • 3 Гомологи алкенов группы 14
  • 4 Типы двойных связей между атомами
  • 5 Ссылки

Двойные связи в алкенах

Геометрия этилена

Тип связи можно объяснить с помощью орбитальная гибридизация. В этилене каждый атом углерода имеет три sp орбитали и одну p-орбиталь. Три sp-орбитали лежат в плоскости с углами ~ 120 °. Р-орбиталь перпендикулярна этой плоскости. Когда атомы углерода приближаются друг к другу, две из sp-орбиталей перекрываются, образуя сигма-связь. В то же время две p-орбитали сближаются (снова в одной плоскости) и вместе они образуют пи-связь. Для максимального перекрытия p-орбитали должны оставаться параллельными, и, следовательно, вращение вокруг центральной связи невозможно. Это свойство приводит к цис-транс-изомерии. Двойные связи короче одинарных, потому что перекрытие p-орбиталей максимально.

Представление двойной связи Представление двойной связи Pi bond
2 sp-орбитали (всего 3 таких орбитали) подходят для формирования sp-sp сигма-связиДве p-орбитали перекрываются, образуя пи-связь в плоскости, параллельной плоскости сигмапи-связь (зеленый) в этилене

При 133 мкм длина связи этилена C=C короче, чем длина C-C в этане с 154 ч. Двойная связь также сильнее, 636 kJ моль по сравнению с 368 кДж / моль, но не вдвое больше, поскольку пи-связь слабее сигма-связи из-за менее эффективного пи-перекрытия.

В альтернативном представлении двойная связь является результатом двух перекрывающихся sp-орбиталей, как в изогнутой связи.

Варианты

В молекулах с чередующимися двойными связями и одинарными связями, p- орбитальное перекрытие может существовать над несколькими атомами в цепочке, что приводит к сопряженной системе. Конъюгацию можно найти в таких системах, как диены и еноны. В циклических молекулах конъюгация может привести к ароматичности. В кумуленах две двойные связи смежны.

Двойные связи характерны для элементов периода 2 углерода, азота и кислорода, и реже для элементы высших периодов. Металлы также могут участвовать в множественных связях в множественной связи металлического лиганда.

гомологи алкена 14 группы

соединения с двойной связью, гомологи алкена, R 2 E = ER 2 теперь известны для всех более тяжелых элементов группы 14. В отличие от алкенов эти соединения не плоские, а имеют скрученную и / или трансбентную структуру. Эти эффекты становятся более выраженными для более тяжелых элементов. Дистаннен (Me 3 Si) 2 CHSn = SnCH (SiMe 3)2имеет длину связи олово-олово немного короче, чем одинарная связь, трансформируемая структура с пирамидальной структурой. координация у каждого атома олова и легко диссоциирует в растворе с образованием (Me 3 Si) 2 CHSn: (станнандиил, аналог карбена).Связь включает две слабые донорно-акцепторные связи, неподеленная пара на каждом атоме олова перекрывается с пустой p-орбиталью на другом. Напротив, в дисиленах каждый атом кремния имеет плоскую координацию, но заместители скручены, так что молекула в целом не является плоской. В диплумбенах Pb = Pb длина связи может быть больше, чем у многих соответствующих одинарных связей Плумбены и станнены обычно диссоциируют в растворе на мономеры с энтальпиями связи, которые составляют лишь часть соответствующих одинарных связей. Некоторые плюмбены и станнены с двойными связями аналогичны по прочности водородным связям. Модель Картера-Годдарда-Мальье-Тринкье может использоваться для прогнозирования природа связи.

Типы двойных связей между атомами

CONSSiGeSnPb
Cалкен карбонил группа имин тиокетон, тиал
Oдикислород нитрозосоединение сульфоксид, сульфон, сульфиновая кислота, сульфоновая кислота
Nазосоединение
Sдисульфур
Siалкилиденсиланы силены
Ge
Sn
Pb

Ссылки

  • Pyykkö, Pekka; Ридель, Себастьян; Пацшке, Майкл (2005). «Ковалентные радиусы с тройной связью». Химия: Европейский журнал. 11 (12): 3511–20. doi : 10.1002 / chem.200401299. PMID 15832398.
Последняя правка сделана 2021-05-18 14:03:36
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте