Budeme studovat chemii, která se podílí na tvorbě trojné vazby. Prozkoumejte studiem vhodných příkladů trojné vazby alkynů, funkčních skupin atd.
Podívejme se na různé příklady dršťkových vazeb :
Co je tedy trojitá vazba? Když atomy sdílejí tři páry elektronů a tvoří vazbu, výsledkem je trojná vazba. Říká se, že je vysoce reaktivní s nízkou nebo kratší délkou vazby. Trojná vazba je znázorněna třemi rovnoběžnými čárkami (C≡C ). Bylo pozorováno, že mají nízkou teplotu tání a bodu varu.
Rovněž se má za to, že jak se zvyšuje počet uhlíku, zvyšuje se také bod tání a varu; jsou rozpustné v organických rozpouštědlech a nerozpustné ve vodě. Přiblížíme si tedy vznik trojky vazby studiem molekul různých příkladů trojné vazby.
Síla vazby: S rostoucí pevností vazby se délka vazby snižuje. Trojnásobný vazby jsou mnohem silnější a také kratší než dvojité vazby mezi stejnými druhy atomů. Délka vazby je přibližně 1.203 Á a energie potřebná k přerušení vazby je -365 kJ/mol. Je pozorováno, že délka vazby je nepřímo úměrná síle vazby a energii disociace vazby.
Pojem hybridizace je velmi užitečná pro pochopení pojmu tvar a molekulární geometrie molekul. Hybridizace je tedy promísení atomových orbitalů vedoucí k vytvoření požadovaného nového hybridního orbitalu. Sigma vazba je vytvořena mezi sp orbitalem jednoho uhlíku a sp orbitalem druhého uhlíku. Tvorba pí vazby probíhá mezi p-orbitalem dvou atomů uhlíku. Tento koncept tedy použijeme při pochopení různých příkladů trojné vazby.
Příklady trojné vazby
1. Acetylen
Je považován za nejjednodušší uhlovodík obsahující trojnou vazbu CH≡CH, jednu sigma + dvě pí vazby. Je to čtyřmocná sloučenina s valence-4. Víme, že uhlík a vodík se podílejí na tvorbě acetylenu. Atomové číslo uhlíku je tedy 6, jeho valence je čtyři, což znamená počet elektronů dostupných pro tvorbu vazby. Toto jsou velmi běžné příklady trojitých vazeb.
Obrázek kreditu: Wikipedia
Vodík s atomovým číslem 1 může sdílet svůj elektron pro tvorbu vazby. Takže v molekule acetylenu C2H2 se spojují dva atomy uhlíku a dva atomy vodíku.
Typ hybridizace spojené s acetylenem ( ethynem ) je sp, což znamená, že má poloviční s – charakter a polovinu p – charakter, má vazebný úhel 180 stupňů a má lineární geometrii. Bylo pozorováno, že elektronická konfigurace uhlíku v základním stavu je 1s2 2s2 2px1 2py1, takže existují pouze dva elektrony, které nejsou spárované, ale valence uhlíků je 4.
Takže pro vytvoření vazby to vyžaduje 4 elektrony. Proto 2 elektrony z orbitalů s přejdou na orbital 2pz, který je v excitovaném stavu prázdný. Takže během vzrušený stav nyní uhlíky elektronické konfigurace se změní na 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1.
Každý atom uhlíku hybridizuje sp hybridizací orbitalů 2s a 2p během excitovaného stavu, čímž se získají dva napůl zaplněné orbitaly (sp) s uspořádáním vložky.
2. Kysličník uhelnatý :
Mezi atomem uhlíku a atomem kyslíku se nachází trojná vazba. Skládá se z 1 sigma a 2 pí vazeb. Říká se, že nejsilnější má oxid uhelnatý kovalentní vazba. Ke vzniku vazby mezi uhlíkem a kyslíkem dochází kovalentní vazbou, tj. sdílením elektronů mezi 2 atomy ( uhlík, kyslík ).
Obrázek kreditu: Wikipedia
Když atom uhlíku získá osamocený pár z elektronu kyslíku, výsledná vazba je nekovalentní. Takže 2 jsou kovalentní vazby a 1 je nekovalentní vazba. The pořad dluhopisů je zjištěno 3.
Valenční elektron v uhlíku je 4 a v kyslíku 6. Je mnohem snazší určit hybridizaci, pokud znát sterické číslo molekuly (sterické číslo – říká se, že je to počet párů osamělých párů kolem centrálního atomu). Bylo pozorováno, že molekuly, které mají 2 jako sterické číslo, hybridizace se nazývá sp.
Obrázek kreditu: Wikipedia
CO sigma vazba je výsledkem překrývání 2pz orbitalu uhlíku a 2pz orbitalu kyslíku. Ze dvou vazeb pí je jedna vazba pí výsledkem překrývání 2px orbitalu uhlíku a 2px orbitálu kyslíku a druhá vazba pí je výsledkem překrývání 2py orbitalu uhlíku a 2py orbitálu kyslíku.
Čtěte více: Mechanismus SN2
3. Propyne
Je to molekula, ve které je kovalentní vazba mezi 2 atomy uhlíku. Propin se tedy v zásadě skládá ze 3 atomů uhlíku a 4 atomů vodíku. První uhlík je vázán k jednomu vodíku jednoduchou vazbou a k dalšímu uhlíku je připojen trojnou vazbou. A druhý uhlík je připojen k 1 uhlíku trojnou vazbou a dalšímu uhlíku jednoduchou vazbou.
Obrázek kreditu: Wikipedia
Třetí uhlíková vazba je vázána se 3 atomy vodíku jednoduchou vazbou. Má tedy 6 sigma a 2 pí vazby. Bod tání propinu je záporných 104 stupňů Celsia a bod varu 23.1 stupňů Celsia. Bylo pozorováno, že je nerozpustný v H2O, ale bylo zjištěno, že je rozpustný v chloroformu, benzynu atd.
Jak víme, ve struktuře propinu jsou 3 uhlíky; s ohledem na první uhlík, má k němu připojeny dva atomy, jeden z uhlík a druhý z vodíku. Kolem prvního atomu uhlíku tedy není žádný osamocený pár. Bylo tedy pozorováno, že jeho hybridizace je sp.
Obrázek kreditu: Přehrávač snímků
Vezmeme-li v úvahu druhý uhlík, je připojen ke 2 atomům uhlíku na každé straně a neexistuje žádný osamocený pár. Proto je jeho hybridizace sp. Nyní s odkazem na třetí atom uhlíku, je připojen ke 4 atomům, z nichž tři jsou atomy vodíku a jeden je atom uhlíku a není přítomen žádný osamocený pár, takže hybridizace uhlíku je sp3.
4. Benzyne
Je to příklad aryne dršťkové vazby. Je to velmi reaktivní meziprodukt. Můžeme to považovat za výjimku, protože druhá vazba pí je výsledkem slabé interakce orbitalů sp2 (hybrid), která je v rovině prstenců.
Obrázek kreditu: Wikipedia
Bylo zjištěno, že vytvořená trojná vazba je nelineární povahy v důsledku napětí a reaktivity (relativně vysoké) 6-členného aromatického kruhu. Skládá se ze dvou sigma vazeb ( sp-sp ) a jedné pí vazby (pp ).
Hybridizace: Bylo pozorováno, že uhlíky mající trojné vazby jsou sp hybridizované a zbývající čtyři vázané uhlíky, které jsou jednoduchou vazbou, jsou hybridizovány sp2. Benzyny jsou vzácným druhem příkladů trojné vazby.
Přečtěte si více: Mechanismus SN1
5. 2-butyn
Jeho chemický vzorec je C4H6 s bodem tání -32 stupňů Celsia a bodem tání 27 stupňů Celsia. Jeho synonymem je dimethylacetylen. V molekule je devět sigma vazeb a dvě pí vazby. První a čtvrtý uhlík mají 4 vazby sigma, a proto je hybridizován sp3.
Obrázek kreditu: Wikipedia
6. Dusík
Jeho symbol je N a atomové číslo je pozorováno jako 7 a patří do skupiny 5. Většinou existuje v plynném stavu s bodem tání -209.86 stupňů Celsia a bodem varu -195.795 stupňů Celsia. Valenčních elektronů v dusíku je pět, takže k dokončení jeho oktetu potřebuje více než tři elektrony.
Obrázek kreditu: Výměna zásobníku chemie
Proto sdílí své tři elektrony s jedním dalším atomem dusíku, aby splnilo pravidlo oktetu. V N2 je jedna vazba sigma a 2 vazby pí. Na atomu N je přítomen jeden osamocený pár. Stérický faktor v dusíku je údajně 1 + 1 = 2. Vazebný úhel v N2 je s lineární molekulární geometrií 180 stupňů a jeho popularita je pozorována jako nepolární.
Elektronická konfigurace N2 je 1s2 2s2 2px 2py 2pz, 3 z 2p orbitalů jsou ponechány prázdné. Takže tyto zpola vyplněné 2p orbitaly se účastní vazby. Takže tyto tři napůl zaplněné orbitaly z každého dusíku se překrývají podél osy (mezijaderné) pro vytvoření vazby. Vznikne tak trojná vazba mezi 2 atomy dusíku. Tento N2 je pro organismy velmi důležitý. Používá se také v různých průmyslových odvětvích pro výrobu hnojiv atd.
Nejčastější dotazy
1. Je F2 trojná vazba?
Ne, fluor nemá trojnou vazbu.
Říká se, že F2 má čistou kovalentní vazbu. Atomové číslo fluoru je údajně 9 a elektronická konfigurace je 1s2 2s2 2px2 2py2 2pz1. Počet valenčních elektronů je tedy 7. K dosažení kompletní oktet, potřebuje ještě jeden elektron.
Spojuje se s jedním dalším atomem fluoru a doplňuje svůj oktet. Vazba nastává mezi 2 pz jednoho atomu fluoru a 2 pz 2. atomu fluoru a výsledkem je kovalentní vazba. Na atomu F3 jsou 1 osamocené páry elektronů (každý).
2. Je H2 trojná vazba?
Ne, H2 nemá trojnou vazbu.
Tvoří vazbu tvorbou jednoduché vazby. Protože víme, že jeho atom je nekov, tvorba vazby H2 (molekuly) bude kovalentní. Je také pozorováno, že jde o nepolární (kovalentní) vazbu, protože tvorba vazby probíhá mezi stejnými atomy, proto není žádný rozdíl v jejich elektronegativitě, jinými slovy to znamená, že atomy vodíku a elektrony jsou rovnoměrně sdílené.
Jeho bod tání je -259.9 stupňů Celsia a jeho bod varu je pozorován při -252.8 stupňů Celsia. Je považován za nejlehčí ze všech prvků. Je poměrně stabilní, ale přesto je schopen vytvářet různé vazby. Má tři izotopy, Tritium, Deuterium a Protium, a všechny tři mají různé vlastnosti.
Bylo zjištěno, že H2 je hořlavý (vysoce) a může se vznítit v atmosféře, pokud se setká s požadovanými podmínkami.
Pokud mluvíme o hybridizaci, ve vodíku k hybridizaci nedochází, protože má pouze jeden elektron, takže logicky není možné orbitaly smíchat a vytvořit hybridní orbitaly.
3. Je HCN trojná vazba?
Ano, HCN (kyanovodík) má trojnou vazbu (mezi atomem uhlíku a dusíku).
Bylo zjištěno, že je nebezpečný. Takže při práci s ním je třeba být velmi opatrný. Může existovat v kapalné nebo plynné formě.
Bod tání je -13.29 stupňů Celsia a bod varu je 26 stupňů Celsia. Molekula HC-N má lineární geometrii. Kyanovodík je slabá kyselina; může částečně ionizovat v přítomnosti vody, což vede k aniontu CN−. Tak vzniká kyselina kyanovodíková. Používá se v těžebním průmyslu při těžbě zlata a stříbra.
Také mnoho důležitých organických sloučenin se připravuje pomocí HCN jako EDTA, adiponitril (je prekurzorem pro nylon -6,6). Kyanovodík se skládá ze tří atomů (jeden vodík, jeden uhlík a jeden dusík). Vazba mezi uhlíkem a vodíkem je jednoduchá, zatímco vazba mezi uhlíkem a dusíkem je trojitá. Bylo zjištěno, že sterické číslo je 2.
Vodík v této molekule nemá žádnou hybridizaci, protože jeden vodíkový elektron je vázán s jedním uhlíkovým elektronem, čímž je splněna jeho valence. Hybridizace uhlíku v molekule je sp .
Klikněte prosím a dozvíte se o SiCl2Br2 Lewisova struktura a Hustota Dichlormethanu.
Také čtení:
- Příklady iontových vazeb
- Příklady vodíkových vazeb
- Příklady purpurových sirných bakterií
- Odraz světelných příkladů
- Příklady kontaktní síly
- Příklady amplitudy pohybu
- Příklady nevratných chemických změn
- Příklady heterotrofních bakterií
- Příklady hydrosféry
- Příklady Sn2
Tohle je Sania Jakati z Goa. Jsem ctižádostivý chemik a pokračuji v postgraduálním studiu organické chemie. Věřím, že vzdělání je klíčovým prvkem, který z vás udělá skvělou lidskou bytost jak mentálně, tak fyzicky. Jsem rád, že jsem členem scintilačního oboru chemie a ze své strany se pokusím co nejlépe přispět, co budu moci, a Lambdageeks je nejlepší platforma, kde mohu sdílet a zároveň získávat znalosti.
Ahoj kolego čtenáři,
Jsme malý tým v Techiescience, tvrdě pracujeme mezi velkými hráči. Pokud se vám líbí, co vidíte, sdílejte náš obsah na sociálních sítích. Vaše podpora znamená velký rozdíl. Děkuji!