МН3++Н+ + СГ-> NH4+ + СГ

У атома азоту в молекулі аміаку є неподілена пара е :МН3. За рахунок цієї пари € і відбувається приєднання йону водню:

H І- H -І

H : N : + H+ ->

M

H: М:Н

H

Залежність енергії системи (E) двох атомів від віддалі між їх центрами (R).

H • + • H -> H :Н (довжина зв'язку - 0,74x1 Cf10M).

C—C - довжина зв'язку - 1,54x1 Cf10M.

У молекулі водню обидва електрони стали спільними для обох ядер (утворили спільну електронну хмару).

Види хімічних зв'язків.

Неполярний ковалентний зв'язок - однакова кількість електронів і заряд їх ядер, сили взаємодії між спільної електронною густиною і обома ядрами. Тому електронна густина - посередині між ядрами атомів.

а. . .fM. .Г*\ . /•»!. . ^ .L»l. .wl . ОІ.

Якщо молекула, утворена з атомів різних елементів (різна кількість електронів і різний заряд ядра), то електронна густина буде зміщена до ядра атома з більшою електронегативністю (властивість атомів приєднувати електрони інших атомів). Так, у HCI електронна густина (пара електронів) зміщена до ядра атомів Cl ( Єн=2,1; есрЗ,0).

В результаті зміщення електронної густини до ядра атома Cl відбувається поляризація зв'язку і молекула стає полярною.

H0+: СГ

H- +.Cl:

H5++

Cl

.8-

Такий ковалентний зв'язок, при якому електронна густина (пара електронів) зміщена до одного з атомів, в результаті чого зв'язок поляризується - полярний. F=4.1; NaH .01; Mg=1.23; К=0.91; О=3.5; Н=2.1.

Іонний зв'язок. Якщо сполучаються атоми елементів, значення електронегативності яких дуже різняться (типових металів і типових неметалів), то електронна густина може повністю переходити до атома елемента з більшою електронегативністю. При цьому атоми перетворюються в йони.

Зв'язок між йонами здійснюється електростатичними силами - йонний (електровалентний) зв'язок.

Донорно-ашепторний зв'язок. У деяких випадках під час утворення зв'язків під час утворення зв'язків усуспільнюються е не обох атомів, а лише електронна пара одного з атомів (утворення солі амонію):

NH3+ + H+ + CI~^ NH4++ СГ

У атома азоту в молекулі аміаку є неподілена пара е :NH3. За рахунок цієї пари е і відбувається приєднання йону водню:

H І- H -І

H : N : + H+

H

H: N:H

Всі зв'язки в йоні амонію рівноцінні, а в результаті приєднання до неподіленої пари електронів атома H+ (протона) йон амонію стає позитивним.

Ковалентний зв'язок, під час утворення якого відбувається усуспільнення електронів, що належать лише одному з реагуючих атомів, називається донорно-акцепторний (або семиполярний) зв'язок. Атом, що віддає електрон - донор, приймає - акцептор (H+).

Водневий зв'язок поляризований. Позитивно заряджений атом (H) однієї молекули притягується до негативно зарядженого атома (O) іншої молекули - виникає водневий зв'язок (утворюється за рахунок неподіленої пари електронів атома кисню - 1s22s22p4.

Міжмолекулярний водневий зв'язок: Я ft R І І І О—H ... О—H... О—H

Внутрішньомолекулярний водневий зв'язок:

Водневий зв'зок може виникати, коли зв'язок X - H поляризований (X = O, N, F, Cl1). Це слабкий зв'язок, легко розривається. Тому температури кипіння спиртів вищі порівняно з температурами кипіння інших сполук з подібною будовою:

•кип-

CH3-CH3 CH3-NH2 CH3-OH

-81,60C -6,20C +64,70C

ТЕМА 2. БУДОВА АТОМА ВУГЛЕЦЮ, а-1 тт-ЗВЯЗКИ.

Вуглець має 6 електронів. 2 утворюють внутрішній шар, а 4 - зовнішній. Вони є валентними: 1s22s22p2. Одна р-орбіталь є вільною; під час реакцій на цю орбіталь переходить е -1s22s12p3.

В утворенні зв'язків атомом C беруть участь електрони s - і трьох р - орбіталей. S-орбіталь має сферичну форму, а р - орбіталі - гантелеподібну.

у І»

Метан утворює 4 однакові орбіталі: тетраедр - 4 а-зв'язки (більш стабільна форма).

В етилені у зв'язку беруть 2s, 2рх, 2ру орбіталі, що викликає гібридизацію трьох орбіталей -sp2 гібридизації. Всі 6 атомів - в одній площині.

Четвертий 2pz - не гібридизується, два таких електрони утворюють тт-зв'язок (розташований перпендикулярно площині молекули), тт-зв'язок слабший із-за перекривання електронних пар поза площиною молекули. В ацетилені H-C = С— гібридизуються 2с і 2р - sp-гібридизація. 2ру і 2pz не гібридизуються.

H3C - CH3 H2 - C = C - H2 H-Cz:C-H 1,34 А 1,33 А 1,2 А

Функціональні групи (приєднюються до вуглеводнів).

— С —OH

1) що містять кисень:-ОН-гідроксильна Il карбоксильна

O І

C = O карбонільна І

2) що містять азот: — NH2 (аміногрупа),

— NO2 - нітрогрупа,

— CN - нітрильна;

3) що містять ненасичені C-C - зв'язки:

_ р — (^

— й — й — ,

— CEC-

4) що містять сірку: — SO3H (сульфогрупу),

— SH (сульфгідрильну),

—S (сульфідну);

5) галогени (хлор, бром, йод).

Функціональні групи - групи атомів, що надають речовинам певних хімічних властивостей.

Клас

Галогенопохідні Спирти (феноли) Альдегіди

Кетони

Карбонові кислоти

Нітросполуки Первинні аміни Вторинні аміни Аміди кислот

Нітрили

Функціональна Назва групи

група F, Cl, Br, І OH

-C = O І H

-C-Il O

- С —OH Il Q

-NO2

- NH2 = NH

- C — NH2 Il O

-CEN

Азосполуки — N = N-СФК (сульфокислоти)— SO2OH Вуглеводні —

галогени

гідроксил

альдегідна

карбонільна

карбоксильна

нітрогрупа аміногрупа аміногрупа амідогрупа

нітрильна (ціанідна) азогрупа сульсрогрупа

Приклад

C2H5CI C2H5OH CH3COH (оцтовий)

ацетон

CH3COOH

CH3NO2 CH3CH2NH2 CH3-NH-CH3 CH3-C-NH2

Il

O

CH3 — C Z N ацетонітрил C6H5 -N = N- C6H5 C6H5 - SO2OH C2Hg, C2H^ C2H2, CeHe

прямий або розгалужений ланцюг:

Всі органічні сполуки ділять на три групи:

1) ациклічні (аліфатичні, сполуки жирного ряду)

І

— С —

І І І І III

—С—С—С—С— —С—С—С—

І І І І III

2) карбоциклічні - з замкнутими вуглецевими ланцюгами (циклами). Поділяються на циклічні і ароматичні:

3) гетероциклічні - містять у вуглецевому циклі, крім атомів C, атоми інших елементів (O,