Презентация, доклад к уроку химии в 10 классе на тему: Валентные состояния атома углерода

химии СП ГБОУ СОШ №409 Пушкинского района СПб Номоконова Т.В.

быть результатом владения парой электронов двумя атомами, было выдвинуто Льюисом (1916) и развито Гейтлером и Лондоном (1927). В дальнейшем Лайнус Полинг ввел чрезвычайно важные понятия направленной валентности и гибридизации орбитали.
Согласно понятию направленной валентности, связь атомов осуществляется в том направлении, при котором обеспечивается максимальное перекрывание орбиталей. Чем лучше перекрывание, тем прочнее должна быть связь, и только при максимальном перекрывании достигается минимум энергии системы.

на распределение электронов по орбиталям в атоме углерода:

связи с другими атомами, то есть в соответствии с этой схемой атом углерода должен быть двухвалентным. Но в органической химии атом углерода всегда имеет валентность, равную четырем.

должен иметь четыре неспаренных электрона.
Как же объяснить четырехвалентность углерода?

переходят на другие атомные орбитали. В нашем случае один электрон с s-орбитали переходит на свободную р-орбиталь.

в молекуле метана (СН4). Каждый атом водорода имеет по одному неспаренному электрону на s-орбитали первого электронного слоя (1s1). У атома углерода, находящегося в возбужденном состоянии, есть четыре неспаренных электрона: один на s - и три на р-орбиталях второго слоя. Можно было бы ожидать, что вследствие различных форм s - и р-орбиталей связи между атомом углерода и атомами водорода будут неравноценными. Исследования же показывают, что связи в молекуле метана равноценны.

то есть s, p, d объяснить невозможно. Поэтому американский ученый Лайнус Полинг разработал теорию гибридизации атомных орбиталей.

р-электрона, поэтому такой тип гибридизации называется sp3-гибридизация. Такое состояние орбиталей атома углерода называют первым валентным состоянием. Так как в гибридизации участвует четыре электрона, то и образуется четыре одинаковых гибридных орбитали. При образовании гибридные орбитали расходятся на возможно большее расстояние друг от друга. Угол между ними оказывается равным 109028/, то есть все гибридные орбитали атома углерода в состоянии sp3-гибридизации направлены к вершинам тетраэдра – правильной треугольной пирамиды.

как углерод четырехвалентен, то и химических связей будет четыре. У атома водорода один неспаренный электрон находится на s-орбитали и имеет форму шара. Поэтому молекула метана СН4 имеет следующее пространственное строение.

р-орбитали атома углерода. Так, из одной s - и двух р-орбиталей образуется три sp2-гибридные орбитали, угол между которыми равен 1200(плоский равносторонний треугольник). Оставшаяся без изменения одна р-орбиталь располагается перпендикулярно плоскости, в которой лежат гибридные орбитали. Именно негибридные орбитали р-электронов будут участвовать в образовании π-связи, которая образуется при боковом перекрывании р-облаков и располагается над и под плоскостью σ-связи.

связью, атомы образующие двойную связь и будут находиться в sp2-гибридизации.
Рассмотрим пространственное строение молекулы этена СН2 = СН2, в которой атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации.

р-орбиталей атома углерода осуществляется sp-гибридизация. При sp-гибридизации атомных орбиталей две р-орбитали остаются негибридными. sp-Гибридные орбитали ориентированы под углом 1800 друг к другу (линейная конфигурация).
Две, не участвующие в гибридизации ,р-орбитали располагаются взаимно перпендикулярно и участвуют в образовании двух π-связей. С sp-гибридизацией мы встречаемся в соединениях с тройной связью, атомы углерода образующие тройную связь и будут находиться в sp-гибридизации.

Сколько π-связей содержит молекула бутена -1 (СН3 – СН2 – СН = СН2):
а) 2, б) 4, в) 1, в) 12.
2.Сколько атомов углерода в молекуле пентина-2 (СН3 – С ≡ С – СН2 – СН3) находится в состоянии sp3 гибридизации:
а) все 5 атомов углерода, б) 2, в) 1, г) 3.
3.Какова ожидаемая равновесная конфигурация молекулы СН2 = СН2:
а) линейная, б) угловая, в) плоский равносторонний треугольник, г) тетраэдр.
4. Выберите соединения, для которых характерна ковалентная полярная связь:
а) Cl2; б) О2;
в) HCl; г) H2
5.Определите тип гибридизации атомных орбиталей по следующим данным:

sp2.