Двойная связь - Double bond
А двойная связь в химия это Ковалентная связь между двумя атомы с участием четырех связывающие электроны в отличие от двух в одинарная облигация. Двойные связи чаще всего возникают между двумя атомами углерода, например, в алкены. Между двумя разными элементами существует много двойных связей: например, в карбонил группа между атомом углерода и атомом кислорода. Другие общие двойные связи находятся в азосоединения (N = N), имины (C = N) и сульфоксиды (S = O). В скелетная формула, двойная связь изображена как две параллельные линии (=) между двумя соединенными атомами; типографически знак равенства используется для этого.[1][2] Двойные связи были впервые введены в химические обозначения русский химик Александр Бутлеров.[нужна цитата ]
Двойные связи с участием углерода прочнее, чем одинарные облигации а также короче. В ордер на облигации два. Двойные связи также богаты электронами, что делает их потенциально более реактивными в присутствии сильного акцептора электронов (как в реакциях присоединения галогенов).
 |  |  |  |
Двойные связи в алкенах
Тип склеивания можно объяснить с точки зрения орбитальная гибридизация. В этилен каждый атом углерода имеет три зр2 орбитали и один р-орбитальный. Три зр2 орбитали лежат в плоскости с углами ~ 120 °. Р-орбиталь перпендикулярна этой плоскости. Когда атомы углерода приближаются друг к другу, два sp2 орбитали перекрываются, образуя сигма-облигация. В то же время две p-орбитали сближаются (снова в одной плоскости) и вместе они образуют пи бонд. Для максимального перекрытия p-орбитали должны оставаться параллельными, и, следовательно, вращение вокруг центральной связи невозможно. Это свойство приводит к цис-транс-изомерия. Двойные связи короче одинарных, потому что перекрытие p-орбиталей максимально.
 |  |  | ||
| 2 сп2 орбитали (всего 3 таких орбитали) сближаются с2-sp2 сигма-облигация | Две p-орбитали перекрываются, образуя пи-связь в плоскости, параллельной плоскости сигма. | пи бонд (зеленый) в этилен |
При 133 пм этилен C = C длина облигации короче длины C − C в этан с 154 ч. Двойная связь также сильнее, 636кДж моль−1 против 368 кДж моль−1 но не вдвое больше, чем пи-связь слабее сигма-связи из-за менее эффективного пи-перекрытия.
В альтернативном представлении двойная связь возникает в результате двух перекрывающихся sp3 орбитали, как в гнутая связь.[3]
Вариации
В молекулах с чередующимися двойными связями и одинарными связями перекрытие p-орбиталей может существовать над несколькими атомами в цепи, что приводит к возникновению сопряженная система. Конъюгацию можно найти в таких системах, как диены и Enones. В циклические молекулы, спряжение может привести к ароматичность. В кумулены, две двойные связи смежны.
Двойные связи обычны для период 2 элемента углерод, азот, и кислород, и реже с элементы высших периодов. Металлы также могут участвовать в нескольких соединениях в множественная связь металлического лиганда.
Гомологи алкена 14 группы
Соединения с двойной связью, алкен гомологи, R2E = ER2 теперь известны все более тяжелые группа 14 элементы. В отличие от алкенов эти соединения не плоские, а имеют скрученную и / или трансбентную структуру. Эти эффекты становятся более выраженными для более тяжелых элементов. Дистаннене (Я3Si)2CHSn = SnCH (SiMe3)2 имеет длину связи олово-олово немного короче, чем одинарная связь, имеет прозрачную структуру с пирамидальной координацией у каждого атома олова и легко диссоциирует в растворе с образованием (Me3Si)2CHSn: (станнандиил, аналог карбена). Связь включает две слабые донорно-акцепторные связи, неподеленная пара на каждом атоме олова перекрывается с пустой p-орбиталью на другом.[4][5] Напротив, в дисиленах каждый атом кремния имеет плоскую координацию, но заместители скручены, так что молекула в целом не является плоской. В диплумбенах длина связи Pb = Pb может быть больше, чем у многих соответствующих одинарных связей.[5] 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.[4] В Модель Картера-Годдарда-Мальье-Тринкье можно использовать для прогнозирования характера склеивания.[4]
Типы двойных связей между атомами
Рекомендации
- ^ Марш, Джерри (1985), Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура (3-е изд.), Нью-Йорк: Wiley, ISBN 0-471-85472-7.
- ^ Органическая химия 2-е изд. Джон Макмерри.
- ^ Продвинутая органическая химия Кэри, Фрэнсис А., Сандберг, Ричард Дж. 5-е изд. 2007 г.
- ^ а б c Власть, Филип П. (1999). «π-соединение и эффект неподеленной пары в множественных связях между более тяжелыми элементами основной группы». Химические обзоры. 99 (12): 3463–3504. Дои:10.1021 / cr9408989. PMID 11849028.
- ^ а б Ван, Юйчжун; Робинсон, Грегори Х. (2009). «Уникальная гомоядерная множественная связь в соединениях основной группы». Химические коммуникации. Королевское химическое общество (35): 5201–5213. Дои:10.1039 / B908048A.
- Пюкко, Пекка; Ридель, Себастьян; Пацшке, Майкл (2005). «Ковалентные радиусы с тройной связью». Химия: европейский журнал. 11 (12): 3511–20. Дои:10.1002 / chem.200401299. PMID 15832398.
