Данная статья будет полезна в основном десятиклассникам, которые начали проходить органику в школе. Я не буду разбирать глубоко строение и рисовать гибридизации углеродов в молекуле. Если требуется настолько глубокий разбор - пишите, сделаю часть 5.
Чтобы понять, что написано в этой части, необходимо уметь писать электронную формулу элементов (кто не умеет - учитесь) и нужно знать, какие бывают варианты гибридизации (что такое sp, sp2 и sp3).
1. База
Ну а теперь усваиваем простейшее правило, которое удобно работает для органической химии: если элемент имеет только одинарные связи - он в sp3. Если у него есть хоть одна двойная связь - он в sp2. Если у него есть хоть одна тройная связь - он в sp. На самом деле, этого тайного знания достаточно для многих базовых тестов))
Смотрим пример:
Что от нас требуется? Красиво нарисовать все вещества, которые тут перечислили. Никаких брутто формул - только структурные!
Не могу сказать, что получилось очень красиво, но зато наглядно. Ииии начинаем думать. Можно (и на первых заданиях - полезно) последовательно разобрать вообще каждое вещество последовательно. И для практики - определить для КАЖДОГО углерода в КАЖДОМ веществе, какая у него гибридизация.
1. Бензол. Как мы видим, каждый из углеродов в бензоле связан двойной связью. Если это неочевидно - напишите себе формулу бензола не шестиугольником, а с отдельными углеродами. А по волшебному правилу: Если у него есть хоть одна двойная связь - он в sp2. То есть в бензоле нет ни одного углерода в sp3.
2. Толуол. В отличие от бензола, тут добавился радикал CH3. Какой связью он связан с бензольным кольцом? Одинарной! Если элемент имеет только одинарные связи - он в sp3. То есть этот углерод в CH3 - находится в sp3. Один попался!
3. Пропен. Думаю, тут прям видно: Углерод в CH3 имеет одинарную связь, а углероды в CH и CH2 - двойные. То есть углерод из CH3 находится в sp3, а углероды из CH и CH2 - в sp2. Еще один правильный ответ попался)
4. Дивинил. Смотрим внимательно. На первый взгляд может показаться, что центральные два углерода имеют одинарную связь, а значит, они в sp3? Нет, смотрим внимательно! Между собой то они связаны одинарной связью. Но с первым и четвертым углеродом они связаны двойными связями! Так ведь? То есть в этом соединении КАЖДЫЙ углерод с кем-то связан двойной связью, верно? А мы знаем, что если у него есть хоть одна двойная связь - он в sp2. То есть они все - в sp2.
5. Метановая кислота. Углерод тут один. Двойную связь от него видим? Какая гибридизация? Верно, sp2.
Мораль: внимательно смотрим на нарисованные нами же формулы и все) Задания решаются быстро и просто.
Еще пример:
Вы знаете что делать: рисуем формулы. Заранее отвечаю на вопрос "а если я не знаю как выглядит формула". Простой вариант - загугли. Сложный - почитай главу про углеводороды в учебнике Еремина за 10 класс. Ну или пишите мне - разберемся)
Расставляем гибридизации у ВСЕХ углеродов - опять же, для тренировки. Давайте сверимся:
В теории sp2 есть в ответах 2, 3, 4, 5, но нам требуется, чтобы были ТОЛЬКО sp2, и ничего больше - это ответы 3 и 4.
2. Пи связи
Это частый вопрос. Как и в случае гибридизаций, на него можно ответить поверхностно, и этого вполне достаточно для решения тестов на 5.
Между элементами в соединении обязательно есть связи. Именно поэтому элементы и связаны в соединение, верно?) То есть каждый элемент имеет как минимум одну одинарную связь с другим элементом. Вот эта одна одинарная связь - она проходит от центра одного атома к центру другого атома и называется "сигма, σ". Если же атом хочет образовать с другим атомом еще одну связь (сделать двойную) - то помимо первой, σ, будет образована вторая. Она не будет проходить от центра к центру, и будет называться "пи,π".
Соответственно, когда вы видите одинарную связь (например, в этане)
Это сигма связь
Когда вы видите двойную связь (например, в этилене)
Тогда одна из связей - это все та же обязательная сигма, а вторая - это пи.
Если вы видите тройную связь (например, ацетилен)
Тогда одна из связей - это все та же обязательная сигма, а вторая и третья - это пи.
Вроде как, опять же, очень просто) Решаем примеры:
Естественно, первым делом: Красиво нарисовать все вещества, которые тут перечислили. Никаких брутто формул - только структурные!
И давайте в качестве тренировки абсолютно все связи обзовем - кто они: сигма или пи.
Везде первую связь (тем более, если она единственная) - обозвала сигмой. Если помимо одной связи есть еще (двойные, тройные) - то все остальные обзываю пи.
Нам тут гибридизации не нужны, но можете для тренировки их найти. И тут, и в следующих заданиях. А нам нужно две пи связи. А мы знаем, что сами по себе они не существуют - они добавляются к обязательной сигме. То есть две пи + одна сигма = всего три связи. А у каких веществ есть тройные связи? У 1 и 5. Решено!
Пробуем еще
Рисуем, как все это выглядит.
Тренируемся, везде находим типы связей
Ну я думаю, уже очевидно, что решение - 3 и 4. Но можно было и иначе решить: требуется пи связь. Она одна не существует - она добавляется к обязательной сигме. То есть одна пи + одна сигма = всего две связи. А двойные связи у нас в 3 и 4.
Последняя тренировка:
Рисуем, как все это выглядит.
Расставляем, где какие связи
Видим, что нам подходят ответы 2 и 5.
Кстати: я об этом не упоминала, так как мне кажется это очевидным, но на всякий случай: все связи углерод-водород (те, которые мы обычно даже не рисуем, как в метане) - это сигма связи.
3. Линейность молекул
Вас так же могут спросить про строение молекулы, а именно: является ли она плоской (или объемной) и является ли она линейной (или нелинейной). Ответ прост если вы умеете определять гибридизацию:
- sp3 - объемная
- sp2 - плоская
- sp - линейная
Чтобы понять, почему так - посмотрите на рисунок гибридизаций в табличке в части 3.
Отлично, гибридизации - все. Пишите, что еще нужно подробно разобрать.
Кто хочет со мной позаниматься - пишите в тг @Ana_Snegilina
